Utilizzo del test dinamico delle polveri per ottimizzare i processi di imballaggio

18 ottobre 2016

Haver & Boecker è un fornitore specializzato di macchine confezionatrici e vagliatrici per l'industria manifatturiera, con clienti concentrati nei settori alimentare, chimico sfuso e delle vernici. Un'attività importante è la specifica e la produzione di soluzioni di imballaggio chiavi in ​​mano per polveri e granuli che tipicamente includono: silos e tramogge per lo stoccaggio; stazioni di rifornimento per contenitori intermedi per prodotti sfusi (IBC) o sacchi da 1-50 kg; sistemi di dosaggio e pesatura; e impianto di trasporto pneumatico. Ogni anno vengono fornite centinaia di soluzioni personalizzate e ogni nuovo prodotto presenta una diversa sfida di lavorazione delle polveri. Circa dieci anni fa, Haver & Boecker ha investito in un reometro per polveri FT4 di Freeman Technology, Regno Unito, per misurare la fluidità dei materiali manipolati con l'obiettivo di garantire una selezione e un'ottimizzazione di apparecchiature più efficienti e robuste. Questo articolo esplora l'impatto che ha avuto la misurazione precisa del flusso di polvere e il modo in cui i dati forniti dallo strumento vengono utilizzati dall'azienda per perfezionare il proprio approccio alla progettazione e alle specifiche delle apparecchiature.Fluidità nell'industria dell'imballaggio Per Haver & Boecker, ogni nuovo progetto di soluzione di imballaggio inizia con una valutazione delle proprietà fisiche del materiale da lavorare. Garantire un flusso continuo di materiale attraverso una linea di confezionamento è fondamentale e si basa sulla selezione di attrezzature che siano ben adatte alle caratteristiche intrinseche della polvere o dei granuli da movimentare. A lungo termine, una scarsa corrispondenza compromette la redditività riducendo la produttività, causando fermi macchina e tempi di inattività eccessivi e aumentando la necessità di intervento manuale. Identificare quali proprietà fisiche misurare per evitare questi problemi è quindi cruciale. Caratteristiche quali densità, distribuzione granulometrica, contenuto di umidità e grasso, compattazione e forma delle particelle sono state tutte misurate da tempo per guidare la scelta dell'attrezzatura. Tutti questi parametri influenzano il comportamento del materiale e la scorrevolezza della polvere, un tratto critico per la lavorazione e il confezionamento. Tuttavia, l'azienda ha riconosciuto che anche la combinazione di questi parametri non era sufficiente per quantificare in modo affidabile la fluidità in modo che fosse correlata alle prestazioni dell'impianto: mancava un'informazione vitale per una specifica attrezzatura affidabile. I primi tentativi di colmare questa lacuna di informazioni misurando direttamente la fluidità erano incentrati sull'uso di una cella di taglio Jenike. Questa tecnica prevede la misurazione delle forze richieste per tagliare un piano di polvere consolidata rispetto a un altro e quantifica la coesione di una polvere tramite valori di resistenza allo snervamento non confinata (UYS) e altri parametri. Questi dati sono ampiamente utilizzati nella progettazione delle tramogge, per la risoluzione dei problemi relativi allo scarico delle tramogge e anche, più in generale, per classificare la scorrevolezza. Tuttavia, l'analisi con celle di taglio può richiedere un lavoro intensivo manuale, richiedere molto tempo ed essere soggetta a una significativa variabilità da operatore a operatore, a seconda dello strumento utilizzato. Haver & Boecker hanno scoperto che potrebbe essere necessaria fino a mezza giornata per misurare un solo prodotto con la cella di taglio e che la classificazione risultante della polvere potrebbe variare tra "fluida" e "appiccicosa" a causa della variabilità delle scelte dell'operatore. tecnica. Chiaramente questa era una soluzione tutt’altro che ideale e si è deciso di ricercare alternative.Abbracciare i test dinamici sulle polveri Intorno al 2005, quando Haver & Boecker iniziò a ricercare metodi alternativi per la misurazione della fluidità delle polveri, il test dinamico delle polveri era una tecnica relativamente nuova; la sua rilevanza industriale era in gran parte non dimostrata, ma i possibili benefici erano già chiari. I test dinamici, in contrasto con la configurazione esistente delle celle di taglio, hanno offerto misurazioni relativamente rapide ed efficienti e, cosa altrettanto importante, hanno elaborato i dati rilevanti. I test dinamici sono altamente sensibili e possono differenziare le polveri che l'analisi con cella di taglio classifica come identiche, evidenziando differenze che influiranno sulle prestazioni del processo. Una rigorosa valutazione tecnica ha portato l'azienda a concludere che un investimento nella capacità di test dinamici delle polveri avrebbe fornito l'accesso ai migliori dati disponibili sulla fluidità ed è diventata uno dei primi utenti del reometro per polveri FT4 di Freeman Technology. La formazione iniziale fornita per il reometro per polveri FT4 è stata completa e lo strumento è entrato rapidamente nell'uso di routine, con gli operatori che hanno trovato la misurazione semplice e diretta. Da allora, il reometro per polveri FT4 ha garantito 10 anni di funzionamento ininterrotto e senza manutenzione. Nel corso di questo periodo, sono stati analizzati circa 1000 campioni ogni anno, un ritmo di lavoro notevole ottenuto grazie all'impressionante affidabilità.