Sistema automatizado de silos para grânulos/pellets de resina plástica
Silo para grânulos de resina plástica
Visão geral das informações básicas
- Material armazenado: Pellets de resina plástica, pellets de polietileno (PE), pellets de polipropileno (PP), grânulos de plástico, pellets de polímero virgem, pellets de plástico reciclado
- Número de silos: 12 conjuntos
- Tipo de silo: Matriz de armazenamento em espiral
- Dimensões do silo: Φ5,432 m × H14 m (4 conjuntos); Φ2,84 m × H9 m (4 conjuntos); Φ3,684 m × H9 m (4 conjuntos)
- Diâmetro do silo: 5,432 m
- Altura do silo: 14 m
- Capacidade máxima de um único silo: Aprox. 300 m³
- Capacidade total de armazenamento: Aprox. 1 900 m³
Configuração da aplicação e do sistema
Sistema de silos para grânulos de plástico
- Sistema de receção e transferência de grânulos de plástico: É composto por um sistema de descarga de camiões, um sistema de transporte pneumático, um sistema de transporte por vácuo, um sistema de transporte em fase densa e um sistema de encaminhamento de materiais.
- Sistema de armazenamento e distribuição de resina a granel: É composto por um sistema de armazenamento com vários silos, distribuição automática de materiais, sistema de alimentação por lotes, controlo da descarga da tremonha e gestão de inventário.
- Sistema de Controlo da Contaminação e Garantia da Qualidade: Consiste no manuseamento de materiais sem poeira, na prevenção da segregação de pellets, no controlo de partículas estranhas, no sistema de transporte fechado e na transferência de materiais limpos.
- Sistema de Automatização e Monitorização de Processos: É composto por um sistema de controlo PLC, monitorização do nível de material, controlo automatizado de válvulas, interface de integração da produção e monitorização do armazenamento em tempo real.
- Sistema de Segurança e Proteção Ambiental: Consiste num sistema de recolha de poeiras, controlo do risco de explosão, proteção contra a eletricidade estática, sistema de ventilação e monitorização da segurança operacional.
Setores e Clientes-alvo
Sistema de armazenamento de grânulos de polímero
Solução de armazenamento de resina plástica
- Setores de aplicação: Fabrico de plásticos, Processamento petroquímico, Produção de polímeros, Formulação de compostos plásticos, Fabrico de materiais de embalagem, Indústria de moldagem por injeção, Indústria de processamento por extrusão
- Clientes-alvo: Fábricas petroquímicas, Fabricantes de resinas plásticas, Instalações de produção de polímeros, Fábricas de composição de plásticos, Fábricas de moldagem por injeção, Produtores de materiais de embalagem, Empresas de reciclagem de plástico, Projetos de manuseamento de materiais industriais
Características do armazenamento de grânulos de resina plástica
| Material | Densidade aparente típica | Fluidez | Características de armazenamento |
|---|---|---|---|
| Pellets de polietileno (PE) | 0,52–0,60 t/m³ | Excelente | Normalmente armazenado em silos de aço. Requer um manuseamento isento de contaminação e uma velocidade de transporte controlada. A descarga suave ajuda a reduzir a degradação dos grânulos e a perda de produto. |
| Pellets de polipropileno (PP) | 0,50–0,62 t/m³ | Excelente | A prevenção da segregação e a rotação de stock são fundamentais para garantir transferências sem problemas de grânulos de polímero a granel. |
| Pellets de resina plástica | 0,50–0,70 t/m³ | Excelente | Normalmente armazenados em sistemas de silos com transporte pneumático. O controlo do pó, a rastreabilidade dos materiais e a contaminação são fatores críticos para a qualidade do produto. |
| Pellets de plástico reciclado | 0,45–0,65 t/m³ | Bom | Pellets de plástico reciclado: a densidade aparente e a geometria dos pellets podem variar. O armazenamento pode exigir classificações de materiais e descargas controladas, a fim de manter a consistência do processamento. |
| Pellets de plástico técnico | 0,60–0,85 t/m³ | Bom | Os polímeros de maior valor exigem, frequentemente, sistemas de controlo da contaminação e de encaminhamento automatizado de materiais, a fim de proteger a qualidade do polímero e a excelência do processo de fabrico. |
Concepção de sistemas de armazenamento higiénicos para grânulos de resina plástica nas cadeias de abastecimento de produtos alimentares e de produtos químicos
Os silos de armazenamento de resina plástica são concebidos para utilização em sistemas em que a contaminação é um fator crítico, ao longo das cadeias de abastecimento modernas da indústria de fabrico de polímeros e de moldagem por injeção. Nos silos de armazenamento de qualidade alimentar, a contaminação dos grânulos de plástico por partículas estranhas limita-se frequentemente a 50–100 ppm. Em alternativa, a contaminação da Rota da Seda é frequentemente complementada por Classe 8 da ISO critérios de limpeza. Em muitas instalações modernas, um sistema de silos montado com parafusos é preferido devido à sua instalação modular e ao risco reduzido de contaminação no local.
