Estudo de caso industrial: modernização de silo vertical de homogeneização de pellets de 15 toneladas em uma planta de compounding de PP automotivo, reduzindo a variação de MFI por batelada de ±12.7% para ±1.1% (Cpk > 1.67).
Este estudo de caso industrial documenta uma importante ampliação de capacidade entregue a uma planta de compounding de plásticos automotivos no centro da China, que fornece compostos de polipropileno com carga mineral e tenacificados com elastômero para moldadores Tier 1 de para-choques e acabamentos externos automotivos. O cliente operava três linhas de extrusão de dupla rosca, mas enfrentava reprovações severas nas auditorias de qualidade de seus clientes devido à deriva do Índice de Fluidez (MFI) entre bateladas (variando de 18.2 a 23.5 g/10 min, uma variação de ±12.7%) e a sutis diferenças de tonalidade entre operadores de turnos diferentes.
Para eliminar as flutuações de qualidade entre turnos e atender às rigorosas exigências de controle estatístico de processo (SPC) das montadoras, nossa equipe projetou e instalou um sistema off-line de alta capacidade de homogeneização vertical de pellets e mistura de lotes, em aço inoxidável, com 15 toneladas (30 m³). Equipado com rosca central de recirculação contínua, cone superior de dispersão tipo guarda-chuva em 360° e carregamento a vácuo de alta eficiência, o sistema homogeneíza completamente várias horas de produção contínua de extrusão em lotes comerciais uniformes de várias toneladas. Testes abrangentes após a instalação confirmaram que 15 minutos de mistura reduziram a variação de MFI do lote de ±12.7% para dentro de ±1.1%, atingindo índice de capacidade do processo Cpk > 1.67 e zero reprovações na moldagem automotiva.
Evidência
Aqui só é mostrado material que o cliente autorizou para publicação.
A situação
Um projeto é lido a partir das condições com que começou — o perfil, os antecedentes e as restrições são do cliente, e o resultado só tem significado ao lado delas.
Eliminar as flutuações de MFI entre turnos e dentro do lote nas ordens de produção de PP automotivo de 15 toneladas, atingindo coeficiente de variação (CV) de MFI ≤ 1.5%, variação de cor delta E* < 0.30 em todo o lote e tempo de mistura de ciclo curto ≤ 20 minutos.
Uma produtora especializada em plásticos de engenharia automotivos no centro da China, com produção anual de 35,000 toneladas, fornecendo compostos de PP modificado, PA66 e ABS para montadoras nacionais e joint ventures.
As montadoras exigem controle estatístico de processo rigoroso (Cpk ≥ 1.33, preferencialmente > 1.67) sobre parâmetros críticos da matéria-prima, como o Índice de Fluidez (MFI) e o Delta E* de cor. O embalamento direto na linha não consegue suavizar as flutuações do processo, o que gera risco comercial inaceitável para os fornecedores de compostos.
A planta ensacava os pellets de PP acabados diretamente das três linhas de extrusão em sacos de 25 kg. Pequenas variações naturais entre lotes de matéria-prima e as oscilações de temperatura entre os turnos diurno e noturno faziam o MFI do lote acabado oscilar entre 18,2 e 23,5 g/10 min, causando rebarbas ou peças incompletas (short-shots) nos moldes das plantas de injeção dos clientes.
O limite de altura livre interna de 9.5 metros exigiu um projeto de silo de baixa relação de aspecto e grande diâmetro (diâmetro do tanque Ø2.8 m), com geometria reforçada de descarga cônica no fundo para evitar pontes mecânicas.
Entrega
O escopo abaixo é o que este projeto recebeu efetivamente; a configuração registrada é a acordada para esta entrega, e não uma ficha atual do produto.
Entregamos um sistema integrado de homogeneização vertical de 15 toneladas: carregador de transferência pneumática a vácuo VL-5000 -> silo homogeneizador vertical de rosca VHM-30000 (30 m³, contato em SUS304, acionamento de 22 kW) -> descarregador de rosca em aço inoxidável SC-219 -> estação automatizada de ensacamento em big bags com captação de pó.
Optou-se por um misturador vertical de recirculação por rosca em vez de misturadores horizontais por batelada ou silos pneumáticos de tombamento porque ele oferece grande capacidade (15 toneladas / 30 m³) em uma área de instalação mínima (Ø2.8 m) e consome apenas 22 kW de potência de mistura (menos de 1.5 kWh por tonelada de resina).
