La progettazione di impianti per la movimentazione di materiali sfusi verte non solo sulla scelta del tipo di tecnologia, ma anche sulla capacità di quest’ultima di integrarsi all’interno dei sistemi produttivi preesistenti e garantire quindi continuità.

Il vantaggio di utilizzo di una nuova soluzione diventa l’elemento guida di un processo decisionale che può essere intrapreso sia dalle realtà produttive, sia dai progettisti di impianti.

Se l’utilizzatore finale cerca un guadagno dalla propria organizzazione produttiva ed anche un vantaggio competitivo, l’impiantista ha la necessità di progettare un impianto completo in cui ogni sistema si integri perfettamente con le altre parti. La capacità di rispondere a questa molteplicità di esigenze in modo articolato ma anche flessibile è oggi la chiave della scelta di un fornitore di soluzioni per la movimentazione di materiali sfusi.
Vediamo ora nel dettaglio le differenti applicazioni di queste soluzioni: per le realtà produttive appartenenti ad ogni settore industriale e per gli impiantisti.

Aziende produttive

Gli utilizzatori finali degli impianti per la movimentazione di polveri e granuli si trovano spesso ad affrontare problematiche relative al trasporto o alla lavorazione delle materie prime. Fattori importanti che devono essere presi in considerazione sono: l’impegno economico, le caratteristiche del prodotto e del contesto produttivo e la compatibilità con le tecnologie già in uso.
Le esperienze pregresse e l’approfondita conoscenza del prodotto permettono di selezionare in modo informato il sistema di movimentazione più appropriato.
A partire da una prima fase di consulenza tecnica, le applicazioni Air-Tec System vengono progettate, costruite e installate in base all’utilizzo richiesto. I sistemi di movimentazione, siano essi ampliamenti di impianti esistenti o nuove soluzioni, sono completi e pronti all’uso.

Impiantisti e società di ingegneria

Queste realtà sono specializzate nella progettazione di impianti anche complessi che comprendono diverse fasi di lavorazione: dallo stoccaggio, al trasporto, fino al dosaggio e alla miscelazione di materiali sfusi. Sono sistemi completi che si basano sul concetto di automazione dei processi produttivi grazie alla combinazione di differenti tecnologie.
Ogni parte di impianto deve essere selezionata tenendo conto delle caratteristiche dei macchinari, del contesto di utilizzo finale e della necessaria ottemperanza all’accordo economico pattuito con il cliente. Le soluzioni puntano a sviluppare sinergie tra i diversi impianti già presenti avvalendosi di un corretto interfacciamento tra i sistemi aziendali.
È essenziale che tutte le tecnologie scelte siano completamente interfacciabili tra di loro per garantire un flusso produttivo integrato. I sistemi Air-Tec System vengono appositamente progettati per un efficiente scambio di dati. Intere parti di impianto comprensive degli accessori necessari vengono adattati in base al contesto in cui saranno utilizzate.

La proposta Air-Tec System si compone di soluzioni complete ed accessori che possono soddisfare le esigenze sia degli utilizzatori finali sia degli impiantisti.

Nell’ambito del progetto di Transizione 4.0 a sostegno della trasformazione digitale delle imprese, rimangono tuttora opportunità vantaggiose.
Oggi è quanto mai importante dimostrare resilienza verso condizioni economiche in dinamico mutamento. Digitalizzare l’azienda significa non sono avvalersi dei crediti d’imposta a disposizione, ma anche ottenere il pieno controllo sui processi produttivi grazie alla possibilità di raccogliere dati automatizzati in tempo reale.

I sistemi di trasporto pneumatico come abilitatori del cambiamento 4.0

I sistemi di trasporto pneumatico sono in grado di connettersi tra di loro e con gli altri componenti di un impianto produttivo e ricreare così un flusso di lavorazione perfettamente integrato. Ciò permette di poter raggiungere un alto livello di efficienza ed ottimizzare i costi di produzione.
Progettate per lo scambio di dati e la teleassistenza, queste macchine rientrano tra le tecnologie abilitanti dell’Industria 4.0.