Oferecemos soluções personalizadas para Sistema de armazenamento em plástico para uso alimentar
Um silo de armazenamento isento de contaminação deve garantir um isolamento ambiental estável entre as interfaces de entrada, armazenamento e descarga da matéria-prima. Mesmo um 0.1% A mistura por contacto cruzado entre diferentes tipos de resina em sistemas de armazenamento em grande escala pode resultar numa taxa de rejeição de 2–4% para aplicações de moldagem de precisão.
A logística de polímeros limpos deve integrar a engenharia ao nível do sistema, indo além da conceção de equipamentos isolados. Para os clientes de EPC nas cadeias de valor dos polímeros e dos plásticos, o envolvimento precoce na conceção dos sistemas de armazenamento proporciona vias seguras para o transporte de resinas.
Arquitetura de fluxo controlado da contaminação para sistemas de armazenamento de grânulos de polímero
A conceção dos sistemas modernos de armazenamento de grânulos de polímeros incorpora um sistema modular de silos integrado com um sistema de transporte pneumático e um sistema de controlo de contaminação. Dependendo da capacidade de produção, uma unidade de produção típica pode necessitar de sistemas de silos concebidos para armazenar entre 50 m³ e 1 500 m³ de grânulos de plástico, com taxas de descarga de até 80 t/h. No que diz respeito à fiabilidade do projeto estrutural, um sistema de estrutura de silos aparafusado é frequentemente utilizado em projetos de armazenamento de resina de grande capacidade que exigem elevada rigidez e um desempenho de vedação a longo prazo.
Silo de armazenamento de resina
Silo de armazenamento de grânulos de plástico
Os sistemas de silos para materiais a granel em plástico requerem um comportamento de fluxo consistente com densidades aparentes variáveis, que vão desde 500–650 kg/m³. Os projetos que não dispõem de sistemas de fluxo adequados podem resultar num fluxo em funil em 30–40% do silo, o que provoca estagnação e a degradação do material a granel. Algumas das características fundamentais destes sistemas incluem:
- Dimensionamento do caudal mássico: Os funis são concebidos com um ângulo de 60° a 70° para garantir uma descarga eficaz.
- Acabamento da superfície: Para reduzir a resistência ao fluxo e a adesão, a rugosidade da superfície é acabada com um valor de Ra ≤ 0,8 μm.
- Fluxo previsível: O caudal é mantido dentro de um intervalo de variação de ±5%, de modo a cumprir os rigorosos requisitos de caudal contínuo da extrusão.
Para reduzir a contaminação em sistemas de silos de alto débito que processam materiais plásticos, estes sistemas são equipados com sistemas pneumáticos selados e sistemas de purga com azoto que mantêm internamente o oxigénio abaixo de 5%.
Tabela comparativa de desempenho técnico
| Parâmetro do sistema | Intervalo típico | Objetivo de engenharia | Impacto do controlo de riscos |
|---|---|---|---|
| Capacidade do silo | 50–1 500 m³ | Estabilidade do armazenamento em tampão | Reduz a interrupção do abastecimento em 24 a 48 horas |
| Taxa de descarga | 5–80 t/h | Continuidade do processo | Controla a flutuação da produção em ±5% |
| Ângulo da tremonha | 60–70° | Otimização do fluxo mássico | Evita a formação de pontes nos casos 90%+ |
| Rugosidade da superfície | ≤0,8 μm | Conceção antiaderente | Reduz os resíduos em 40–60% |
Outras medidas de controlo técnico incluem:
- Sistemas de ventilação com equilíbrio de pressão: As pressões foram mantidas dentro de desvios internos de ±200 Pa.
