Sistemi di filtrazione sostenibili con valvole di nuova generazione

La sostenibilità è una priorità assoluta in ogni settore e molte aziende stanno sviluppando strategie di decarbonizzazione per ridurre le emissioni e minimizzare l’impatto ambientale. Per raggiungere questo obiettivo, è fondamentale che le aziende identifichino le principali opportunità di sostenibilità in tutti gli stabilimenti. In molti impianti produttivi un’opportunità è data dai sistemi di filtrazione.

Poiché i filtri rimuovono polveri e particolato dall’ambiente, i loro elementi filtranti sono soggetti a incrostazione. Questo va a limitare il flusso d’aria pulita, riducendo così l’efficienza del filtro. Per mantenere puliti i filtri, molti depolveratori sono dotati di valvole a impulsi che inviano periodicamente getti di aria compressa attraverso i filtri per rompere e rimuovere le incrostazioni di polvere. La produzione di questa aria compressa richiede però energia, quindi è importante che le valvole a impulsi funzionino in modo efficiente ed efficace per ottimizzare il consumo energetico e ridurre le emissioni.

Esistono valvole a impulsi ad alte prestazioni che possono migliorare significativamente la sostenibilità dei sistemi di depolverazione, nonché tecnologie intelligenti che possono ottimizzarla ulteriormente. Questa gamma completa di soluzioni può ridurre in modo affidabile il consumo di aria compressa, migliorare l’efficienza del sistema e prolungare la durata di maniche e filtri.

Prolungare la durata degli elementi filtranti

Un modo per ridurre gli sprechi eccessivi e i costi aggiuntivi è massimizzare la durata degli elementi filtranti per ridurre il numero di sostituzioni necessarie. Solitamente, i sistemi di filtraggio sono dotati di valvole progettate per funzionare con un picco di pressione ottimale e un tempo di risposta specifico per pulire i filtri. Se la pressione è troppo alta, può lacerare i filtri. Se il tempo di risposta della valvola è troppo lento o la pressione è troppo bassa, la polvere può rimanere sui filtri e intasarli.
Le valvole a impulsi di ultima generazione sono dotate di un diaframma monopezzo a due vie in grado di fornire una pressione di picco ottimale e tempi di risposta più rapidi rispetto alle valvole a impulsi convenzionali. Eliminando efficacemente la polvere dai filtri e preservandone l’integrità, questo tipo di valvola a impulsi può contribuire a prolungare la durata del filtro migliorando allo stesso tempo l’efficienza di pulizia dell’intero sistema di depolverazione.

Mentre la struttura di una valvola a impulsi convenzionale costringe il flusso d’aria a scorrere sopra una parete, restringendolo, una valvola con diaframma monopezzo garantisce al flusso d’aria una luce di passaggio maggiore, diminuendo la caduta di pressione e aumentando la velocità dell’aria. Una valvola con membrana monopezzo può inoltre ridurre al minimo il rischio di contaminazione e ridurre i tempi di manutenzione.

Oltre alle valvole a impulsi con pressione di picco ottimale e tempi di risposta rapidi, anche la tecnologia di rilevamento e monitoraggio può contribuire a promuovere la sostenibilità nei sistemi di depolverazione per prolungare la durata del filtro. I sensori integrati nel sistema di depolverazione possono fornire letture precise e affidabili di particelle, pressione differenziale e temperatura in tempo reale. Questi flussi di dati possono essere aggregati da un controller e tradotti dal software in monitoraggio e diagnostica dello stato del sistema di filtraggio in real time. Utilizzando queste informazioni e diagnosi, gli operatori possono identificare e risolvere tempestivamente il problema dei filtri intasati e altri malfunzionamenti per prevenire guasti che costringerebbero a lunghe fermate.

Sensori intelligenti per ottimizzare la frequenza di azionamento delle valvole

L’aria compressa è una delle risorse più consumabili utilizzate nei sistemi di filtrazione. Oltre a prolungare la durata del filtro, le valvole a impulsi dotate di tecnologia di apertura e chiusura rapida possono anche ridurre il consumo di aria compressa. Le valvole con un tempo di risposta lento rimangono aperte più a lungo, rilasciando un volume d’aria maggiore. Dato che la generazione di aria compressa è uno dei processi più costosi in uno stabilimento, ridurne l’uso può comportare un notevole risparmio sui costi energetici.

Nello sviluppo di strategie di sostenibilità è quindi importante includere un’analisi del consumo di aria compressa. Sono disponibili calcolatori di risparmio dell’aria, facili da usare, che semplificano la valutazione.

Oltre al tempo di risposta rapido della valvola, attivarla solo quando è realmente necessaria la pulizia dei filtri, può contribuire a ridurre il consumo di aria compressa. La frequenza di azionamento delle valvole a impulsi è di solito determinata da un intervallo di tempo preimpostato o in base alla pressione differenziale. Ciò significa che le valvole possono lavorare, rilasciando aria compressa, anche quando non è necessario. Al contrario, un sistema di controllo intelligente può utilizzare le informazioni provenienti dai sensori per ottimizzare la frequenza di azionamento della valvola, ottimizzando ulteriormente il consumo di aria compressa. Tutto questo può ridurre il consumo energetico e le relative emissioni.