Vediamo nel dettaglio i requisiti necessari per la loro inclusione tra i beni funzionali alla trasformazione tecnologica e digitale delle imprese, secondo il modello Transizione 4.0:

Le applicazioni di solo trasporto pneumatico non rientrano nella normativa di riferimento per l’industria 4.0.; tuttavia, quando vengono integrati in impianti rispondenti alla normativa, diventano parte del processo produttivo e ne acquisiscono i requisiti necessari.

Nelle fasi di progettazione di un sistema di produzione, la consulenza dei tecnici Air-Tec System ha l’obiettivo di garantire l’effettiva integrazione per il raggiungimento dei requisiti richiesti alla normativa.

Scopri la tecnologia di trasporto pneumatico idonea al tuo prodotto

La scelta della tipologia di trasporto pneumatico per una specifica applicazione implica considerazioni su numerosi parametri inerenti al materiale da movimentare e alle condizioni di trasporto come la portata e la distanza da percorrere.

Tra i parametri che entrano in gioco nel dimensionamento di un impianto di trasporto pneumatico, troviamo pressione, portata d’aria, lunghezza di trasporto, e velocità.

I valori tipici relativi alla pressione di trasporto in fase diluita sono:

ΔP: da +0,2 a + 0,8 bar per trasporti in pressione
da – 0,2 a – 0,5 bar per trasporti in vuoto

Mentre per gli impianti di trasporto pneumatico in fase densa le pressioni sono più elevate tra 0,5-5 bar.

La portata d’aria, intesa come grandezza cinematica per ottenere la velocità necessaria al trasporto, è influenzata da tre fattori:

• tipologia del prodotto;
• lunghezza del trasporto;
• portata richiesta.

Sapendo velocità e quantità d’aria, possiamo ricavare il diametro del tubo di trasporto dall’equazione:

Q=V * S 

Dove V=velocità all’interno della tubazione (m/s) e S=sezione del tubo (m²), ottenendo così Q=m3/s.

Il diametro della tubazione ha un impatto più significativo sulla portata volumetrica rispetto ad ogni altro singolo parametro

Il problema della demiscelazione di materiali granulari è ben noto a produttori, a trasportatori ed a chiunque sia familiare ai processi industriali con materiali in polvere.

Qualunque sia il grado qualitativo richiesto in una specifica applicazione (alimentare, farmaceutica, preparazioni chimiche…) l’uniformità di una miscela polverosa gioca un ruolo chiave.

Prendendo una miscela binaria a titolo di esempio, di solito si definiscono tre gradi di miscelazione:

Le applicazioni di solo trasporto pneumatico non rientrano nella normativa di riferimento per l’industria 4.0.; tuttavia, quando vengono integrati in impianti rispondenti alla normativa, diventano parte del processo produttivo e ne acquisiscono i requisiti necessari.

Nelle fasi di progettazione di un sistema di produzione, la consulenza dei tecnici Air-Tec System ha l’obiettivo di garantire l’effettiva integrazione per il raggiungimento dei requisiti richiesti alla normativa.

La misurazione della bulk density media della polvere in base alle diverse altezze consente di quantificare nel dettaglio la possibile segregazione e prevenire la stratificazione.

Francesco Pozzi
Responsabile Ricerca e Sviluppo Air-Tec System

La scelta del sistema di trasporto pneumatico per una specifica applicazione implica considerazioni su numerosi parametri inerenti al materiale da movimentare e le condizioni di trasporto.

Quando ci approcciamo alla scelta tra le diverse tecnologie dobbiamo tenere conto prima di tutto del materiale da trasportare, della portata necessaria e della distanza da percorrere. Il consumo energetico e quindi anche i costi operativi, sono altri fattori che possono essere considerati nel processo decisivo.

Fase densa o fase diluita?

