Gli ascensori a secchio di scarico centrifuga funzionano abbastanza velocemente, basandosi sulla forza centrifuga per gettare materiale fuori dai secchi. Brillanti quando si tratta di mangimi a pellet duri come il mais o i pellet di soia, spesso spostando oltre 250 tonnellate all'ora attraverso il sistema. La piccola dimensione di queste macchine è un altro punto di vantaggio per le fabbriche dove lo spazio è ristretto. Ma c'e' un problema. Il modo in cui scaricano materiale crea un impatto piuttosto forte, quindi non sono buone scelte per cose delicate o ingredienti sensibili al calore. La maggior parte dei pellet può sopportare questo trattamento grezzo senza rompersi, il che mantiene intatta la loro qualità durante il trasporto. Ecco perché molti impianti di lavorazione usano ancora ascensori centrifughi quando hanno bisogno di un throughput massimo per materiali resistenti e a flusso libero che non si sgretolano sotto pressione.
L'elevatore a tazze a scarico continuo funziona lasciando cadere lentamente i materiali tra le tazze sfruttando la forza di gravità a velocità inferiori a un metro al secondo. Questo approccio delicato mantiene intatte le particelle riducendo notevolmente la produzione di polvere rispetto ad altri metodi. Il controllo della polvere è fondamentale per rispettare le linee guida NFPA 61 relative alla manipolazione sicura di materiali combustibili negli ambienti industriali. Un altro vantaggio è che questi sistemi non generano molto calore durante il funzionamento, proteggendo così ingredienti sensibili come colture probiotiche e miscele vitaminiche che potrebbero degradarsi a temperature elevate. Rispetto ai sistemi centrifughi, in cui i materiali vengono lanciati violentemente, il sistema a scarico continuo fa semplicemente scivolare i prodotti senza causare danni. Per questo motivo molti produttori di integratori alimentari preferiscono questo metodo per il trasporto di additivi fragili lungo le linee di produzione, garantendo al contempo una qualità del prodotto costante e la massima sicurezza sul posto di lavoro.
Gli elevatori a scarico positivo funzionano rovesciando completamente le tazze al contrario per espellere i materiali, grazie al loro sistema a doppia catena e alle raschiette integrate. Questo tipo di scarico meccanico evita che i materiali rimangano attaccati quando si gestiscono sostanze particolarmente umide con contenuto di umidità superiore al 18% o comunque tendenti ad agglomerarsi, pensate ai cereali ricoperti di melassa o a quei distillatori umidi che tutti detestano. Le tazze sono posizionate alla distanza corretta l'una dall'altra, e ogni componente è realizzato in acciaio inossidabile lucido che facilita notevolmente le pulizie con i consueti lavaggi CIP. Per gli impianti che gestiscono contemporaneamente diverse formulazioni, questi elevatori garantiscono che non rimanga alcun residuo, mantenendo separati i diversi prodotti. Mantengono anche portate costanti, qualcosa che i vecchi sistemi non riescono a eguagliare perché tendono a lasciare residui tra un ciclo e l'altro.
L'angolo con cui i materiali si accumulano, solitamente compreso tra 25 e 45 gradi per i cereali da mangime, ha un ruolo fondamentale nell'efficienza con cui i secchi vengono riempiti. Quando gli angoli sono più ripidi, il secchio deve essere più profondo o avere una forma affusolata in modo che il materiale non cada durante la salita. I materiali particolarmente abrasivi per le attrezzature, come alcuni integratori minerali, danneggiano notevolmente i nastri trasportatori e le loro guaine. Alcuni studi indicano che l'usura può aumentare fino al 70% in più con questi materiali abrasivi, motivo per cui la maggior parte degli impianti installa rivestimenti in acciaio temprato o applica rivestimenti ceramici per prolungarne la durata. Per le polveri infiammabili, come la polvere di farina e altri additivi fini, esistono specifiche prescrizioni definite dalla norma NFPA 61. Tale norma richiede valvole di sfogo per esplosioni, nastri conduttivi che non accumulino elettricità statica e valvole di isolamento distribuite in tutto il sistema. Gli impianti che trascurano queste caratteristiche dei materiali spesso si trovano ad affrontare problemi seri in seguito, tra cui incidenti, fermi produttivi imprevisti e sanzioni per mancata conformità da parte delle autorità di controllo.
