Estudo de caso industrial: substituição do resfriamento e da classificação por elevador espiral vibratório de 2,000 kg/h em uma linha de peletização por extrusão de PP, resfriando os pellets de 88°C para ≤ 38°C.
Este estudo de caso industrial documenta um projeto de substituição de equipamentos de uma linha de produção completa, entregue a uma planta de peletização de poliolefinas por extrusão de grande porte no Leste da China. A planta opera várias linhas de peletização contínuas que produzem polipropileno (PP) homopolímero e copolímero em bloco, além de grânulos de polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) para embalagens industriais, moldagem por injeção e conversores de extrusão de filmes.
A planta operava anteriormente um sistema de transporte vibratório horizontal a céu aberto para o resfriamento e a transferência de pellets. Essa configuração antiga causava graves problemas operacionais: primeiro, os pellets de polímero quentes que saíam do corte por anel de água a 85°C a 95°C não eram resfriados de forma adequada antes de chegar aos silos de ensacamento; o calor residual fazia com que os pellets macios de poliolefina aglomerassem e formassem grandes blocos fundidos dentro dos big bags FIBC de 1,000 kg. Segundo, o resfriamento ao ar livre reabsorvia a umidade atmosférica nos meses de verão úmidos, elevando a umidade superficial dos pellets acima de 0.12% e provocando estrias prateadas severas na superfície durante a moldagem por injeção dos clientes. Terceiro, os túneis horizontais de resfriamento ocupavam mais de 24 metros de espaço valioso nos corredores do armazém.
Para resolver definitivamente os gargalos de resfriamento com a mínima área de piso, nossa equipe de engenharia instalou um sistema avançado de resfriamento com Elevador Espiral Vibratório vertical de 5.5 metros, combinado com uma peneira vibratória linear de convés duplo fechada e um chiller industrial de processo. Utilizando oscilação vertical ressonante de microsaltos combinada com facas de ar refrigerado de alta velocidade no sentido ascendente, o elevador espiral resfria 2,000 kg/h de pellets de PP de 88°C até ≤ 38°C em um tempo de residência de 120 segundos, elevando-os 5.5 metros na vertical dentro de uma área compacta de 1.4 metros de diâmetro. Os dados após o comissionamento verificaram zero aglomeração nos big bags, redução de finos de pellet (< 1.5 mm) para 0.015% e uma diminuição de 88% na área ocupada pelos equipamentos na oficina.
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.
Resfriar 2,000 kg/h de pellets de PP quentes de 85°C–90°C até ≤ 40°C antes do ensacamento, eliminar a aglomeração de pellets em big bags de 1,000 kg, reduzir os finos (< 1.5 mm) abaixo de 0.05% e recuperar mais de 20 metros de área de piso na oficina.
Uma importante empresa de peletização de poliolefinas por extrusão no Leste da China, que opera seis linhas contínuas de extrusão mono e dupla-rosca, com volume anual de peletização superior a 60,000 toneladas de resinas virgens e compostas de PP/PE.
As resinas de poliolefina (PP/PE) apresentam comportamento de solidificação semicristalino. Se os pellets forem embalados antes de a temperatura do núcleo cair abaixo de 40°C–45°C, o calor latente residual induz fluência pós-cristalização, fundindo os pellets em grumos resistentes dentro dos contêineres de transporte a granel e comprometendo a automação de processo dos clientes.
O cliente operava um leito horizontal vibratório de resfriamento aberto de 24 metros. Os pellets de PP quentes (88°C) chegavam à estação de ensacamento acima de 65°C, amolecendo e fundindo sob a pressão de empilhamento dentro dos big bags de 1 tonelada. No verão, a umidade relativa ultrapassava 80%, causando reabsorção de umidade pelos pellets e gerando reclamações de rebarbas de molde.
A área de piso total alocada não podia ultrapassar 2.0 m x 2.0 m, ao mesmo tempo que era necessário elevar o material 5.5 metros até o silo pulmão de ensacamento no nível superior.
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.
Substituição do leito horizontal de resfriamento de 24 metros por uma solução vertical integrada: elevador espiral vibratório VSE-1455 (Ø1,400 mm, 5.5 m de altura, espiras em SUS304) -> coletor de facas de ar refrigerado e desumidificado AC-20HP -> classificador por peneira vibratória linear de convés duplo LVS-1225 -> válvula desviadora pneumática -> estação automatizada de embalagem em big bags.
