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Em uma sala de desidratação de prensa de parafuso, a diferença mais marcante entre duas plantas não é a marca da prensa ou o número de discos de filtro. É o que acontece quando o lodo que chega muda. Em uma fábrica, um operador se aproxima, aperta um punhado de bolo e ajusta a bomba de polímero após a próxima rodada. Em outro, um circuito de controle lê o fluxo de alimentação, corrige a bomba doseadora em segundos e aciona um ciclo de lavagem antes que as telas fiquem cegas.
A breve conclusão: os sistemas automáticos de desidratação por prensas de parafuso são ideais para plantas com alimentação variável, tempo limitado do operador ou operação 24 horas. Uma unidade ajustada manualmente ainda pode ser uma boa escolha quando as características do lodo permanecem estáveis e um operador experiente está sempre por perto. A seleção, portanto, não se trata apenas de qualidade mecânica; trata-se de lógica de controle e condições operacionais.
O que separa os sistemas de desidratação de prensas de parafuso automáticas e manuais
O princípio mecânico de uma prensa de parafuso é simples. Um parafuso helicoidal move o lodo através de uma câmara que se estreita gradualmente, espreme a água através de aberturas de filtro fixas ou móveis e descarrega a torta no final. As versões automática e manual utilizam o mesmo eixo, as mesmas telas e a mesma placa de contrapressão. A diferença aparece em três pontos de controle: dosagem do polímero, regulação da alimentação e tempo de lavagem.
Controle de dosagem de polímero
O polímero é o maior custo químico na maioria das operações de desidratação de lodo. Numa prensa ajustada manualmente, a bomba doseadora é ajustada para um curso ou frequência fixa e depois verificada periodicamente. Como o operador não pode observar a descarga continuamente, a prática comum é alimentar em excesso o polímero para garantir uma torta suficientemente seca. Essa margem de segurança aparece na fatura do produto químico.
Uma prensa automática emparelha a bomba doseadora com o medidor de vazão de alimentação e, em sistemas melhores, com um sensor de sólidos ou turbidez, para que a dose siga a carga real. Por exemplo, um dispositivo integrado de dosagem de frequência variável como o Máquina dosadora automática de produtos químicos QXYTH1000L ajusta a dose de alimentação continuamente. Em retrofits de dosagem manual para controle de circuito fechado, as fábricas geralmente relatam consumo de polímero 10-20% menor na mesma secagem da torta.
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A maioria dos fluxos de lodo do mundo real não são constantes. Uma fábrica de alimentos que descarrega em lotes pode variar de 1,2% a 3,5% de sólidos em cerca de uma hora; uma fábrica de laticínios ou produtos químicos pode mudar ainda mais rápido. Um sistema manual reage na próxima rodada do operador, momento em que uma torta fina ou uma peneira inundada já afetou o rendimento. Os sistemas automáticos detectam a variação no medidor de vazão ou no torque da prensa e ajustam a velocidade da rosca, a dose do polímero e a contrapressão ao mesmo tempo.
Contrapressão, velocidade da rosca e ciclos de lavagem
A placa de contrapressão, a velocidade da rosca e o ciclo de lavagem da tela determinam o quão seco o bolo fica e quanto tempo duram as telas. Na operação manual estes parâmetros são definidos durante o comissionamento e alterados somente quando o operador percebe um problema. Os sistemas automáticos supervisionam o torque e a pressão e fazem pequenas correções continuamente. Um ciclo de lavagem, por exemplo, pode ser acionado por um aumento na pressão diferencial, em vez de por um temporizador fixo, o que reduz o uso desnecessário de água e evita o cegamento da tela antes que afete a produção.
Quanto custa a automação e o que ela economiza
O preço de compra de um sistema automático de prensa de parafuso é mais alto, geralmente pelo custo de sensores, PLC, drives de frequência variável e programação. O retorno geralmente vem de três fontes: menos tempo do operador, menos desperdício de polímero e menos paradas causadas por uma reação tardia a uma alimentação difícil.
| Parâmetro | Operação manual | Operação automática |
|---|---|---|
| Ajuste de dose de polímero | Definido pelo operador durante as rodadas | Corrigido continuamente do sinal de fluxo ou sólidos |
| Hora do operador | 1-2 horas por turno típico | Cerca de 30 minutos por turno para inspeção |
| Consumo de polímero | Maior devido a sobredosagem de segurança | 10-20% menor na maioria das instalações |
| Estabilidade de umidade do bolo | Depende do julgamento do operador | Reproduzível dentro de uma faixa mais restrita |
| Resposta à carga de choque | Adiado até a próxima verificação manual | Compensado em segundos |
| Controle de lavagem e descarga | Temporizador manual ou fixo | Acionado por pressão ou tempo de execução |
| Investimento inicial | Menor custo de controle | Maior custo de controle, muitas vezes recuperado em 12 a 24 meses |
Para uma fábrica que opera a prensa 24 horas por dia, a economia de mão de obra por si só pode exceder o custo da instrumentação no primeiro ano. A economia de polímeros se soma a isso, especialmente quando o tipo de lodo muda com as estações ou com os lotes de produção. Uma análise mais detalhada pode ser encontrada em nosso análise de custos de polímeros e energia para prensas de rosca .
