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La serie ZSK Extruder ad alte prestazioni festeggia l'anniversario di Landmark

L'estrusore bivite ZSK, il "progenitore" di tutti gli estrusori bivite, celebra quest'anno il suo anniversario 60th.

Werner & Pfleiderer, conosciuta oggi come Coperion GmbH, ha realizzato il primo estrusore bivite ZSK co-rotante e strettamente interconnesso in 1957 - esattamente 60 anni fa. Da allora, gli estrusori ZSK hanno subito una trasformazione che era inconcepibile 60 anni fa - da quelli che ora sarebbero considerati co-impastatrici relativamente semplicistiche con una velocità di produzione di 170 kg / h a macchine di elaborazione sofisticate ad alte prestazioni per una varietà di applicazioni nei settori delle materie plastiche, chimica, alimentare e farmaceutica. Sono realizzati con dimensioni del diametro delle viti che vanno da 18 a 420 mm e raggiungono velocità di produzione da 200 g a 125 t / h per poliolefine.

Quattro anni dal primo prototipo alla produzione in serie

In 1953, Werner & Pfleiderer ha acquisito una licenza esclusiva da Bayer a Leverkusen, in Germania. Il lavoro è stato avviato da Rudolf Erdmenger e Walter Meskat nello stabilimento IG di Wolfen in 1943. In 1945 Rudolf Erdmenger ha continuato il lavoro come parte del gruppo "Tecnologia ad alta viscosità" e ha sviluppato il profilo completamente autopulente per viti intermascenti co-rotanti.

Questo è stato l'inizio dell'estrusore bivite ZSK, che rimane funzionale su un'ampia gamma di viscosità o proprietà di attrito del materiale lavorato. Il prototipo di questa macchina inventata da Erdmenger era ancora equipaggiato con viti disposte verticalmente, a differenza dell'estrusore bivite ZSK di oggi. Werner & Pfleiderer ha intrapreso altri quattro anni di lavoro di sviluppo per rendere le prime macchine idonee alla produzione.

Capacità produttiva aumentata di un fattore di 35

Oggi, l'estrusore bivite ZSK si distingue per un livello di prestazioni considerato rivoluzionario al momento del suo lancio sul mercato e per molto tempo dopo. Per una macchina con interasse dello stesso albero, la velocità effettiva oggi è 35 volte superiore rispetto a 60 anni fa. Allo stesso tempo, le attuali macchine per la produzione di composti gestiscono un numero considerevolmente più elevato di operazioni di elaborazione. La lunghezza della sezione di processo è un fattore principale che consente questo. Oggi la sezione di processo può essere estesa fino a 80 D (D = diametro della vite) da una figura originale di 6 D. Mentre i primi ZSK presentavano una coppia specifica Md / a³ di 3.7 Nm / cm³, gli odierni estrusori ZSK ad alte prestazioni vantano coppie di 18 Nm / cm³ su ZSK Mc18 e 11.3 Nm / cm³ su ZSK Mv PLUS. Insieme ad un significativo aumento della velocità da 150 min-1 a 1,200 min-1 o 1,800 min-1 - che alcuni esperti hanno inizialmente visto con scetticismo - l'attuale gamma ZSK può raggiungere velocità di throughput incredibilmente elevate.

Sviluppo continuo della tecnologia

I livelli di prestazioni e flessibilità attualmente raggiunti dall'estrusore bivite ZSK sono il risultato di un intenso e continuo lavoro di sviluppo da parte degli ingegneri di Werner & Pfleiderer - come era allora - e di Coperion oggi. Questi sviluppi includono i seguenti esempi:

  • La transizione a una sezione di processo con sezioni di barilotti modulari ed elementi a vite facilita la versatilità necessaria per soddisfare una vasta gamma di compiti di lavorazione pur rimanendo conveniente.
  • Il tipo di collegamento tra l'albero della vite e gli elementi a vite è fondamentale per determinare la coppia massima trasferibile. Nel corso degli anni, lo sviluppo è passato dal semplice cono e chiavetta all'asse della scanalatura e quindi a una dentatura evoluta ottimizzata con l'ausilio del FEM e prodotta in uno speciale processo di martellamento a freddo per una maggiore robustezza. Questo tipo di connessione è in grado di trasmettere una coppia estremamente elevata.
  • Miglioramento dei materiali e dei metodi di produzione hanno permesso di aumentare gradualmente il rapporto delle viti del diametro esterno Do al diametro interno Di da un valore originale di 1.22 al valore corrente di 1.55 (su ZSK Mc18 e ZSK MEGAcommercato) e 1.80 (su ZSK Mv PLUS), che ha portato ad un aumento significativo del volume libero nella sezione di processo.
  • Numerosi sviluppi con l'obiettivo di respingere i confini della fattibilità del processo hanno permesso di sfruttare al meglio la coppia disponibile oggi. Questi includono la nuova tecnologia di miglioramento del feed (FET) per un'alimentazione notevolmente migliorata di riempitivi con una bassa densità apparente e l'unità di devolatilizzazione laterale ZS-EG per una devolatilizzazione più efficiente e affidabile.
  • Oggi sono disponibili vari materiali e rivestimenti per le aree delle viti e dei barili che vengono a contatto con i prodotti per garantire sia una durata prolungata che un'elevata purezza del prodotto.

Un futuro brillante

Non c'è fine in vista per la storia di successo di ZSK. Gli sviluppatori di Coperion hanno già gli occhi puntati sulle macchine del futuro, con una gamma ancora più ampia di applicazioni per nuovi compiti in una vasta gamma di settori industriali.

L'efficienza energetica, la conservazione delle risorse e l'integrazione degli estrusori ad alte prestazioni ZSK negli ambienti digitali delle aziende sono gli argomenti caldi attuali che stanno plasmando il futuro di ZSK. Frank Lechner, responsabile della tecnologia di processo di Coperion, afferma:

"Gli esempi attuali della nostra forza innovativa sono il passaggio dai processi batch ai processi continui, che sono sempre più richiesti dai clienti dell'industria chimica e farmaceutica in particolare. Siamo già stati in grado di ottenere risultati impressionanti con i nostri estrusori ZSK quando produciamo prodotti come sigillanti o detergenti. In molti processi, siamo anche in grado di aumentare le velocità di produzione e la qualità del prodotto molte volte con il nostro ultimo sviluppo, gli elementi a vite evolventi recentemente introdotti, contribuendo così a un uso più efficiente dei sistemi e delle risorse. Siamo inoltre attrezzati per le esigenze future dell '"Economia circolare" per quanto riguarda sia la tecnologia degli estrusori che i nostri decenni di know-how di lavorazione. "

Process Industry Informer

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