A.1.3 – ATTIVITA' SPERIMENTALE SU SCALA INDUSTRIALE, RE … · 2018. 7. 13. · 1. DESCRIZIONE...

A.1.3 – ATTIVITA' SPERIMENTALE SU SCALA INDUSTRIALE, RE-INGEGNERIZZAZIONE E

OTTIMIZZAZIONE DEL PILOTA INDUSTRIALE

D1.3.1 – PROGETTO DEFINITIVO DEL PILOTA INDUSTRIALE – MESE 20

SISTEMA FILTRANTE DI POLVERINO DI RASATURAPILOTA INDUSTRIALE

Rev. 0 / Ottobre 2017

of 41

Indice generale1. DESCRIZIONE DEL PROTOTIPO...................................................................32. PROGETTO ELETTROMECCANICO.................................................................5

2.1. FLOW SHEET IMPIANTO PILOTA INDUSTRIALE - DEFINITIVO....................62.2. SCHEMA ELETTRICO IMPIANTO PILOTA INDUSTRIALE - DEFINITIVO..........72.3. SPECIFICHE SISTEMA FILTRANTE DI POLVERINO DI RASATURA – PILOTA INDUSTRIALE............................................................................................8

2.3.1. DATI DI INGRESSO E PARAMETRI DI PROGETTO.......................................................122.3.2. MACCHINE & STRUMENTI – PILOTA INDUSTRIALE - DEFINITIVO.........................14

3. SCHEMA PROGRAMMAZIONE PLC - DEFINITIVO...........................................16

1. DESCRIZIONE DEL PROTOTIPO

Il progetto SE.PO.RA. ha previsto la progettazione, realizzazione, collaudo e installazione di un

prototipo industriale per la filtrazione del polverino di rasatura. Di seguito sono riportati i seguenti:

– flow sheet e P&ID definitivi dell'impianto di filtrazione

– disegni in 3D definitivi del pilota industriale di filtrazione

– schemi elettrici e lay-out elettrico definitivo del pilota industriale di filtrazione

– criteri progettuali per dimensionamento dell'impianto

Da prove condotte su scala da laboratorio e dopo i primi test effettuati su scala industriale sono stati

raccolti i parametri caratterizzanti il processo di filtrazione necessari per la progettazione definitiva

del pilota industriale. In particolare è stato evidenziato che la migliore tecnologia risulta essere

quella di filtrazione su cartone poichè oltre a garantire una efficienza migliore in termini di

rimozione del polverino è anche quella che meglio si adatta alla necessità di ampia flessibilità

operativa e necessità di una pulizia del mezzo filtrante.

In tal senso il cartone che viene adottato per la filtrazione non ha bisogno di pulizia poichè:

1. è utilizzato 4-5 volte di seguito se il processo di riconcia e tintura non comporta cambi di

colore e la pelle prodotta dal bottale appartiene allo stesso lotto di produzione

2. è velocemente e facilmente sostituibile se è necessario impiegare il bottale per produrre lotti

diversi caratterizzati da colori e caratteristiche diverse.

ITALPROGETTI ha quindi provveduto a progettare e realizzare un sistema filtrante composto da

un filtropressa brillantatore a cartoni capace di garantire i criteri qualitativi richiesti in termini sia di

efficienza di rimozione del polverino che di facilità di utilizzo e soprattutto adattabilità

all'impiantistica sui bottali oggi presente in conceria.

Il sistema filtrante è stato dotato in prima battuta di una serie di soluzioni impiantistiche che ne

permettono un'ampia flessibilità operativa:

• misura e controllo della portata di filtrazione per testare il processo a varie velocità di

filtrazione;

• misura e controllo della pressione di filtrazione per valutare l'eventuale intasamento del mezzo

filtrante e procedere alla sua sostituzione;

• possibilità di dosaggio in continuo di opportuni prodotti chimici per evitare

l'impermeabilizzazione del cartone/tele (agenti coadiuvanti di filtrazione);

• pompa di alimentazione dotata di inverter per garantire flussi operativi molto ampi;

of 41

• serbatoio di alimentazione miscelato per evitare il deposito di eventuali sedimenti

Durante le prove su scala industriale sono emerse criticità non tanto per quanto riguarda l'efficacia della

rimozione del polverino ma è stato osservato che la temperatura dei bagni filtrati poteva risultare inferiore

di 2-5°C rispetto alla temperatura dei bagni all'interno del bottale.

Tale aspetto non era stato inizialmente valutato poichè i test su scala di laboratorio erano stati condotti in

batch e soprattutto l'attenzione era stata concentrata solo sull'aspetto di rimozione del polverino e

sull'efficacia di pulizia del supporto filtrante.

Fin dai primi test su scala industriale condotti presso la conceria SIFUR, è però emersa la necessità di

evitare il raffreddamento dei bagni di riconcia-tintura durante il processo di filtrazione del polverino in

modo da non compromettere aspetti quali la penetrazione dei coloranti all'interno della pelle, le cinetiche

di reazione e le rese tintorie, in parole povere la qualità del prodotto finito.

