Centrifuga ad alta efficienza: test delle prestazioni

Stai pensando a una centrifuga ad alta efficienza? Il termine è stato utilizzato nel settore per invogliare i clienti a ridurre i costi energetici, migliorare la separazione e ampliare la gamma di applicazioni. Ma quali sono le capacità di una centrifuga ad alta efficienza e come fai a sapere se è all'altezza delle aspettative? Sono descritte nella brochure o sono solo un'altra campagna di marketing con specifiche garantite? La risposta sta nei risultati dei test prestazionali. Porteresti la tua centrifuga al professionista più qualificato con una checklist per un esame medico approfondito? La maggior parte dei responsabili di stabilimento e degli ingegneri di processo comprende perfettamente cosa comporta questo processo di test e come effettuare un buon investimento per garantire il funzionamento impeccabile di ogni macchina del loro impianto. È ciò che distingue le apparecchiature di processo davvero eccezionali dal resto. Questo articolo si propone di fornire conoscenze sui test prestazionali per centrifughe ad alta efficienza, in modo che tu sappia cosa stai ottenendo in cambio del tuo investimento.

Analizziamo nel dettaglio i test delle prestazioni.

Cominciamo con un rapido esempio. Non compreresti mai un'auto senza prima averla provata. Lo stesso tipo di ragionamento si applica all'acquisto di un'attrezzatura industriale come una centrifuga. I test delle prestazioni vanno oltre la formalità di un "test drive" da parte del produttore. Per te, in quanto acquirente, forniscono una convalida. L'obiettivo fondamentale di un test delle prestazioni è confermare se la centrifuga che intendi acquistare e integrare nella tua linea di produzione è in grado di fornire quanto indicato nell'ordine di acquisto.

Probabilmente, l'aspetto più importante del processo di test è la convalida dell'efficienza di separazione. Questa centrifuga ad alta efficienza fornisce costantemente la trasparenza richiesta della fase liquida? Questa centrifuga fornisce la secchezza richiesta della torta solida? La qualità finale della separazione è ciò che conta alla fine, soprattutto quando ci si concentra sulla produzione di prodotti farmaceutici o sulla lavorazione di sostanze chimiche e acque reflue. Un test misurerà i parametri di output chiave rispetto alla specifica materia prima e rimuoverà ogni dubbio sul prodotto finale e sui profitti.

Successivamente, tutto ruota attorno alla quantità di energia consumata dalla macchina. Le cosiddette centrifughe ad alta efficienza devono dimostrare quanto siano leggere sul misuratore di potenza. I test delle prestazioni valutano attentamente la quantità di energia consumata dalla macchina. In questo modo si verifica se il nuovo motore, il nuovo riduttore e il nuovo sistema di controllo migliorano le prestazioni e riducono i costi operativi. La macchina può vantare un risparmio energetico, ma è un'affermazione concreta se riesce a dimostrare un risparmio fino all'ultimo centesimo sul misuratore di potenza.

Inoltre, i test spingono l'attrezzatura fino al suo punto di rottura per misurarne la struttura, la stabilità e l'affidabilità dei componenti. Come reagisce la centrifuga a un ciclo operativo completo? Come si comporta l'attrezzatura durante un rapido ciclo di usura per verificarne le prestazioni in condizioni abrasive? Come si comporta la macchina in condizioni di calore elevato? Come si comporta la macchina durante un'elevata flessione operativa? La macchina mostrerà segni di stress termico sotto forma di elevata usura dei componenti, elevate temperature dei cuscinetti, elevati livelli di vibrazione e livelli elevati di rumore. Questi segnali possono essere indicatori di futuri problemi di manutenzione intensiva. In breve, testare la macchina aiuta a ridurre al minimo i rischi e fornisce la certezza che la centrifuga funzioni alla perfezione e non sia uno dei tanti pezzi grossi dalle prestazioni false e appariscenti.

Fattori esaminati attentamente

I test delle prestazioni non sono una singola misura. Sono un tassello di un puzzle più ampio. Ogni parametro fornisce una parte della storia sulle condizioni e la capacità della macchina. Avere una visione d'insieme di ciò che i tecnici stanno misurando consente di sapere a cosa prestare attenzione nel rapporto di prova.

L'efficienza di separazione è, diremmo, la stella polare. Questa viene valutata controllando il contenuto solido del concentrato, ovvero il liquido di deflusso. Minore è il contenuto solido, maggiore è la prestazione di separazione. D'altra parte, con la fase solida, l'enfasi è sull'umidità residua. Minore è l'umidità nella torta, minore è il volume da smaltire, riducendo così notevolmente i costi di trasporto. Una vera centrifuga ad alta efficienza eccelle in entrambi gli aspetti, producendo un concentrato perfettamente limpido e una torta solida estremamente asciutta. Raggiunge un recupero ottimale con scarti minimi.