- Estabilização da humidade: A humidade foi mantida abaixo de 40% para reduzir a aglomeração dos grânulos.
- Conceção da vedação para a contenção: Fuga inferior a 0,51 TP6T por ciclo.
Controlo da contaminação eletrostática e por partículas em sistemas de armazenamento de resina
Uma das principais preocupações na conceção de sistemas de silos para grânulos de plástico é a acumulação de carga eletrostática. Isto deve-se ao atrito dos grânulos de polímero contra o aço nu ou contra superfícies de aço revestidas com polímero. Quando o sistema está seco, os níveis de carga podem atingir 10–20 kV e representará um risco significativo de atração de poeira e de contaminação adicional no sistema.
Um sistema de controlo da eletricidade estática que recorra à ligação à terra, à ionização e ao controlo da humidade revelar-se-á eficaz se conseguir uma redução de 70 a 90 % nos níveis de carga superficial. No caso de sistemas de armazenamento em plástico de alta qualidade para uso alimentar, esse controlo da humidade situar-se-ia na ordem dos 45 a 60 %.
As principais medidas de controlo de engenharia serão:
- Sistemas de injeção de ar ionizado: Utilizados para neutralizar a carga estática nos tubos de transporte.
- Camadas de revestimento de silos de armazenamento que são eletricamente condutoras: a resistividade da superfície é mantida abaixo de 10⁶ Ω/sq.
- Utiliza-se uma rede de ligação à terra para garantir que a resistência de descarga seja inferior a 10 Ω.
O controlo da carga eletrostática terá impacto no funcionamento de um sistema de manuseamento sem poeira. Se se permitir que a carga se acumule, esta pode aumentar a aderência das partículas ao 35 a 50 %.
Configuração de silo com vários compartimentos para a separação por classes de resinas e prevenção da contaminação cruzada
Nos sistemas que utilizam polímeros de grande variedade, a configuração de silos com vários compartimentos é a norma, para permitir a separação de diferentes tipos de resinas (por exemplo, PP, PE, PET e plásticos de engenharia).
Nos sistemas com vários compartimentos, existem normalmente entre quatro e doze silos independentes, com sistemas individuais de alimentação, ventilação e descarga. Quando são purgados e selados entre lotes, os sistemas correm o risco de contaminação cruzada para níveis inferiores a 0.1%.
A estrutura do sistema permite:
- segregação de materiais: não é possível misturar tipos de resina incompatíveis
- linhas de transporte segmentadas: não é possível qualquer contaminação cruzada entre lotes
- sistemas automatizados: o tempo necessário para alternar entre os graus é reduzido para 3 a 8 minutos
Os sistemas com vários compartimentos representam um 30 a 45% melhoria na flexibilidade operacional e uma 60% aumento devido à falta de limpeza.
Efeitos do transporte pneumático e desgaste da integridade dos pellets
Os sistemas automatizados de transporte pneumático influenciam a integridade dos pellets durante o transporte dos silos para a unidade de processamento. Num sistema pneumático, as pressões na linha podem causar danos nos pellets de até 6% devido à fragilidade de muitos polímeros.
Sistemas pneumáticos concebidos com pressão de linha e velocidades de fluxo adequadas entre 12 a 20 m/s, mantido dentro do intervalo de 0,2 a 0,6 MPa, podem conter grânulos que suscitam preocupações quanto à sua degradação.
Um sistema pneumático bem concebido apresenta:
- tecnologia de baixo cisalhamento
- zonas de aceleração controlada
- amortecimento pneumático com uma relação ar/sólido mantida entre 2:1 e 5:1
Os sistemas concebidos sem uma engenharia e tecnologia ótimas aumentam a degradação e conduzem à perda de 1 a 3% de materiais anteriormente utilizáveis na produção de polímeros de elevado valor.