A seguito di vari test effettuati sul pilota industriale, nella sua versione definitiva, si è inoltre deciso di

adottare un sistema di filtro brillantatore a cartone (quindi non la classica versione con piastre e tele)

poiché si è verificato che la classica configurazione con piastre a tele necessitava di coadiuvanti di

filtrazione per evitare lo sporcamento del supporto filtrante.

Nella versione definitiva quindi sono state introdotte le seguenti modifiche:

– controllo di temperatura nel serbatoio di accumulo e alimento del filtropressa brillantatore

– inserimento di un gruppo di stoccaggio e riscaldamento dei bagni filtrati, completo di controllo di

temperatura, e pompa di rilancio al bottale

– eliminazione di un gruppo di dosaggio (non più necessario nella versione del filtro brillantatore a

cartoni)

2. PROGETTO ELETTROMECCANICO

Il prototipo si basa sull'idea di filtrare i bagni “estraendoli” dal bottale per mezzo di oppurtune

canale poste sui bottali che possono raccogliere e permettere il convogliamento dei bagni di

processo verso il prototipo, qui filtrare il bagno e, una volta eliminato il polverino, ripomparlo nel

bottale attraverso l'asse cavo su cui esso ruota.

Tale configurazione, riportata nella “Figura 1 – Schema filtrante del polverino di rasatura”, offre i

seguenti vantaggi in conceria da un punto di vista logistico e tecnologico:

– utilizzare in maniera intelligente l'impiantistica già esistente nella pressochè totalità dei bottali

oggi presenti in conceria senza dover apportare modifiche;

– utilizzare il sistema filtrante per più bottali, con la sola accortezza di operare i processi di

riconcia e tintura sfalsati nel tempo di almeno 1 ora (cosa che generalmente è soddisfatta

poiché questo è il tempo necessario per il carico delle pelli nel bottale);

– installare il sistema filtrante prototipo anche lontano dall'area umida della conceria (dove sono

installati i bottali), così da non dover essere di intralcio con le normali operazioni di

movimentazione prodotti chimici, carico e scarico pelli.

of 41

Canala racolta bagni

Asse cavo di rotazione

2.1. FLOW SHEET IMPIANTO PILOTA INDUSTRIALE - DEFINITIVO

Figura 1- Schema definitivo per sistema filtrante di polverino di rasatura

2.2. SCHEMA ELETTRICO IMPIANTO PILOTA INDUSTRIALE - DEFINITIVO

Figura 2- Schema sistema filtrante di polverino di rasatura

2.3. SPECIFICHE SISTEMA FILTRANTE DI POLVERINO DI RASATURA – PILOTA INDUSTRIALE

Figura 1 – Foto generale del Filtro Pilota

Industriale

Figura 2– Foto particolare del Filtro Pilota Indutriale

Figura 3 - Vista 3D del Filtro Pilota Industriale Figura 4 - Vista 3D del Filtro Pilota Industriale

1 Serbatoio di accumulo 5 Serbatoio di accumulo e rilancio

9 Tubazione aspirazione

2 Pompe di alimentazione filtropressa

6 Pompa di rilancio 10 Tubazione di mandata

3 Misuratore di Portata 7 Filtropressa 11 Presa Campione Ingresso Bagno

4 Gruppi di dosaggio prodotto chimico 1

8 Pannello di controllo 12 Presa Campione Uscita Filtrato

11

Figura 5 – Disegno costruttivo serbatoio riscaldato di accumulo e rilancio

of 41

Figura 6 - Vista 3D e immagini durante la lavorazione del serbatoio riscaldato di accumulo e rilancio

of 41

2.3.1. DATI DI INGRESSO E PARAMETRI DI PROGETTO

Nelle seguenti tabelle sono riportati i principali parametri di progetto del sistema prototipale di filtrazione

del polverino di rasatura.

Tabella 1 - Dimensionamento Filtropressa brillantatore

N° DESCRIZIONE NOTE VALORE UNITÀ

1 Dimensioni bottale Diametro x altezza 3 x 2 m

2 Volume geometrico bottale 14 m3

3 Riempimento 50 %

4 Volume acqua + pelli 7 m3

5 Rapporto bagno-pelli 1:1

6 Volume bagno 3,5 m3

7 Concentrazione TSS nel bagno 4000 mg/l

8 Efficienza rimozione 90 %

9Concentrazione TSS da rimuovere 3600 mg/l

10 Solidi da rimuovere dal bottale 12,6 kg

11 % secco 10 %

12 Densità pannello 1,05 kg/l

13 Volume pannello ~110 litri

14 Velocità filtrazione 3000 l/(h·m2)

15 Tempo di filtrazione 30 min

16 N. ricircoli min. 3

16 Superficie minima filtro 7 m2

Il filtropressa a cartoni 500x500 con 30 piastre installato garantisce un volume di pannello di 117 litri e una superficie filtrante di 10,4 m2, quindi perfettamente sufficiente per l'utilizzo richiesto.