I successivi parametri sono capacità e produttività. Per quanto riguarda la produttività, si cerca di determinare la quantità di materiale che questa macchina può processare in un periodo di tempo definito. Questa risposta si ottiene eseguendo test a diverse velocità di alimentazione per determinare il punto ottimale, ovvero la produttività massima alla quale la macchina mostra un livello costantemente elevato di efficienza di separazione. Se si supera questa velocità, le prestazioni della macchina inizieranno rapidamente a deteriorarsi a causa del sovraccarico. Questo test determinerà anche le prestazioni della macchina per rispondere alle vostre esigenze specifiche e garantire che i requisiti di produzione vengano soddisfatti.

Il consumo energetico è uno dei fattori più importanti per l'efficienza di qualsiasi centrifuga ad alta efficienza. Una cosa è leggere il consumo in kilowatt dal contatore, un'informazione ancora più importante è analizzare il consumo energetico specifico (SEC). Questo è definito come la quantità di energia consumata per ogni unità di materiale processato. Questo permette di confrontare diverse macchine che operano in condizioni diverse. Se il numero è in calo, si può tranquillamente supporre che i costi operativi della macchina stiano diminuendo e che la macchina stia diventando più efficiente. Per determinare l'efficienza elettrica del sistema motore, viene misurato anche il fattore di potenza.

I parametri di integrità meccanica sono i "segni vitali" di una macchina.

Perché l'analisi delle vibrazioni è importante?

Gli ingegneri possono utilizzare i sensori posizionati sugli alloggiamenti dei cuscinetti per identificare piccoli squilibri o disallineamenti. Un funzionamento più fluido e con vibrazioni ridotte è caratteristico di un'ingegneria e una produzione eccellenti. Un altro indicatore dello stato di salute del sistema è la temperatura dei cuscinetti. Aumenti rapidi ed eccessivi della temperatura riflettono una scarsa lubrificazione e un imminente guasto dei cuscinetti. Anche il rumore viene monitorato, poiché un eccessivo deterioramento del livello di rumore può rivelare problemi meccanici e creare un ambiente di lavoro inadeguato. Questi parametri combinati forniscono una panoramica dell'affidabilità meccanica e della longevità della centrifuga.

Dall'impostazione all'analisi dei dati: il percorso di test è strutturato

Il test delle prestazioni è un percorso strutturato che comprende configurazione, raccolta dati e analisi e rappresenta il modo più efficiente per ottenere informazioni significative sulle prestazioni della centrifuga.

Per iniziare, dobbiamo configurare e calibrare tutto. Successivamente, installeremo la centrifuga su un banco di prova e ci assicureremo di tenere conto di tutte le risorse necessarie: flussimetri, trasduttori di pressione, analizzatori di potenza e, per quanto riguarda la temperatura, installeremo alcuni sensori termici e altri per misurare vibrazioni e calore. Quindi, ci assicureremo di calibrare tutto per garantire che tutti i dati in ingresso e in uscita siano validi. Infine, configureremo la sospensione di prova in base alle stesse specifiche dei materiali da testare nell'impianto del nostro cliente per testare situazioni reali. La coerenza dei materiali è fondamentale per ottenere risultati validi e affidabili.

Una volta completata la messa a punto, si passa alla fase di test. Questa fase consiste spesso in una serie di cicli a regime stazionario, in cui la centrifuga viene fatta funzionare a velocità e portata di alimentazione costanti, e tutti i parametri si sono stabilizzati. Vengono inizializzati i parametri per i cicli di vibrazione, temperatura e assorbimento di potenza, e vengono registrati i dati relativi al numero di cicli. Una volta completati i log, le condizioni di funzionamento cambiano. Un aumento della portata di alimentazione, una variazione della velocità della vasca o una velocità differenziale del trasportatore vengono spesso modificati durante questa fase. Questo viene fatto per tracciare le prestazioni della macchina o per crearne un profilo. L'obiettivo è analizzare le prestazioni della macchina in diverse condizioni e vincoli. L'obiettivo è capire non solo come funziona in un singolo punto di prestazione ottimale, ma anche con quale eleganza ed efficienza funziona a diversi parametri.

Alla fine, abbiamo l'analisi post-test e la fase di reporting. I dati grezzi vengono elaborati per generare preziose informazioni fruibili. I Data Engineer elaborano i dati in grafici e diagrammi visivi che determinano la relazione tra velocità di alimentazione e grado di secchezza del cake; o velocità della vasca e consumo energetico. Eseguono un'indagine approfondita per individuare eventuali tendenze specifiche relative a vibrazioni e temperatura, al fine di determinare se vi sia un problema meccanico. Nel report finale, i dati vengono presentati in modo professionale con un'analisi adeguata delle tendenze. Il report indica con chiarezza se la centrifuga ha soddisfatto con successo le garanzie prestazionali e quali sono i principali vantaggi e rischi. Questo report è una parte fondamentale del materiale di riferimento per l'intera vita utile dell'apparecchiatura.