La quantità di umidità presente nel materiale, insieme alle dimensioni delle particelle, è fondamentale per caricare correttamente le merci e mantenere le operazioni fluide. Quando il mangime in pellet contiene troppa umidità, superiore al 14%, tende ad agglomerarsi, causando accumuli residui all'interno dei secchielli. Questo problema di adesione può ridurre lo spazio effettivamente utilizzabile nei secchielli fino al quaranta percento. Al contrario, le polveri molto fini, inferiori a mezzo millimetro e non troppo umide, tendono a fluttuare invece di rimanere ferme, provocando dispersione di polvere durante le operazioni di carico e aumentando il rischio di esplosioni. Anche i materiali con dimensioni non uniformi creano problemi: i pezzi più grandi si incastrano nei condotti, mentre le particelle minuscole passano attraverso le fessure tra un secchiello e l'altro. Tuttavia, alcune soluzioni efficaci sono state testate nel tempo. L'uso di secchielli trattati contro l'elettricità statica funziona bene per gestire le polveri fini. Inclinare i condotti di alimentazione aiuta a prevenire danni da impatto. Inoltre, regolare la distanza tra i secchielli in base al tipo di materiale in lavorazione fa davvero la differenza in termini di prestazioni.
Le condizioni difficili all'interno dei mulini per mangimi richiedono attrezzature in grado di resistere a usura costante, esposizione all'umidità e funzionamento continuo. Le carcasse esterne sono realizzate in leghe d'acciaio resistenti, in grado di sopportare impatti ben superiori a quanto la maggior parte dei materiali può gestire, circa 50 chilonewton per metro quadrato, contrastando al contempo la ruggine causata dalle miscele di mangime umide. All'interno di queste macchine, speciali rivestimenti resistenti all'usura come compositi di carburo di cromo o piastrelle ceramiche durano circa il 40% in più rispetto ai comuni rivestimenti in acciaio dolce. Questo aspetto è molto importante quando si trattano mangimi contenenti elevate quantità di particelle di silice, che tendono a logorare rapidamente i componenti. Speciali supporti contribuiscono ad assorbire le vibrazioni con frequenze inferiori a 15 hertz, mantenendo tutto allineato anche in caso di un improvviso aumento del flusso di materiale. Tutti questi elementi progettuali lavorano insieme per mantenere il movimento della macchina entro poco più di 2 millimetri ai livelli massimi di produzione di circa 200 tonnellate metriche all'ora.
Ottenere la precisione corretta con i sistemi di trasmissione è fondamentale per mantenere efficiente il processo di lavorazione degli alimenti. I variatori di frequenza, comunemente chiamati VFD, permettono alle macchine di avviarsi dolcemente, riducendo l'usura quando le cinghie aumentano di velocità. Questo contribuisce a prolungare la vita delle componenti. Per quanto riguarda i nastri trasportatori, avere due motori invece di uno fa tutta la differenza. Se un motore si guasta, l'altro subentra automaticamente, un aspetto davvero importante quando si devono movimentare ingredienti sensibili agli sbalzi termici. La gestione della coppia monitora costantemente il carico, regolando continuamente i livelli di potenza di circa più o meno il 5 percento. Ciò evita scivolamenti quando i materiali diventano più umidi o più densi del normale. La maggior parte degli impianti che hanno effettuato l'aggiornamento a questi tipi di sistemi di controllo riporta un tempo di attività pari al 99,4%, secondo i rapporti del settore. Ciò significa tempi di fermo minimi per manutenzione o riparazioni nelle operazioni reali.
In un particolare mulino per mangimi dotato di un vecchio sistema elevatorio centrifugo, si incontravano continuamente ostacoli nel tentativo di processare circa 180 tonnellate all'ora di questa miscela appiccicosa a base di soia per alimenti animali. Il problema? Il contenuto di umidità faceva sì che tutto si agglomerasse pesantemente. Col tempo, il materiale si accumulava costantemente all'interno dei meccanismi dei secchi e in vari punti di trasferimento del sistema. Cosa comportava questo in pratica? Una riduzione reale della capacità pari a circa un quarto, oltre a un consumo energetico superiore di circa il 15% rispetto ai valori normali. Gli addetti alla manutenzione passavano quasi metà della settimana lavorativa a raschiare sezioni intasate. Queste pulizie periodiche impedivano un regolare svolgimento della produzione, interrotta costantemente.