Controlo de resíduos e otimização da eficiência da limpeza em sistemas de armazenamento
O controlo da quantidade de material armazenado, de modo a minimizar a contaminação, é fundamental nas soluções de armazenamento de resinas plásticas. Se for armazenado por mais de 72 horas, os grânulos de resina plástica podem começar a envelhecer, a absorver humidade e a sofrer oxidação superficial. Alguns tipos de polímeros são mais sensíveis a estas alterações.
Solução para o armazenamento de material plástico a granel
Um projeto eficaz contra a contaminação apresenta:
- Uma geometria desimpedida que permite um fluxo harmonioso
- Ângulos de fluxo acentuados
- Ciclos de purga controlados
As opções de engenharia para o projeto acima podem incluir:
- Sistemas integrados de purga e limpeza que removem o material residual para um valor inferior a 0,5% por ciclo
- Alimentadores de válvula rotativa sincronizados que permitem uma descarga completa com retenção mínima
- Tratamento antiaderente de superfícies que reduz a aderência do polímero em 30 a 50%
Os sistemas modernos podem demorar 15 a 30 minutos para concluir um ciclo de limpeza.
Um sistema de silos para grânulos de plástico devidamente concebido irá melhorar a fiabilidade da produção em 20 a 35% e reduzir as perdas de material em 2 a 4% por ano num sistema de elevado rendimento.
Soluções de engenharia para sistemas de armazenamento de grânulos de plástico de alta pureza
No caso dos silos de armazenamento de grânulos de resina plástica utilizados na moldagem por injeção ou dos silos utilizados na embalagem de alimentos, a fiabilidade do sistema assenta na gestão da contaminação, do fluxo e na precisão dos sistemas de transporte pneumático.
Além disso, o impacto da integração dos sistemas de silos de transporte de grânulos de plástico na logística de várias linhas de produção é significativo.
Fatores essenciais para a otimização de sistemas:
- Gestão da integridade da vedação dos silos: Mantém o risco de contaminação abaixo de 0,11 TP6T
- Sistemas de monitorização automatizados: Deteta irregularidades no fluxo em 2 a 5 segundos
- Manuseamento de produtos de elevada pureza: Cumpre os requisitos relativos ao manuseamento de polímeros de qualidade alimentar
Modelo de Execução de Engenharia EPC para o Armazenamento de Resina Plástica
Um modelo EPC de silo «chave na mão» para grânulos de resina plástica integra a conceção de engenharia, o aprovisionamento, a fabricação e o comissionamento num único modelo de armazenamento em silo de grânulos de plástico. Este modelo de conceção do sistema garante o controlo da qualidade em todos os subsistemas estruturais, pneumáticos e de automação. Os sistemas de silos de armazenamento isentos de contaminação enquadram-se normalmente nos ciclos de projeto EPC de 4 a 8 meses. Os níveis de automatização influenciam a duração do ciclo. A estabilidade do sistema de silos é normalmente alcançada 2 a 4 semanas após a colocação em serviço e o arranque.
Para aplicações de qualidade alimentar e de elevada pureza, o abastecimento a partir de um fábrica de silos de aço inoxidável garante normas de fabrico controladas e um melhor cumprimento das normas de higiene das superfícies.
As principais vantagens em termos de engenharia incluem:
- Menor risco na gestão das interfaces entre os sistemas de silos, transporte e dosagem
- Rapidez na entrada em funcionamento, uma vez que os testes do sistema fazem parte do processo de integração
- Melhor desempenho ao longo do ciclo de vida, em resultado de uma integração de engenharia coesa
Para os produtores de polímeros, instalações de moldagem por injeção, investidores em projetos EPC e outras partes interessadas, a engenharia de sistemas integrada oferece as melhores soluções para otimizar o manuseamento de resinas plásticas. Esta abordagem privilegia a coesão em detrimento da seleção isolada de sistemas. Desenvolver configurações específicas de sistemas de transporte automatizados e de armazenamento de alta pureza e baixa contaminação, adaptadas aos seus sistemas de produção, sistemas de alta precisão para as suas linhas de produção.
