Tecnomatic: produzione di tubi con Vega e Zeus

Zeus e Vega sono le due famiglie di estrusori di nuova generazione con rapporto L/D 37 prodotti da Tecnomatic. Le due serie si distinguono principalmente per la motorizzazione e il raffreddamento: gli estrusori Zeus sono equipaggiati con motori torque e raffreddamento ad acqua, mentre la serie Vega monta motori classici asincrono-vettoriali con riduttore a tre assi e raffreddamento ad aria. Entrambe le macchine sono utilizzabili per le più svariate applicazioni: polietilene (PE 63, PE 80, PE 100 acqua-gas) per la produzione di tubo irrigazione, tubo corrugato scarico non in pressione e tubo protezione cavi; PPHM e PPH per tubo scarico non in pressione multi e mono strato, tubo corrugato scarico non in pressione, tubo corrugato protezione guaine elettriche; PP-R, per tubo acqua calda mono e multi strato (fibra di vetro), tubo di grandi dimensione per industria chimica; altri polimeri come PE-Xb e PE-Xc (per acqua e gas), ABS, PC, PA (per applicazioni resistenti al carburante), PE-RT, PB-1. Sia Zeus che Vega presentano un nuovo pannello di controllo touch screen – con software immediato e intuitivo per un’agevole gestione di tutte le variabili di processo – e sincronizzazione con sistema gravimetrico e con macchine downstream; le macchine dispongono inoltre di moduli di rilevamento dei consumi energetici, sia per la parte motore che per la parte plastificazione e delle teste di estrusione, e sensore temperatura melt e pressione. Serie Vega La serie Vega è disponibile in 5 taglie, dal diametro 45 fino al diametro 120, tutte dotate di rapporto L/D 37 con cinque zone di raffreddamento e riscaldamento, cilindro nitrurato, nuova vite di estrusione a “barriera” ad alta prestazione e bussola scanalata di nuova concezione (lunghezza 4 volte il diametro) con isolamento termico, raffreddamento ad acqua e zona di compressione per l’incremento della portata. La produzione garantita di polietilene va da i 300 kg/h dell’ estrusore Vega 45 ai 1300 kg/h del Vega 120. Se si prende in esame il copolimero (PP), si passa dai 200 kg/h del modello più piccolo fino ai 950 kg/h del Vega 120. Il tutto garantendo ottime performance anche a livello di consumi energetici: i test effettuati su un Vega 75 in produzione di PE 100 mostrano infatti, al 100% dei giri vite, un consumo energetico di 265 Wh, con una temperatura di melt che al 25% dei giri è di 195°C per arrivare al 100% dei giri a 215°C. Serie Zeus Nella nuova serie Zeus si è voluto fare un ulteriore passo in avanti per aumentare l’efficienza e ridurre i consumi energetici, dotando gli estrusori di motori torque (senza riduttore), con motore e azionamento raffreddati ad acqua in circuito chiuso. La tecnologia torque, in combinazione alla nuova vite e alla nuova sezione di alimentazione (le stesse della serie Vega), consente infatti un risparmio energetico del 20% rispetto agli estrusori della serie Vega dotati di motore asincrono con riduttore. Gli Zeus sono inoltre equipaggiati con inverter raffreddato ad acqua, consentendo di contenere le dimensioni della parte elettrica. Quattro le taglie disponibili: 45, 60, 75 e 75HS (high speed). L’assenza del riduttore per la trasmissione del moto garantisce un’altissima efficienza e portate garantite più alte rispetto alla serie Vega. Il tutto nella massima silenziosità (grazie all’assenza di ventole di raffreddamento) e con un manutenzione notevolmente ridotta, visto che non occorre sostituire l’olio del riduttore o i filtri del raffreddamento ad aria. La serie Zeus è inoltre dotata di moduli di rilevamento energetici in dotazione standard, cilindro bimetallico e sonda di temperatura. Le principali differenze tra le due serie si manifestano comunque sul piano della produttività e dei consumi. Mentre gli estrusori Vega con motore-riduttore sono progettati per avere una potenza specifica di circa 270 Wh/Kg, gli estrusori Zeus hanno valori di circa 235 Wh/Kg, con l’evidente risparmio energetico che questo comporta. Performance notevoli anche per quanto riguarda le portate: la produzione garantita di PE va da i 350 kg/h dello Zeus 45 ai 1500 kg/h della versione 75HS. Per il PP, il range va dai 245 kg/h dello Zeus 45 fino ai 980 kg/h del 75HS. I test effettuati sugli estrusori Zeus mostrano inoltre una portata/giro estremamente costante e regolare, sia variando la velocità di rotazione della vite che la pressione di esercizio. L’attenzione dei progettisti si è inoltre focalizzata sul versante controllo/manutenzione, sviluppando un’ allarmistica che, individuando l’area del malfunzionamento e visualizzando nel pannello il codice di allarme, consente all’operatore di identificare immediatamente il problema e limitare i fermi macchina. La tele-assistenza web permette inoltre un immediato controllo da parte dei tecnici Tecnomatic anche da remoto. Teste di nuova concezione Tecnomatic ha sviluppato anche un’ampia gamma di teste per l’estrusione di tubi, differenziate per taglia (da una portata di 500 kg/h a 3000 kg/h), tipologia (monostrato, multistrato, mono/multi strato di rivestimento, ecc) e distribuzione (spirale elicoidale, spirale radiale e ibrida), rispondendo in tal modo a tutte le esigenze dei produttori di tubi. Le teste di nuova generazione Venus (per tubi PE e PP mono e multistrato), con distribuzione a spirale elicoidale, sono caratterizzate da un minor volume e minor lunghezza della testa, che ha consentito di diminuire le pressioni grazie ad un sistema di distribuzione del melt studiato per permettere basse pressioni anche con dimensioni ridotte della testa. Altra caratteristica è l’innovativa geometria della spirale che consente una riduzione del 40% di pressione e del 30% di volume. Il sistema HCS consente inoltre la gestione della temperatura interna della testa. Le teste Venus sono progettate per poter applicare il sistema di raffreddamento interno del tubo PAC (Pipe Air Cooling). Tale sistema fa sì che l’aria venga aspirata dal tubo in direzione contraria al flusso dell’estrusore tramite tubazioni interne alla testa, con utilizzo di ventilatori di aspirazione ad alta portata. Questo tipo di raffreddamento porta non solo ad una riduzione della lunghezza di raffreddamento, e conseguentemente ad un numero inferiore di vasche di raffreddamento, ma anche ad un miglioramento significativo della qualità del tubo e una riduzione dell’energia utilizzata, permettendo inoltre il recupero dell’aria calda aspirata. Le teste Venus possono inoltre essere equipaggiate con anello di coestrusione e anello di ricopertura che, applicato direttamente sulla testa senza alcuna modifica, consente di produrre un tubo a due strati. Il sistema di distribuzione a spirale radiale (Athena) è invece preferibile per i tubi multistrato, fino a diametro 110 mm. Si tratta di un sistema estremamente flessibile, grazie ad una modularità che consente di incrementare, aggiungendo i dischi, il numero degli strati. Ne deriva inoltre una maggiore qualità del tubo: tutti i distributori hanno infatti lo stesso numero di canali. Le teste Juno hanno invece una distribuzione “ibrida” a spirale elicoidale e radiale, e sono indicate per tubi a 5 strati PE con protezione per strato interno anti-ossidante. Verso un risparmio sempre maggiore Il risparmio energetico è una variabile sempre più determinante per le aziende produttrici. Pagare una bolletta meno salata consente infatti di limitare i costi di produzione ed essere più competitivi. Una linea di produzione di tubi “ottimizzata” a livello energetico può dunque portare significativi vantaggi rispetto ad una linea tradizionale. Il maggior consumo energetico deriva dall’estrusore e dal raffreddamento. È dunque agendo su questi elementi che si possono migliorare le performance energetiche di una linea. L’adozione di motori torque raffreddati ad acqua, come si è visto, migliora l’efficienza consentendo un significativo risparmio energetico. Il torque è inoltre esente dalle perdite di potenza che hanno luogo sul motore asincrono con riduttore, dove ogni stadio di riduzione determina una perdita di potenza di circa il 2% (in un riduttore a 3 assi la perdita è dunque del 6%). Un altro versante nel quale è possibile risparmiare energia è il raffreddamento del tubo. Se si considera, ad esempio, che per trasformare 500 kg/h di PE in PE100 occorrono nella configurazione standard di linea 9 metri di raffreddamento e vuoto (pompe vuoto e pompe acqua) e 21 metri di raffreddamento con vasche di raffreddamento, con l’ottimizzazione della linea e l’installazione de sistema PAC si necessitano solamente di 9 metri di vuoto e 9 metri di raffreddamento a spruzzo. Dai 30 metri della linea tradizionale si passa quindi ai 18 metri della linea ottimizzata. La linea ottimizzata identifica quindi 18 metri di raffreddamento ad acqua (9+9), 10 metri di aria esterna (posizionata tra due vasche), e 36 metri di raffreddamento interno; questo porta ad avere una temperatura del tubo, dopo i 36 metri, di 45°C, mentre nella linea standard per avere la stessa temperatura occorrono 42 metri. Ciò si traduce in un significativo risparmio energetico. Per il raffreddamento di un tubo di PE a 500kg/h sono infatti necessari 77 kW di energia per il chiller (compressore, ventola, pompa) e 11kW per le pompe acqua, per un totale di 88kW per raffreddare il tubo e avere una temperatura interna di 45°C. Utilizzando il sistema PAC, che estrae l’aria interna, si ottiene il raffreddamento del tubo con 63 kW (al posto degli 88kW della linea senza PAC). Nel suo complesso una linea ottimizzata con motori torque e adeguato sistema di raffreddamento necessita dunque di 257 kW, contro i 303 kW di una linea standard. Un ulteriore risparmio può essere conseguito andando a trasformare l’aria calda aspirata dal sistema PAC in energia per riscaldare il granulo, portando la richiesta energetica a 222 kW. Il risparmio energetico, rispetto ad una linea standard, sarebbe in questo caso di 81 kW, che, considerando l’attuale costo dell’energia, si tradurrebbe in un risparmio di circa 40.000 euro all’anno.