Dopo il completamento dei lavori di retrofit, il vecchio sistema è stato sostituito con un elevatore a tazze a scarico continuo che presentava tre miglioramenti principali. In primo luogo, sono state installate speciali tazze in polietilene resistenti all'usura, dotate di un rivestimento antiaderente. In secondo luogo, sono stati posizionati raschiatori rinforzati nei punti in cui i materiali tendono ad accumularsi durante il trasferimento. Infine, sono stati aggiunti dei variatori di frequenza, in modo che gli operatori potessero regolare con precisione la velocità secondo le esigenze. Analizzando i risultati dopo l'implementazione di questi cambiamenti, l'impianto ha mantenuto la propria capacità di 180 tonnellate all'ora riducendo nel complesso il consumo energetico del 18 percento. Ancora meglio, le fermate impreviste si sono ridotte di circa il 92 percento rispetto al periodo precedente. Tutto ciò dimostra quanto la corretta selezione dei materiali e l'ingegnerizzazione possano fare la differenza per rendere le grandi operazioni nel settore agricolo più efficienti, affidabili ed economiche nel tempo.
I sensori collegati a internet forniscono agli operatori un'immediata visione di ciò che accade con i trasportatori a tazze. Ad esempio, i sensori di tensione della cinghia rilevano problemi come lo slittamento o quando la cinghia è sottoposta a eccessivo stress. I dispositivi di monitoraggio della temperatura individuano l'aumento di calore nei cuscinetti molto prima che si verifichi un guasto completo. Poi ci sono i sensori del carico del motore che avvertono il personale quando il consumo di energia aumenta bruscamente, il che spesso indica ostruzioni o altri problemi meccanici. Tutti questi dati, combinati tra loro, permettono ai tecnici di intervenire prima che si verifichino guasti. Studi effettuati in diverse strutture per la lavorazione dei mangimi mostrano che l'adozione di tali sistemi può ridurre di circa la metà gli arresti imprevisti. La maggior parte dei moderni centri di controllo è dotata di dashboard che classificano gli avvisi in base alla loro gravità. Ciò significa che i team di manutenzione sanno esattamente su cosa concentrarsi per primi durante i controlli programmati, invece di dover intervenire in emergenza dopo un guasto.
La tecnologia del gemello digitale crea copie funzionanti di elevatori a tazze reali utilizzando sia dati storici che informazioni in tempo reale provenienti dai sensori installati sulle macchine stesse. Questi modelli virtuali mostrano come l'equipaggiamento si comporta effettivamente quando gestisce diversi pesi, variazioni termiche e vari tipi di materiali in movimento. Possono prevedere con precisione quando alcune parti potrebbero iniziare a usurarsi o rompersi del tutto, risultando corretti circa 9 volte su 10 secondo test sul campo. Invece di seguire rigidi calendari di manutenzione, gli operatori ora aggiornano i piani di intervento in base a ciò che accade effettivamente all'interno della macchina, prolungando naturalmente la vita utile di queste apparecchiature. Il sistema prevede anche quali ricambi saranno necessari mesi prima che siano effettivamente richiesti, riducendo le spese di magazzino di circa il 30% per molte aziende, pur mantenendo sempre disponibili i componenti critici. Questo tipo di preveggenza impedisce che piccoli problemi si trasformino in guasti gravi che coinvolgono intere linee produttive, facendo una grande differenza negli stabilimenti dove il funzionamento continuo è assolutamente essenziale.
I trasportatori a tazze con scarico centrifugo funzionano rapidamente e sono ideali per alimenti pellettati resistenti, spostando spesso oltre 250 tonnellate all'ora. Le loro dimensioni compatte li rendono adatti anche per fabbriche in cui lo spazio è limitato. Tuttavia, generano un maggiore impatto durante lo scarico, quindi non sono ideali per materiali delicati o sensibili al calore.
I trasportatori a tazze con scarico continuo lasciano cadere lentamente i materiali tra le tazze sfruttando la forza di gravità a velocità inferiori a un metro al secondo, riducendo la produzione di polvere e calore. Sono preferibili per ingredienti fragili o sensibili al calore, garantendo l'integrità del prodotto e la sicurezza sul posto di lavoro.
Proprietà come l'angolo di riposo, l'abrasività, il contenuto di umidità e la dimensione delle particelle influenzano la progettazione dei elevatori a tazze. Angoli più ripidi richiedono forme specifiche delle tazze, e i materiali abrasivi causano un'usura più rapida, rendendo necessari rivestimenti rinforzati. L'umidità e la dimensione delle particelle influiscono sul tasso di riempimento delle tazze e sul rischio di fuoriuscita.
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