Un altro modo per ridurre l’utilizzo d’aria compressa è monitorarne il consumo complessivo. I dati ci dicono che fino a un terzo dell’aria compressa utilizzata da uno stabilimento va sprecato a causa di perdite. La maggior parte delle aziende verifica la presenza di perdite di aria compressa in base a un piano di manutenzione prestabilito, il che significa che le perdite possono non essere rilevate per lunghi periodi di tempo, con conseguente spreco di aria compressa e spreco di energia prima che vengano risolte.

Per ovviare a questo problema, esistono sensori intelligenti in grado di monitorare continuamente il flusso d’aria nei sistemi pneumatici e rilevare tempestivamente le perdite in modo che il personale possa intervenire prima che la perdita di aria diventi eccessiva. Affrontare tempestivamente le perdite può anche ridurre significativamente i tempi di manutenzione e i relativi costi rispetto al processo laborioso di controllare ogni singola parte del sistema secondo una checklist.

Questi sensori intelligenti possono essere facilmente integrati nei sistemi esistenti ed essere utilizzati come dispositivi stand-alone oppure possono connettersi a controller nuovi o esistenti e a software di visualizzazione per analisi avanzate.

Le valvole a impulsi beneficiano di un’ottimizzazione dell’uso di aria compressa

Ottimizzando l’uso dell’aria compressa e mantenendo i filtri puliti, le valvole a impulsi con pressione di picco elevata e tempi di risposta rapidi migliorano significativamente l’efficienza energetica complessiva di un sistema di raccolta delle polveri. Mentre utilizzare solo l’aria compressa necessaria per i processi può migliorare significativamente l’efficienza energetica, mentre mantenere i filtri puliti può migliorare l’efficacia di aspirazione del sistema di depolverazione e contribuire a garantire che le polveri vengano effettivamente rimosse dall’ambiente.

Per ottimizzare ulteriormente l’efficienza dei sistemi di raccolta delle polveri, il software di controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA) può fornire analisi avanzate del sistema e una visione globale dello stato e delle prestazioni del sistema. Questo livello di informazione può aiutare a migliorare il processo decisionale in materia di sostenibilità e l’efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE).

Estraendo flussi di dati dai sensori di campo, l’interfaccia visualizza informazioni aggregate e diagnostiche fornendo agli operatori completa visibilità e maggiori informazioni. Gli operatori possono così vedere in tempo reale lo stato di ogni elemento del sistema, compresi ogni compartimento, fila di maniche ed elettrovalvola. Con questi dati è possibile identificare trend come il consumo energetico e pianificare meglio la manutenzione. Se si verifica un problema, il software può inviare avvisi diagnostici dettagliati al personale incaricato tramite messaggio di testo o e-mail.

Questa immagine chiara dei processi a livello di dispositivo in un sistema di depolverazione consente alle aziende di passare da approcci di manutenzione reattiva ad approcci di manutenzione predittiva. Intervenendo su potenziali problemi prima che possano aggravarsi, le aziende possono ottimizzare l’uso dell’energia e migliorare l’efficienza del sistema, riducendo sia le emissioni che i tempi di inattività.
È possibile accedere a software avanzati come questo da remoto e fornire le corrette informazioni al giusto operatore nel giusto momento. Ad esempio, gli Energy Manager e altri stakeholder possono accedere alla dashboard per monitorare i progressi in materia di sostenibilità e generare report pertinenti su emissioni, consumo di energia e altro per le agenzie governative.

Raccogliere polvere, non emissioni

Gli impianti con sistemi di depolverazione dotati di valvole a impulsi ad alte prestazioni e di tecnologia di rilevamento e controllo sono attrezzati per ridurre significativamente l’uso di aria compressa, migliorare l’efficienza del sistema e prolungare la durata degli elementi filtranti.

Per raggiungere questo livello di ottimizzazione, è importante che le aziende collaborino con un fornitore di tecnologia esperto che offra un portfolio completo di soluzioni scalabili, dalle valvole a impulsi robuste e ad alte prestazioni all’hardware e al software in grado di funzionare con le apparecchiature e le reti esistenti di un’azienda. Un fornitore come questo può supportare le aziende nella trasformazione digitale dei loro sistemi di aspirazione delle polveri o aiutarle a fare un salto di qualità nel proprio percorso di sostenibilità.

Le aziende possono raggiungere in modo efficace l’obbiettivo emissioni zero e migliorare la sostenibilità delle loro operazioni con un’attenta pianificazione e con la giusta tecnologia. Ogni macchina e sistema in un’azienda rappresenta un’opportunità per risparmiare energia e ridurre le emissioni, compresi i sistemi di aspirazione delle polveri. Integrando valvole che ottimizzano l’uso dell’energia e sensori intelligenti, controller e soluzioni software in grado di fornire visibilità a livello di macchina, le aziende hanno ora più che mai la possibilità di massimizzare il potenziale dei loro sistemi di depolverazione riducendo al minimo l’impatto ambientale.

a cura di Olivia Demkowicz, Product Marketing Manager di Emerson