I materiali possono essere trasportati all’interno di una tubazione a batch o in continuo, anche 24 ore al giorno se necessario.
Nel trasporto pneumatico a batch il materiale può essere trasportato in un unico tappo nel caso in cui la misura di ogni singolo lancio sia relativamente contenuta.
Se la portata è più elevata, sono possibili due modalità di trasporto.
Se il materiale rimane in sospensione nell’aria all’interno della tubazione, parliamo di fase diluita. Al contrario se il prodotto viene trasportato ad una bassa velocità e non in sospensione, ci riferiamo al fase densa.

Il trasporto pneumatico in fase diluita e il trasporto pneumatico in fase densa sono le due tecnologie più comuni che differiscono in base alla concentrazione di prodotto all’interno della linea.

In fase diluita le particelle sono tenute in sospensione nell’aria mentre vengono soffiate o aspirate attraverso la tubazione. È richiesta una velocità relativamente alta e quindi anche i requisiti di alimentazione possono essere elevati. Non c’è praticamente alcun limite alla gamma di materiali che possono essere trasportati ma alcune considerazioni devono essere fatte sui materiali friabili e abrasivi. Infatti il contatto del prodotto con la tubazione, e in particolare con le curve, potrebbe generare un deterioramento dello stesso.

In fase densa l’aria spinge una notevole quantità di prodotto all’interno del tubo, generando un vero e proprio tappo.
La possibilità di controllare la pressione del fluido di trasporto permette di impartire la minima forza necessaria per muover il materiale.

Velocità di trasporto

In fase diluita la velocità dell’aria nella tubazione è molto alta, di solito nell’intervallo di 16-20 m/s all’inizio, mentre la velocità finale nel punto di scarico non è superiore a 30 m/s.
Per il trasporto in fase densa, la velocità dell’aria può essere rallentata fino a 3 m/s. Le basse velocità coinvolte consentono di limitare la rottura di prodotti delicati e l’usura delle linee in caso di  prodotti abrasivi.

Tra le polveri abrasive di origine naturali troviamo ad esempio il sale, il corindone, il quarzo, la silice e la farina fossile. Ma sono anche molto note le polveri artificiali come il vetro e alcuni ossidi.

Come funziona il trasporto pneumatico di prodotti abrasivi

Nelle fasi di progettazione di un sistema di trasporto pneumatico è necessario tenere conto della composizione chimica dell’abrasivo, poiché questa ne influenzerà il comportamento in funzione del materiale con cui entra in contatto.

Nel caso una polvere venga riconosciuta come potenzialmente erosiva anche quando trasportata a bassa velocità e con la linea piena, si può scegliere di ricorrere a curve studiate appositamente, realizzate in leghe idonee per prevenirne l’usura nel tempo.

Francesco Pozzi
Responsabile Ricerca e Sviluppo Air-Tec System

Scegliere il trasporto pneumatico di polveri metalliche significa avvalersi di una tecnologia in grado di garantire sicurezza ed efficienza.

Se dobbiamo smaltire batterie esauste e dunque movimentare litio, cobalto o altro materiale potenzialmente pericoloso per l’ambiente, sarà necessario verificare nei minimi dettagli ogni fase del processo nel rispetto dei criteri imposti dalla legge. Una volta esaurita la loro funzionalità, questi materiali non possono essere dispersi nell’aria. Inoltre, si tratta di polveri fortemente corrosive che vanno movimentate con cautela.

Come funziona il trasporto pneumatico di metalli ricavati dal riciclaggio batterie

L’applicazione di un sistema di trasporto pneumatico per polveri in fase densa nel settore del riciclaggio delle batterie esauste è relativamente recente.
Solo nell’ultimo decennio, infatti, con il crescente utilizzo di automobili e dispositivi elettrici, il riutilizzo delle polveri metalliche ha acquisito una fondamentale importanza.

Il processo di riciclo di metalli rari nelle batterie esauste prevede la separazione dei singoli elementi che poi verranno sottoposti ad un ulteriore trattamento per poter essere riutilizzati a vantaggio della mobilità elettrica e dell’ambiente.

Perché scegliere il trasporto pneumatico in fase densa?

 

Per i grandi vantaggi che offre. È innegabile!

