Si focalizzerà sull’efficienza energetica del processo di deumidificazione con aria compressa la presentazione di Andrea Suman, technical sales manager di Nickerson Italia, al prossimo Congresso nazionale delle materie plastiche. Quest’ultimo, organizzato dall’associazione TMP (Tecnici delle Materie Plastiche) e dalla rivista Plastix (Gruppo Tecniche Nuove), si terrà il 21 novembre 2024 presso l’NH Hotel di Milanofiori (Assago, Milano).
I sistemi di deumidificazione ad aria secca o a setacci molecolari hanno dominato il mercato per decenni, ma recentemente si stanno affermando metodi alternativi come quello con l’aria compressa, che offre numerosi vantaggi.
Tale processo si basa sul fatto che l’aria compressa a 7 bar ha un dew point di 3-5°C e che, una volta decompressa a 1 bar, il dew point scende a -20°C (sempre costante), ed è in grado così di deumidificare tutti i materiali termoplastici, anche i più difficili da trattare.
Purtroppo, si parla ancora poco dell’utilizzo dell’aria compressa per grandi portate di materiale, in quanto considerato costoso in confronto a quello con setacci molecolari. Ciò non tiene però conto del fatto che la generazione d’aria secca nei sistemi ad assorbimento consuma molta energia e presenta anche altri svantaggi (sostituzione dei setacci, usura delle parti in movimento).
A questo punto, quindi, molti trasformatori si stanno attualmente chiedendo se sia disponibile un sistema in grado di ridurre notevolmente la necessità d’aria compressa per il processo di deumidificazione. La risposta è sì: un sistema di questo genere esiste già.
Infatti, l’azienda austriaca QIP, i cui prodotti sono distribuiti nel nostro Paese da Nickerson Italia, fornisce da anni deumidificatori con una tecnologia a doppio circuito sviluppata proprio per ridurre i costi legati al consumo di aria compressa.
Un consumo d’aria compressa davvero ridotto
Grazie ai deumidificatori di QIP, il consumo di aria compressa viene ridotto fino all’85% rispetto ai sistemi convenzionali. Con questa tecnologia, appartiene quindi al passato il pregiudizio che l’aria compressa non sia redditizia per la deumidificazione di grandi volumi di materiale.
Ma com’è possibile?
Il volume d’aria necessario per il processo di deumidificazione è determinato dalla quantità di calore che serve per portare il materiale alla temperatura di deumidificazione. L’utilizzo della sola aria compressa rappresenta però uno spreco, poiché, per rimuovere l’umidità immagazzinata nei granuli, è necessaria solo una piccola quantità di aria secca.
È proprio questo effetto che QIP sfrutta nei suoi sistemi: nella zona superiore del contenitore, il materiale viene riscaldato con aria a pressione ambiente alla massima temperatura possibile, indicata dalle specifiche del produttore del materiale. Tale riscaldamento aumenta anche la possibilità che l’aria assorba molta più acqua. Ciò significa che la predeumidificazione può avvenire a seconda del contenuto d’umidità del materiale da trattare.
Il processo di deumidificazione vero e proprio avviene però nella zona inferiore della tramoggia. Grazie al preriscaldamento e alla deumidificazione superficiale del materiale (nella parte superiore), è necessaria solo una quantità minima d’aria compressa espansa a livello atmosferico. Ciò consente di ridurre drasticamente la quantità d’aria compressa necessaria senza sacrificare i valori d’umidità residua richiesti dai materiali igroscopici.
I sistemi di deumidificazione di QIP fanno addirittura un ulteriore passo avanti. Poiché le dimensioni delle tramogge di deumidificazione sono sempre progettate per una portata massima di materiale, ma in pratica vengono utilizzate raramente, i deumidificatori sono dotati di un controllo automatico della capacità in base al consumo effettivo. In questo modo si riducono i volumi d’aria in entrambi i circuiti e, di conseguenza, anche le attività di riscaldamento, con un ulteriore risparmio energetico.
Il confronto col sistema a setacci molecolari
Tutto ciò consente di posizionare i deumidificatori a doppio circuito tra i sistemi più efficienti sul mercato dal punto di vista energetico.
Ma come funzionano, invece, i sistemi di deumidificazione con i setacci molecolari? Anche in questo caso, il materiale da deumidificare dev’essere portato alla temperatura adeguata e l’energia richiesta è più o meno la stessa dei deumidificatori a doppio circuito di QIP. Questi ultimi, però, sono in grado di ridurre anche tale energia, aspirando l’aria ambiente già riscaldata vicino alle macchine di produzione.
La differenza essenziale risiede poi nella generazione dell’aria secca.
I setacci molecolari sono anche igroscopici ed estraggono l’umidità dall’aria servita per la deumidificazione. Ciò comporta la necessità di spendere il doppio dell’energia per far evaporare l’umidità. Per questo, il “dessiccante” (chiamato anche setaccio molecolare) deve essere sottoposto a un processo di riscaldamento a una temperatura molto elevata (circa 215-230°C), che a sua volta costa energia.
Dopo che l’acqua è evaporata dal dessiccante, questo deve essere nuovamente raffreddato, in modo che l’umidità possa essere riassorbita dal materiale nella tramoggia di deumidificazione. Non solo si spreca energia, ma il costante processo di riscaldamento e raffreddamento danneggia, a lungo andare, anche il setaccio molecolare.
Nel corso del tempo, l’efficienza si riduce sempre di più, il che non riduce solo la stabilità del processo di deumidificazione, ma aumenta anche la domanda di energia in modo continuo, quanto più a lungo l’impianto è in funzione. La necessità di manutenzione viene solitamente riconosciuta troppo tardi e comporta ulteriori costi e tempi d’inattività.
Caratteristiche dei deumidificatori a doppio circuito
I deumidificatori a due circuiti di QIP, invece, sono caratterizzati da un’ottima stabilità di processo, costante per tutta la loro durata: il dew point dell’aria compressa, dopo che questa viene “decompressa” a pressione ambiente, è sempre assolutamente costante. Inoltre, non avendo setacci molecolari, né parti in movimento per la commutazione degli stessi, non richiedono manutenzione. Tali vantaggi consentono di risparmiare sui costi che devono essere presi in considerazione al momento dell’investimento. L’unicità di questo sistema consente ora un utilizzo sostenibile anche con tramogge di deumidificazione di grandi dimensioni, che attualmente possono essere fornite fino a un volume di 4700 litri.
L’utilizzo come sistema di deumidificazione centrale in combinazione con un sistema di trasporto centralizzato e stazioni di accoppiamento codificate – ovviamente con comunicazione tra tutti i componenti – sta conquistando sempre più trasformatori di materie plastiche, che hanno riconosciuto il potenziale di questa tecnologia.
Il sistema di controllo include timer integrati, programmi di deumidificazione, una funzione di protezione contro la deumidificazione eccessiva, la registrazione dei dati di processo tramite USB e la possibilità di scambiare dati tramite Modbus TCP. Il quadro di controllo degli alimentatori Venturi, o di quelli per il vuoto, è incluso di serie (per un massimo di due materiali). Su richiesta, è infine disponibile anche un sistema di comunicazione mediante protocollo OPC-UA con server SQL, tramite client Web o direttamente con diverse presse.
Un’altra particolarità è che l’erogazione dei flussi d’aria avviene senza i consueti tubi d’iniezione. Ciò consente non solo una migliore distribuzione della temperatura, che si traduce in una migliore qualità di deumidificazione, ma anche un migliore processo di deumidificazione. Risulta infine utile anche per una pulizia rapida e semplice quando si cambia materiale.
