Tecnologia di dosaggio

Perché i dosatori devono essere progettati per funzionare nel proprio processo

Coperion K-Tron twin screw feeder, bulk solids pump feeder and weigh belt feederLe industrie chimiche di processo (CPI) sono un insieme variegato di industrie mondiali. Esse comprendono produttori di sostanze chimiche sottili e sfuse, prodotti petrolchimici, alimentari e bevande, prodotti farmaceutici, polimeri e materie plastiche, carta e carta da macero, vernici e pigmenti, sapone e detergenti, fertilizzanti e sostanze chimiche per l’agricoltura. Sebbene questi segmenti industriali differiscano notevolmente tra loro, tutti utilizzano i dosatori per controllare il flusso di materiale sfuso da convertire in prodotti finiti.

Il comportamento dei solidi sfusi secchi (quali polveri, pellet, scaglie, granuli e fibre) varia a seconda delle caratteristiche fisiche e chimiche e alle proprietà di flusso di ciascun materiale. Caratteristiche chiave comprendono dimensioni e forma delle particelle, densità del materiale sfuso, comprimibilità, forza coesiva, umidità, contenuto di olio o grasso e modalità di reazione del materiale a determinate condizioni atmosferiche e di carico (ad esempio, il potenziale di compattazione o di assorbimento idrico).

Sfide legate ai materiali e soluzioni di dosaggio

I produttori di apparecchiature di processo hanno sviluppato un grande bagaglio di esperienza e una vasta gamma di opzioni tecnologiche di dosaggio per affrontare le molteplici sfide che possono emergere da operazioni di processo che coinvolgono solidi sfusi. La scelta del dosatore e il successo dell’applicazione del cliente sono influenzati molto dalle caratteristiche specifiche dei materiali da dosare, dalla precisione della formula necessaria per il proprio processo e la resa richiesta.

Il comportamento del flusso di diversi solidi sfusi può variare molto a seconda delle proprietà del materiale o della geometria delle particelle. Non esistono modelli a singolo dosatore o a dosatori di un’unica dimensione in grado di gestire tutte le diverse caratteristiche dei materiali o tutti i requisiti di resa. L'elenco riassuntivo che segue descrive i comportamenti più comuni rilevati e le soluzioni di dosaggio che i produttori di apparecchiature di dosaggio come Coperion K-Tron hanno sviluppato per gestire queste sfide collegate ai solidi sfusi.

Materiali a flusso semplice, quali scaglie, granuli e pellet plastici, sono misurati più spesso con dosatori monovite. Per andare incontro alle diverse caratteristiche dei materiali e alle velocità di dosaggio desiderate, è disponibile una vasta gamma di viti di varie misure e forme. Anche i dosatori BSP (pompa per solidi sfusi) garantiscono un dosaggio preciso e graduale dei materiali a flusso libero. I dosatori BSP impiegano un’azione brevettata di spostamento positivo che consente di immettere il materiale a flusso libero con una precisione eccezionale.

I materiali fluidi, compresi materiali fini come gesso e farina fossile, possono comportarsi allo stesso modo dei liquidi se non adeguatamente controllati durante lo scarico della tramoggia e il dosaggio. In questo caso, la scelta migliore è spesso rappresentata da un dosatore bivite con interblocco. La spirale di collegamento delle viti agisce come valvola di controllo del flusso del materiale.

Materiali a flusso difficoltoso, quali fibra di vetro e particelle di gomma, richiedono spesso modelli particolari di dosatori e atri dispositivi di assistenza del flusso per consentire un miglior controllo dello scarico durante il dosaggio. Esistono numerose opzioni di misurazione diverse, tra le quali i dosatori a vite e i dosatori a vibrazione rappresentano le scelte più frequenti.

Materiali coesivi, quali biossido di titanio, pigmenti e concentrati di rame, danno origine ad ulteriori sfide durante le operazioni di processo e sono particolarmente inclini a creare ponti all’interno delle tramogge, nonché incrostazioni o aggregati sulle superfici delle apparecchiature. Spesso questi materiali possono essere meglio movimentati mediante dosatori bivite con agitazione della tramoggia come, ad esempio, Acti-Flow di Coperion K-Tron.

Materiali fragili e friabili, come molti prodotti alimentari e fibre, devono essere movimentati con attenzione. I dosatori gravimetrici a nastro, i dosatori a vibrazione e i dosatori a nastro a perdita di peso sono progettati per garantire un dosaggio graduale di questi prodotti.

Senza precisione costante e affidabile del dosatore e ripetibilità per il proprio processo, l'integrità di qualunque formula, e pertanto il prodotto finale, risulterebbero compromessi. Ciò ha un impatto diretto sull’affidabilità del sistema, sul rendimento del prodotto e sulle prestazioni economiche dell'operazione nel complesso.