Il trasporto pneumatico di polveri metalliche si compone di una struttura completamente chiusa in grado di evitare la dispersione di materiale nell’ambiente.
Nel nostro sistema di trasporto pneumatico di polveri la sicurezza è essenziale.

Pensa che il metallo riciclato dalle batterie esaurite rappresenta oltre il 40% della produzione italiana di piombo, nonché il 37% del fabbisogno nazionale di metallo (Fonte: Automazione e Strumentazione).
Stiamo parlando di un mercato dai numeri importanti.

Per quanto riguarda l’abrasività di queste polveri, grazie alla bassa velocità di un trasporto pneumatico in fase densa, l’usura delle linee è ridotta al minimo permettendo di abbassare i costi di manutenzione e assicurando alte prestazioni.

Fin dai tempi più antichi i diversi metodi per la movimentazione di materiali sfusi hanno avuto molteplici applicazioni. Solitamente le materie prime vengono spostate dalla zona di ricezione a quella di immagazzinamento e poi convogliate all’area di processo. Da qui possono essere poi trasportate alla zona di confezionamento.

Impianti di movimentazione materiali: le soluzioni

Oggi oltre ai sistemi di trasporto meccanico dei materiali che comprendono coclee, elevatori e nastri, è possibile scegliere soluzioni di trasporto pneumatico in fase diluita o in fase densa. La decisione deve avvenire dopo un’attenta valutazione del materiale, del layout e della portata.

Come funziona la movimentazione dei materiali

Facciamo l’esempio di un materiale abrasivo come le ceneri.

L’usura al quale è sottoposto il sistema rende i trasporti meccanici non idonei, necessiterebbero di una manutenzione e un ricambio di componenti continui. Inoltre ricordiamo che, in questi casi, la dispersione di sostanze volatili nell’ambiente di lavoro è inevitabile.

La contaminazione con l’aria rende impossibile applicare i sistemi meccanici anche alla movimentazione di materiali sfusi alimentari, chimici e farmaceutici. Un altro limite di questi trasporti è l’alta probabilità di rottura del prodotto che, nel caso di materiali fragili, ha un impatto considerevole.

Vantaggi di un sistema di movimentazione dei materiali

Al contrario dei sistemi di trasporto meccanici, la tecnologia per il trasporto pneumatico muove il prodotto all’interno di una tubazione chiusa anche per diverse centinaia di metri, con portate che possono arrivare anche fino alle 100 tonnellate orarie e oltre. Per questi motivi evita contaminazioni e dispersioni nell’ambiente esterno. E nel caso della tecnologia in fase densa, la bassa velocità riduce notevolmente l’attrito del materiale contro le pareti e quindi previene l’usura delle linee.

La flessibilità dei sistemi di trasporto pneumatico fa sì che questi siano la scelta migliore in caso di layout complessi, con tratti verticali e curve, al contrario dei più ingombranti e rigidi trasporti meccanici. In caso quindi di necessità di movimentare portate elevate su percorsi lunghi e difficoltosi, come spesso accade ad esempio per il cemento ed in generale nell’edilizia, il trasporto pneumatico è la migliore scelta.

Insomma appare chiaro che, rispetto ai sistemi più antichi e superati per lo spostamento di materiali che si avvalevano della sola forza umana, oggi possiamo scegliere soluzioni durevoli per la movimentazione di materiali sfusi che offrono benefici più significativi.

Velocità e rapporto prodotto/aria sono le due variabili che più di tutte distinguono i trasporti in fase densa da quelli in fase diluita. Il flusso di aria spinge il materiale ad una data velocità: il materiale entra in contatto con le pareti della tubazione, cambia direzione nelle curve per poi ritornare allo stato di riposo originale soltanto a destinazione. In generale possiamo affermare che la percentuale di rottura del prodotto è direttamente proporzionale alla velocità di trasporto. E nei sistemi in fase densa il materiale viaggia ad una velocità decisamente inferiore rispetto agli impianti in fase diluita così da poter evitare rotture e danneggiamenti che avrebbero un impatto importante nel caso di prodotti fragili come caffè, riso oppure vetro.
Infine consideriamo che una stessa quantità di prodotto richiede una minore quantità di aria se trasportato con tecnologia in fase densa rispetto ad un equivalente sistema in fase diluita.

