Ridurre i costi energetici: Concentrarsi sull'efficienza dell'estrusione

Efficienza di estrusione

Il costo iniziale degli estrusori ad alta efficienza energetica può essere più elevato, ma il piccolo investimento aggiuntivo si ammortizza rapidamente nel tempo. Infatti, opzioni come i motori ad alta efficienza e velocità variabile hanno un eccellente ritorno d’investimento sia come acquisto nuovo che come sostituzione.
A prescindere dall'età della macchina, è essenziale scegliere l'estrusore giusto per il lavoro da svolgere. Importante è la verifica del diametro e design della vite per assicurarsi che siano adatti al polimero e al prodotto che si vuole estrudere. Gli estrusori funzionano in modo più efficiente (non solo in termini energetici) quando operano alle condizioni di progetto per cui sono stati pensati il motore e la vite. L'estrusore deve essere impostato per funzionare alla massima velocità di progetto, che solitamente è anche la più efficiente. La velocità della vite dovrebbe essere ridotta rispetto a quella massima solo in caso di difficoltà a produrre un buon prodotto.

• L'uso di estrusori di grandi dimensioni per profili piccoli spreca energia ed è un processo costoso.
• L'efficienza totale (compresa quella energetica) è migliore quando si opera alle condizioni di progetto.
• Impostate l'estrusore in modo che funzioni alla sua velocità più efficiente (di solito la velocità massima di progetto) e controllate la velocità della vite per ottenere una velocità di estrusione il più possibile vicina a quella massima e produrre comunque un buon prodotto.
• Dimensionare e controllare il motore elettrico in modo che corrisponda alla coppia richiesta dalla vite.

Ottimizzando la velocità dell'estrusore in questo modo, si massimizza il calore derivante dal lavoro meccanico svolto e si riduce al minimo la quantità di energia elettrica aggiuntiva necessaria per riscaldare la plastica durante il processo. A condizione che le apparecchiature a valle non limitino la produzione, il consumo energetico di un estrusore per chilogrammo di polimero lavorato può essere ridotto di quasi il 50% raddoppiando la velocità di rotazione dell'estrusore.
 

Strategie di controllo della temperatura e di gestione dell'energia

Un’estrusione efficiente richiede che il polimero sia mantenuto alla temperatura di lavorazione ottimale, evitando al contempo il surriscaldamento. La finestra di lavorazione è spesso piccola e il surriscaldamento da taglio può verificarsi se non si ottiene un controllo accurato della temperatura. Un controllo accurato della temperatura non solo aiuta a produrre un buon prodotto, ma riduce anche i costi energetici.

• Verificare periodicamente i controlli dell'estrusore per assicurarsi che il riscaldamento e il raffreddamento funzionino in modo efficiente e non siano in conflitto tra loro.
• L'isolamento del cilindro riduce i costi energetici e le fluttuazioni di temperatura. Il ritorno dell'investimento è di circa 12 mesi e riduce anche i rischi i di salute e sicurezza.
• Come per le macchine di stampaggio a iniezione, il funzionamento in standby degli estrusori consuma quantità significative di energia attraverso il riscaldamento del cilindro, l'acqua di raffreddamento e i calibratori del vuoto (se utilizzati).
• Individuare le impostazioni minime di standby e stabilire schede di impostazione in modo che gli operatori lascino sempre le macchine in queste condizioni quando non producono.
• Spegnere i riscaldatori dei cilindri e le ventole di raffreddamento tra una produzione e l'altra quando l'intervallo di tempo è sufficiente e dopo che i cilindri siano stati spurgati.

Il consumo energetico di un estrusore è una misura delle condizioni della macchina e può essere utilizzato come strumento diagnostico sensibile. L'aumento del consumo di energia rispetto a un valore di riferimento stabilito è un segnale precoce del deterioramento delle condizioni della macchina e della necessità di una sua manutenzione. L'impostazione di un programma di manutenzione totale produttiva (TPM) comporta alcuni piccoli sforzi e costi aggiuntivi, ma porterà a un significativo risparmio energetico nella lavorazione e manterrà le macchine e i sistemi nelle migliori condizioni.
 

L'implementazione di un programma di manutenzione produttiva totale (TPM) comporta sforzi e costi, ma porterà a significativi risparmi energetici.

Un'estrusione efficiente dal punto di vista energetico è facile, migliorerà i profitti e farà risparmiare denaro, ma solo se si intraprendono le azioni necessarie per ridurre i costi.

Questa è la quarta parte della nostra serie di sei parti di consigli pratici che le aziende di trasformazione possono utilizzare per ridurre le loro bollette energetiche. L'autore, Robin Kent, è amministratore delegato di Tangram Technology, società di consulenza specializzata nella gestione dell'energia nella lavorazione delle materie plastiche.