Equipado com uma porta de inspeção cônica sobredimensionada no fundo e bocais pneumáticos de varredura de ar em alta velocidade, permitindo limpeza 100% completa em menos de 20 minutos na troca entre composto preto para para-choques e resinas base neutras.
Vaso principal de mistura de grandes lotes, recirculando e homogeneizando vários turnos de produção em um único lote certificado.
Equipado com rosca central de alto fluxo, cone de dispersão superior de 360° e escada de acesso com segurança.
Transfere os pellets das linhas de extrusão para o topo do silo a 5,000 kg/h, com despoeiramento automático.
Montado em uma estrutura de mezanino independente com enclausuramento acústico.
Descarrega os pellets homogeneizados para a estação automática de ensacamento em big bags.
Equipado com comporta de fechamento pneumática e armadilha magnética.
Entrega completa no local, alinhamento e aprovação da verificação de 3 lotes.
Projeto turnkey executado em 6 dias.
Verificação
Testado em fábrica
Concluídos os testes de pressão estática em fábrica e a inspeção de soldas por líquido penetrante; rosca central balanceada dinamicamente na rotação nominal com excentricidade < 0.8 mm; corrente do motor e elevação térmica verificadas durante ensaio em vazio de 2 horas.
Enviado
O corpo do silo, de 8.2 metros de altura, foi dividido em seções superior e inferior flangeadas para transporte rodoviário em carreta especializada de prancha baixa, e remontado no local com vedações de silicone de grau alimentício.
Instalado
Instalado em área interna, no vão do armazém de produtos acabados, sob pé-direito de 9.5 metros. Mezanino estrutural ancorado na laje de concreto; montagem mecânica e fiação elétrica concluídas em 4 dias.
Comissionado
Testado em três lotes consecutivos de 15 toneladas de composto para para-choques automotivos (PP + 15% POE + 15% talco). As amostras foram coletadas com um amostrador estratificado multiponto em nove posições distintas (topo, meio, fundo x periferia/núcleo) após 10, 15 e 20 minutos de mistura.
Em funcionamento Verificado
O silo de homogeneização opera continuamente há 16 meses, processando mais de 1,200 lotes de produção comercial (aprox. 18,000 toneladas) sem uma única falha mecânica ou desarme por sobrecarga do motor.
Resultados
Cada resultado indica a sua evidência. Um valor sem o método e as condições que o sustentam não seria um resultado digno de citação.
12.7 1.1
%
A variação de MFI no lote de 15 toneladas foi reduzida de ±12,7% para ±1,1% após 15 minutos de mistura, eliminando completamente as reprovações de moldagem automotiva Tier 1.
Evidência Registro de comissionamento
Registro de ensaio certificado do medidor de índice de fluidez (ASTM D1238 / ISO 1133).
0.82 1.74
adimensional
O índice de capacidade do processo (Cpk) subiu de um valor inaceitável de 0,82 para 1,74, nível de referência mundial, colocando a planta no grupo de fornecedores preferenciais da montadora.
Evidência Confirmação do cliente
Relatório de auditoria de qualidade SPC da montadora.
0.75 0.18
Delta E*
A variação máxima de cor (Delta E*) entre sacos de embalagem do mesmo pedido caiu de 0,75 para 0,18, eliminando a diferença de tonalidade visível nos para-choques.
Evidência Registro de comissionamento
Relatório de análise de delta E* CIELAB em espectrofotômetro.
Detalhes
Entregamos um sistema integrado de homogeneização vertical de 15 toneladas: carregador de transferência pneumática a vácuo VL-5000 -> silo homogeneizador vertical de rosca VHM-30000 (30 m³, contato em SUS304, acionamento de 22 kW) -> descarregador de rosca em aço inoxidável SC-219 -> estação automatizada de ensacamento em big bags com captação de pó.
Artigo
A batch that passes at the mixer can still reach the extruder uneven. Particle differences, the silo's flow pattern and the route after blending…
Artigo
How controlled mixing reduces batch variation in plastic recycling and compounding: vertical silo mixers for bulk PP and HDPE pellets, ribbon blenders for powders…
Informe-nos o material, o processo e o resultado que você precisa alcançar. Os detalhes técnicos podem ser completados mais tarde, em conjunto com a nossa equipe de vendas.