I trasportatori pneumatici consentono di movimentare materiali sfusi all’interno di un sistema di tubi chiuso, per mezzo di un gas (solitamente aria compressa o azoto).

Questa tecnologia di trasporto viene usata principalmente per materiali come polveri e granuli e sono estremamente flessibili per quanto riguarda lunghezza e complessità del percorso.

Come funziona il trasporto pneumatico

Il prodotto viene caricato all’interno di un propulsore in pressione, in cui le alte pressioni indirizzano le particelle all’interno della tubazione fino a destinazione.

L’intero sistema è completamente chiuso: la differenza di pressione che si crea tra il punto di arrivo e quello di partenza genera un flusso di prodotto.
Questo differenziale di pressione può essere ottenuto aumentando o diminuendo la pressione su entrambi i lati del tubo.

Differenza tra trasporto pneumatico in fase densa e trasporto in fase diluita

Nel trasporto pneumatico in fase densa, al contrario della tecnologia in fase diluita, il flusso di aria non circonda ogni singola particella.
Il materiale si dispone a forma di dune (i cosiddetti tappi) e viene spinto dall’aria ad una bassa velocità con la più alta pressione possibile.

Oggi l’offerta di mangimi spazia tra diversi formati e consistenze di prodotto in base alla specie animale a cui sono destinati.

I mangimi possono comprendere materie prime di origine vegetale o animale il cui obiettivo principale è soddisfare le esigenze nutrizionali degli animali. Spesso questi prodotti includono derivati della trasformazione industriale oppure sono ottenuti dalla miscelazione di materie prime e additivi.

I processi di lavorazione di ogni singola tipologia di mangime hanno però un passaggio in comune, ossia la movimentazione delle materie prime in base alle diverse fasi di produzione fino alle postazioni di stoccaggio o alle macchine confezionatrici.

Gli alimenti per animali sono prodotti fragili e spesso tendono a danneggiarsi durante le fasi di trasporto. Le elevate percentuali di grasso che li compongono possono rappresentare una difficoltà nella movimentazione e nella successiva sanificazione della linea.

È fondamentale quindi che la tecnologia di trasporto pneumatico sia in grado di garantire sia l’integrità del prodotto, sia elevate performance di funzionamento al fine di ottimizzare il processo produttivo.

Un pellet o una crocchetta frantumati non sono più vendibili sul mercato, così come frequenti intasamenti nella linea o fermi impianto non sono economicamente sostenibili.

Il trasporto pneumatico in fase densa di pet food è in grado di evitare queste problematiche. È idoneo per materiali fragili e miscele. Grazie alla bassa velocità di funzionamento preserva l’integrità del prodotto e ne previene il deterioramento. Permette inoltre un facile scorrimento del materiale all’interno delle linee e offre la possibilità di effettuare una rapida sanificazione delle linee.

Ma ciò che rende il trasporto pneumatico in fase densa la metodologia più indicata per la movimentazione di mangimi animali è la flessibilità di applicazione.

Se hai già usato sistemi di trasporto meccanico sai che non sono idonei per layout complessi, con tratti verticali e curve, mentre i sistemi di trasporto pneumatico si distinguono dai precedenti per le tubazioni chiuse e la possibilità di coprire anche lunghe distanze.
Inoltre, hanno poche parti in movimento e richiedono una minore manutenzione, proprio perché consentono una minore usura dell’impianto.

Il nostro obiettivo è fornirti una soluzione progettata in base alle tue esigenze, qualunque sia il percorso necessario. In altre parole, che ti faccia dormire sonni tranquilli! Ci prendiamo cura del tuo prodotto e ci assicuriamo che arrivi integro fino alla destinazione che desideri.

Di soluzioni per il trasporto in fase densa di pet food ne è pieno il mercato; ma la progettazione dei nostri ingegneri e la personalizzazione dei nostri impianti fanno la differenza!