GEA pone fin al palo

Cómo el control de par activo de GEA para centrífugas decantadoras aumenta la eficiencia económica.

Chirridos de puertas, chirridos de frenos o cilindros neumáticos tartamudeando y carros que funcionan de forma discontinua en máquinas herramienta: consecuencias de un fenómeno generalmente no deseado en la vida cotidiana, así como en las aplicaciones industriales: el efecto stick-slip.

Este efecto perjudicial puede ocurrir cuando la fricción estática entre los cuerpos sólidos que se mueven entre sí es mayor que la fricción dinámica. Si la velocidad de deslizamiento del cuerpo sólido se vuelve demasiado lenta, se atasca y necesita energía adicional para comenzar a deslizarse nuevamente. Esto se asemeja a un parloteo irregular: pegarse-soltar-deslizarse-frenar-pegarse-soltar-deslizarse y así sucesivamente.

Invisible desde el exterior con costosas consecuencias El efecto stick-slip también puede ocurrir en centrífugas decantadoras, independientemente del fabricante de la máquina y el diseño, y su acumulación no se puede detectar desde el exterior: los sólidos del producto a procesar son arrojados contra la pared del recipiente por el centrífugo fuerza y ​​de allí transportada por el rollo a la descarga. En el caso de productos que son relativamente difíciles de transportar en el campo centrífugo, como el almidón o el suero en la producción de caseína, esto puede desencadenar el efecto stick-slip.

Los sólidos se mueven de manera inconsistente creando cargas dinámicas en los componentes mecánicos. Posibles efectos: Fuertes golpes de torsión y oscilaciones, que crean cargas en el eje de transmisión. Esto conduce a una mayor fatiga y desgaste de los componentes de la máquina, como el tazón, la espiral, la caja de engranajes, los ejes y el acoplamiento. Stick-slip aumenta el riesgo de costosos tiempos de inactividad no planificados con reparaciones costosas.

Identificar el origen y eliminarlo mediante un control eficiente Los decantadores trabajan con un punto de trabajo óptimamente ajustado en el que los sólidos se descargan en un estado lo más seco posible. A veces, el punto óptimo está en la región límite donde el stick-slip es una preocupación. Si se produce stick-slip, el efecto se puede eliminar ajustando el punto de trabajo.

Opción uno: Por medio de una mayor velocidad diferencial, los sólidos pueden ser transportados fuera del recipiente más rápido (reducción de la carga de sólidos en el recipiente), pero menos secos.

O opción dos: La velocidad del tazón se reduce para permitir un transporte más fácil de los sólidos, pero con la correspondiente reducción de la capacidad del sistema. Ambas opciones tienen una cosa en común: la eficiencia económica comprometida. El operador del sistema solo sabe que el punto de trabajo debe ajustarse para evitar stick-slip si se detectan daños, pero no en qué medida. Si la corrección es demasiado pequeña, el daño mecánico es inminente. Si es demasiado grande, los sólidos que salen del decantador están más húmedos de lo necesario y aumentan innecesariamente los costos de energía para el secado térmico aguas abajo.

Por lo tanto, la tarea es detectar de forma fiable la aparición del efecto stick-slip y controlarlo de tal manera que se logre el mejor resultado posible del proceso teniendo en cuenta el efecto stick-slip. Esto es exactamente lo que GEA ha logrado ahora con el desarrollo de Active Torque Control (ATC).

Solución GEA: Corrección de la velocidad diferencial mediante control de par activo Aquí, los expertos en investigación y desarrollo de GEA se involucraron en un trabajo de detective: el análisis detallado de los patrones de daño mostró que el fenómeno stick-slip tenía que detectarse en el tren de transmisión del decantador. Durante la investigación, se comprobó visualmente el acoplamiento entre el motor scroll y la caja de cambios utilizando una cámara de alta velocidad y un estroboscopio.

Los resultados revelaron una oscilación visible de los componentes del acoplamiento generados por un par dinámico cuando se opera en un punto de trabajo dentro de la región límite de stick-slip. Para los ingenieros de GEA, esto significó el desarrollo de un nuevo método de control y supervisión basado en sensores para detectar con precisión la aparición de vibraciones torsionales en el acoplamiento y, en función de su intensidad, evitarlas cambiando automáticamente el punto de trabajo.

Ventajas del ATC para el usuario La solución innovadora de GEA se basa en una corrección automatizada de la velocidad de desplazamiento que gira más rápido que el recipiente para crear la velocidad diferencial para transportar los sólidos fuera del decantador. El usuario se beneficia de cambios automatizados y precisos durante el funcionamiento continuo. Incluso con productos susceptibles a las condiciones de stick-slip, el decantador puede funcionar lo más cerca posible del punto de trabajo óptimo con el mejor rendimiento posible de sustancia seca. Y vale la pena: en la producción de almidón con un decanter GEA CF 6000, por ejemplo, un valor de sustancia seca de los sólidos que es solo un uno por ciento más alto puede lograr ahorros anuales de aproximadamente EUR 20,000 en el uso de la secadora.

En el proceso de caseína, también se puede lograr una sustancia seca 1-2 puntos porcentuales más alta, lo que puede resultar en aproximadamente 15 000 EUR menos en costos de secado. En esta aplicación, el sistema muestra sus puntos fuertes al permitir una mayor capacidad del sistema y en una estructura principalmente más uniforme de los copos de caseína y la operación de secado más estable asociada. Y, por último, se reduce drásticamente el riesgo de las temidas paradas no planificadas.

Equipos ATC para máquinas nuevas y existentes GEA ofrece máquinas nuevas de la serie de decantadores CF con equipo ATC y la opción de actualizar los decantadores CF existentes con el revolucionario sistema automatizado de control y supervisión de máquinas ATC. La experiencia con decantadores sin ATC muestra que el personal operativo está aumentando casi "a ciegas" la velocidad diferencial para estar en el lado "seguro". Con ATC, las consecuencias negativas en forma de costos adicionales innecesarios para el secado posterior pueden evitarse y el personal de operación y mantenimiento puede ver los resultados.

Conclusión Con el Active Torque Control de funcionamiento automático para decantadores CF, GEA ha desarrollado una innovación de mercado que hace que el proceso de producción de almidón y caseína no solo sea más fiable sino también lo más rentable posible en condiciones de adherencia y deslizamiento. El control de par activo en la operación del proceso, en comparación con los decantadores sin ATC, proporciona al usuario una utilización y disponibilidad óptimas de la máquina, máxima fiabilidad y flexibilidad del proceso, calidad del producto y rendimiento óptimos al aumentar la sustancia seca. Esto reduce los costos de energía en el secado térmico. Si el sistema ATC hubiera evitado una sola parada de producción provocada por las consecuencias del efecto stick-slip, la inversión ya habría sido rentable.