Analizzare i risultati come un esperto

Un lungo rapporto di prova può risultare dispendioso. Tuttavia, concentrarsi su alcuni aspetti prestazionali può essere utile. L'obiettivo è trovare una correlazione tra le prestazioni della macchina e i dati presentati nel rapporto.

Per trovare le verifiche contrattuali del report, esaminate innanzitutto i controlli incrociati delle garanzie di prestazione. Ciò significa che dovete cercare le garanzie di prestazione elencate, come la massima produttività, il livello di secchezza della torta target, i consumi energetici specifici, ecc., e cercare i risultati effettivi dei test. Questa prova parallela è l'esempio più semplice per confermare se la macchina ha completato le attività di lavoro richieste. Non limitatevi a verificare se la macchina ha completato le attività, verificate con quale valore o margine le ha completate. Una macchina come questa, che funziona oltre il limite previsto, è sicuramente costruita con margini di profitto in eccesso per spostare le fasi del processo in base alle future modifiche del lavoro.

Successivamente, si esaminano le curve di prestazione, che rappresentano alcuni dei dati più significativi. Ad esempio, una curva che rappresenta il grado di secchezza del dolce in funzione della velocità di avanzamento dovrebbe presentare intervalli assolutamente stabili e gradualmente decrescenti per ogni incremento della velocità di avanzamento. Una curva con cali irregolari e bruschi indica una macchina probabilmente poco robusta e con una finestra operativa ottimale ristretta. Inoltre, una curva di consumo energetico che aumenta rapidamente con l'aumentare del carico probabilmente non è efficiente quanto una con eccessivi incrementi di carico e un aumento più graduale della pendenza. Questi dati ci rivelano il carattere e la flessibilità della macchina.

Notare le tendenze. Tendenze dei dati meccanici. Esaminare i dati relativi alle vibrazioni e alla temperatura della macchina durante il test. Nel caso ideale, si ottiene un grafico che mostra risultati lineari costanti, senza fluttuazioni. Piccole variazioni casuali sono accettabili, ma se si verifica un picco o un costante aumento della velocità, è un cattivo segno. Questi dati sono indicativi della manutenibilità intrinseca, della durata e del rapporto costo/beneficio complessivo della macchina. Le centrifughe a stabilità meccanica sono più economiche da mantenere e hanno tempi di attività migliori. In definitiva, la stabilità viene valutata sulla base della fattibilità operativa ed economica della macchina, ma anche sulla base di quanto stabile possa svolgere questa funzione per lunghi periodi di tempo.

Vantaggi a lungo termine dei test dettagliati

Prendersi il tempo necessario per eseguire un test approfondito delle prestazioni potrebbe sembrare un ritardo nel progetto, ma si tratta di un'ottimizzazione della massima intelligenza. I vantaggi in termini di tempo e risorse investiti vanno ben oltre la prima accettazione della macchina e si ripagano durante l'intero ciclo di vita operativo della stessa.

Innanzitutto, parliamo di risparmi sui costi operativi. Avere una centrifuga collaudata ed efficiente riduce specificamente il dispendio energetico, oltre a ridurre i costi di smaltimento dei rifiuti. Le macchine che producono un "essiccatore" riducono ulteriormente i costi di smaltimento. Avere efficienze convalidate consente di prevedere con maggiore precisione i costi operativi, aumentando così la redditività dell'impianto. Non si acquista solo una macchina di separazione, ma anche una struttura di costi fissi per il processo di separazione.

E non dimentichiamo l'affidabilità operativa e i tempi di attività, che sono fuori scala. Durante i test, i potenziali guasti meccanici vengono individuati e risolti prima della consegna dell'attrezzatura, prevenendo tempi di fermo non pianificati, guasti e conseguenti arresti della linea di produzione. Test e validazioni complete dell'attrezzatura offrono una tranquillità impagabile. La manutenzione è anche in grado di pianificare i tempi di fermo operativi in base alle attrezzature sottoposte a stress test, consentendo tempi di fermo operativi più efficienti e affidabili e programmi di manutenzione predittiva.

Infine, i test delle prestazioni stabiliscono un punto di riferimento per le prestazioni. I dati dettagliati creati durante il test delle prestazioni offrono un'impronta digitale dettagliata della macchina in condizioni ottimali, pari al nuovo. Dopo diversi mesi, se si nota un cambiamento nelle prestazioni, ad esempio un aumento delle vibrazioni della macchina o un maggiore consumo energetico, i dati attuali possono essere confrontati con i valori di riferimento originali. Questo rende la diagnostica più rapida, precisa e oggettiva. La manutenzione non è più un'attività reattiva. Può essere predittiva. Nel corso degli anni, una centrifuga ad alte prestazioni ben collaudata si trasforma da semplice apparecchiatura a elemento chiave di un'attività produttiva ben oliata e ad alta efficienza.