Onde a automação ganha seu sustento
O controle automático não é igualmente valioso em todos os lugares. Os casos mais claros são geralmente aqueles em que a alimentação não pode ser prevista antes do início do turno. As explorações pecuárias, por exemplo, produzem estrume com teor de sólidos que depende dos ciclos de limpeza, tipo de cama e precipitação. Plantas alimentícias e laticínios com descarga em lote criam picos semelhantes. Os parques químicos, onde a alimentação muda com cada fornecedor, ampliam ainda mais a faixa de carga.
Para essas tarefas de alta variação, o Prensa de parafuso automática QXDL352 de alta economia de energia para águas residuais industriais inclui a lógica de controle necessária para acompanhar as mudanças nas cargas. As fábricas nesses setores raramente alcançam umidade consistente da torta e uso de polímero quando a bomba doseadora precisa ser ajustada manualmente.
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Existem também fábricas onde uma prensa de parafuso ajustada manualmente é a escolha sensata. O perfil comum é uma pequena estação municipal com carga constante, uma instalação que funciona menos de oito horas por dia em um fluxo fixo ou um local onde a equipe já conhece o processo tão bem que a condição do bolo é verificada sem pensar.
Nesses casos, a instrumentação e a programação extras poderão nunca ser reembolsadas. O controle manual também significa menos componentes que falham, solução de problemas elétricos mais simples e um custo inicial mais baixo. A chave é a honestidade em relação à alimentação: a operação manual só funciona bem se a alimentação for realmente estável, e não apenas considerada estável.
Impacto na manutenção, limpeza e tempo de atividade
O entupimento da tela é a causa mais comum de paradas não planejadas em prensas de rosca. O lodo contém cabelo, material fibroso e graxa que pode ficar preso entre as aberturas do filtro. Uma unidade operada manualmente depende do operador iniciar um ciclo de lavagem com antecedência suficiente. Se o turno estiver ocupado, uma tela bloqueada pode passar despercebida até que a prensa seja desligada com alto torque.
O controle automático monitora o torque e a pressão diferencial e inicia a lavagem antes que o bloqueio se torne sério. Ele também registra a frequência de lavagem, para que a equipe de manutenção possa detectar uma tendência de entupimento mais frequente e corrigir o condicionamento antes que a prensa falhe. Causas de entupimento, métodos de detecção e rotinas de limpeza são abordados em nosso guia de manutenção de prensa de parafuso multidisco e prevenção de entupimento .
Como escolher entre sistemas de desidratação de prensas de parafuso automáticas e manuais
Ao avaliar um fornecedor, separe a especificação mecânica da especificação de controle. A prensa mecânica decide a secura que pode ser alcançada; o sistema de controle decide com que consistência a prensa o alcança durante o turno. Siga a seguinte lista de verificação antes de decidir:
- Faixa de sólidos de alimentação: se o teor de sólidos puder variar em mais de 1,5 pontos percentuais em um único dia de trabalho, o controle automático deve ser tratado como uma necessidade e não como uma opção.
- Tempo de execução diário: equipamentos que funcionam mais de 12 horas por dia geralmente justificam a automação em dois anos; unidades funcionando apenas algumas horas podem não funcionar.
- Disponibilidade do operador: se ninguém puder estar na sala de drenagem várias vezes por turno, o ajuste manual produzirá resultados instáveis.
- Manuseio de polímeros: mudanças frequentes no tipo de polímero ou na dose são mais fáceis de gerenciar quando o sistema de dosagem pode ser reprogramado a partir da IHM.
- Requisitos de monitoramento: locais com SCADA e alarmes remotos esperam que a impressora se comunique com a sala de controle; máquinas manuais não fornecem esse nível de dados.
- Capacidade de manutenção: a automação mantém a prensa limpa, mas os sensores ainda precisam de pessoal que entenda do sistema elétrico.
Quando se justifica um pacote totalmente automático, uma máquina como a prensa de parafuso automática QXDL303 ecológica pode ser entregue como um sistema completo com skid de dosagem e caixa de controle, o que elimina o risco de interface entre a prensa e o fornecedor de automação.
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