Tabella 2 - Dimensionamento Pompa di alimentazione


1 Portata di alimentazione (3,5 x 3)/0,5 5250 l/h

2 Prevalenza pompa max. 6 bar

3 Potenza motore 2,2 kW

3 Tipologia pompa elicoidale

Tabella 3 - Dimensionamento Pompa di ricircolo al bottale


1 Portata di alimentazione (3,5 x 3)/0,5 5250 l/h

2 Prevalenza pompa max. 6 bar

3 Potenza motore 2,2 kW

3 Tipologia pompa elicoidale

of 41

2.3.2. MACCHINE & STRUMENTI – PILOTA INDUSTRIALE - DEFINITIVO

Con riferimento allo schema d'impianto di Figura 1, si riportano in Tabella 4 le caratteristiche delle

macchine e degli strumenti che compongono il prototipo industriale di sistema filtrante.

Tabella 4 - Macchine & strumenti

N° RIF. P&I DESCRIZIONE CARATTERISTICHE Q.TÀ

1 Macchine

2 D171 SERBATOIO ACCUMULO E BAGNI DA FILTRARE

Volume: 500 Lt.Materiale: HDPE/PP

1

3 P172 MIXER VERTICALE Diametro pale: 250 mmAltezza albero: 900 mmMotore: 0,55kW 4PNr.di giri: 145 rpmMateriale: AISI304

1

4 G173 POMPA MONO PER ALIMENTAZIONE FILTROPRESSA

Tipo: monovitePortata: 1000 - 15000 l/hFrequenza motore: 15-50 HzPrevalenza: 6 barMotore: 2,2kW 4P

sotto inverterMateriali: corpo pompa GG25

statore NBRrotore Acciaio Inox

1

5 FP174 FILTROPRESSA DI BRILLANTATURA A CARTONI

Dimensioni piastre: 500x500mmNumero piastre: 30Camera: 25mmVolume: 117 litriSuperficie filtrante: 10,4 m2Motore: 2,2kW 4P

1

6 D610 MIXER VERTICALE Diametro pale: 265 mmAltezza albero: 900 mmMotore: 0,25kW 4PNr.di giri: 145 rpmMateriale: AISI304

1

7 D611 GRUPPO DOSAGGIO Volume: 500 Lt.Materiale: HDPE

1

8 G612 POMPA DOSATRICE Tipo: A PISTONEPortata max: 95 l/hPrevalenza: 7 barMotore: 0,25KW 400 VMateriali: Testa: AISI316

Pistone: Ceramica

1

9 D181 SERBATOIO ACCUMULO E RILANCIO BAGNI FILTRATI

Volume: 1000 Lt.Materiale: HDPE/PPCompleto di serpentina per riscaldamento

1

of 41

10 G184 POMPA MONO PER RILANCIO BAGNI FILTRATI

Tipo: monovitePortata: 1000 - 15000 l/hFrequenza motore: 15-50 HzPrevalenza: 6 barMotore: 2,2kW 4P

sotto inverterMateriali: corpo pompa GG25

statore NBRrotore Acciaio Inox

1

11 Strumenti

12 LIC170 MISURATORE DI LIVELLO Tipo: Laser

13 TIC 170 MISURATORE DI TEMPERATURA

Tipo: Pt100

14 SIC171 INVERTER

15 FIC172 MISURATORE DI PORTATA Tipo: magnetico induttivoOutput: 4-20 mARange di misura: 0 - 20 mc/hr

16 PIC173 TRASDUTTORE DI PRESSIONE

Output: 4-20 mARange di misura: 0 – 25 bar

17 ZC174 FINECORSA PISTONE Tipo: a prossimità

18 PC175 PRESSOSTATO Range di misura: 0 – 250 bar

19 ZC176 CATENA DI SICUREZZA Tipo: a contatto

20 LC611 SWITCH DI LIVELLO Tipo: a bacchette

21 LIC181 MISURATORE DI LIVELLO Tipo: Laser

22 TIC 181 MISURATORE DI TEMPERATURA

Tipo: Pt100

23 SIC182 INVERTER

24 Quadro elettrico

25 PLC

26 Touch screen

3. SCHEMA PROGRAMMAZIONE PLC - DEFINITIVO

of 41

A.1.3 – ATTIVITA' SPERIMENTALE SU SCALA INDUSTRIALE, RE … · 2018. 7. 13. · 1. DESCRIZIONE...

Documents

Transcript of A.1.3 – ATTIVITA' SPERIMENTALE SU SCALA INDUSTRIALE, RE … · 2018. 7. 13. · 1. DESCRIZIONE...