O Elevador Espiral Vibratório foi escolhido em vez de sistemas pneumáticos de resfriamento em fase diluída ou de longos canais de água porque combina elevação vertical de 5.5 metros com 120 segundos de resfriamento suave por ar, sem degradação do produto, em uma área de Ø1.4 m, consumindo 75% menos energia elétrica do que sopradores de transporte pneumático.
Equipado com dois motores vibratórios contrarrotantes com massas excêntricas ajustáveis e isoladores elastoméricos de poliuretano de serviço pesado, alcançando 97.5% de absorção de vibração para evitar a transmissão da ressonância dinâmica à estrutura do mezanino.
Eleva os pellets na vertical enquanto proporciona 120 segundos de resfriamento convectivo por ar ao longo de um percurso espiral desenvolvido de 48 metros.
Configurado com coberturas plenum para facas de ar e molas de amortecimento reforçadas na base.
Retém os aglomerados e remove os finos de micropó diretamente sob a descarga do elevador espiral.
Equipado com coifa de aspiração de pó.
Sopra ar seco refrigerado de alta velocidade sobre as espiras para acelerar o resfriamento condutivo e convectivo.
Equipado com pré-filtro G4 lavável e filtro de ar secundário F8.
Instalação turnkey completa executada em 4 dias durante a parada de manutenção anual da planta.
Incluiu verificações preventivas de monitoramento de vibração por 12 meses.
Verificação
Testado em fábrica
Frequência e amplitude da vibração ressonante mapeadas com 1.8 mm de curso; sincronização de fase dos motores verificada; todas as soldas da espiral em SUS304 ensaiadas por líquido penetrante para garantir zero microtrincas sob carga vibratória cíclica.
Enviado
Embarcado em dois berços de transporte abertos, com os motores de acionamento vibratório fixados por suportes de travamento para transporte.
Instalado
Instalado durante uma parada programada de manutenção de 4 dias. O transportador horizontal de resfriamento antigo foi desmontado; o novo elevador espiral foi ancorado em uma base de inércia pesada; os dutos foram conectados ao skid do chiller.
Comissionado
Comissionado ao longo de 48 horas de extrusão ininterrupta de PP homopolímero (MFI 3.0 g/10 min) com vazão de 2,050 kg/h. Câmeras termográficas registraram as temperaturas contínuas dos pellets ao longo de cada nível da torre espiral de 5.5 metros, e os testes de peneiramento em linha confirmaram zero entupimento da malha na peneira de despoeiramento.
Em funcionamento Verificado
Em operação contínua há mais de 15 meses em regime 24/7/365, processando mais de 22,000 toneladas de pellets de poliolefina sem falhas de fadiga das molas vibratórias ou paradas.
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.
66.8 37.5
°C
A temperatura final dos pellets no ensacamento caiu de 66,8 °C para 37,5 °C sob vazão contínua de 2.050 kg/h, eliminando por completo a fusão pós-ensacamento e o empedramento em big bags.
Evidência Registro de comissionamento
Folhas de ensaio de inspeção por imagem térmica FLIR calibrada.
0.18 0.015
%
O teor de finos e pó nos pellets que entram no ensacamento a granel caiu de 0,18% para 0,015%, atendendo às especificações de limpeza de resina virgem para filmes ópticos de alto padrão e moldagem médica.
Evidência Registro de teste em fábrica
Relatório de análise granulométrica do laboratório da planta.
28.5 3.2
m²
A área de piso ocupada pelo sistema de resfriamento caiu de 28,5 m² para 3,2 m², liberando mais de 25 m² de área nobre da fábrica para manobras de empilhadeira e armazenagem.
Evidência Registro interno do projeto
Desenho de engenharia de layout da planta.
Detalhes
Substituição do leito horizontal de resfriamento de 24 metros por uma solução vertical integrada: elevador espiral vibratório VSE-1455 (Ø1,400 mm, 5.5 m de altura, espiras em SUS304) -> coletor de facas de ar refrigerado e desumidificado AC-20HP -> classificador por peneira vibratória linear de convés duplo LVS-1225 -> válvula desviadora pneumática -> estação automatizada de embalagem em big bags.
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.
