WYZWANIE: Usprawnienie produkcji w warunkach, gdy urządzenia znajdują się w strefie ATEX.
ROZWIĄZANIE: Instalacja pomp AODD.
Alkohol lub alkohol etylowy, etanol, spirytus to popularna nazwa związku organicznego z grupy alkoholi. Występuje jako bezbarwna ciecz o przyjemnym zapachu. Alkohol produkowany jest głównie z surowców skrobiowych i cukrowych w procesie fermentacji z udziałem drożdży. Stosuje się go jako rozpuszczalnik i środek ekstrakcyjny do dezynfekcji, konserwacji oraz do produkcji napojów alkoholowych. Służy jako surowiec do produkcji całej gamy chemikaliów. Wyzwania stojące przed dostawcami sprzętu przy wyborze urządzeń są związane ze strefą ATEX, w której znajduje się większość urządzeń, oraz fizycznymi i chemicznymi właściwościami produktu (lekka lotność i łatwopalność, potencjalne problemy z uszczelnieniami mechanicznymi), a także z problemami ze ścieraniem podczas transportu mieszaniny wyjściowej (zboża + woda i kwas).
Wszystkie wymienione problemy odnotowano w projekcie przeniesienia i modernizacji fabryki alkoholu etylowego produkowanego z kukurydzy. Fabryka posiadała stare wyposażenie, oparte głównie na pompach śrubowych na początkowym etapie produkcji i pompach odśrodkowych w sektorze destylacji. Pomysł inżyniera z fabryki polegał na wymianie pomp na pompy tego samego typu (ponowny zakup pomp odśrodkowych). Podczas wizyty na miejscu specjalista Tapflo zdał sobie sprawę, że na większości stanowisk nie są wymagane duże przepływy i ciśnienia. W rezultacie zaproponowano instalację pomp membranowych zasilanych sprężonym powietrzem - rozwiązanie bardziej ergonomiczne i technicznie poprawniejsze.
Klient zaufał firmie Tapflo jako szanowanemu producentowi pomp i zgodził się na wyposażenie produkcji w pompy AODD. Dzięki zmianie typu pomp klient odniósł wiele korzyści. Główne z nich to:
- Brak prądu podczas pracy pompy w strefie ATEX. Mniejsze prawdopodobieństwo wybuchu.
- Szczelność pompy. W przeciwieństwie do pomp odśrodkowych, pompy membranowe nie posiadają części obrotowych, dlatego uszczelnienie pomp jest prostsze i trwalsze.
- Możliwość pracy na sucho. Sama fabryka nie jest na wysokim poziomie technologicznym i produkcja w dużym stopniu zależy od operatora. Stosując pompy membranowe, operator ma pewien czas bezpieczeństwa, podczas którego pompa może pracować na sucho bez uszkodzenia, co nie jest możliwe w przypadku pomp odśrodkowych.
- Prosta regulacja wydajności pompy. Można ją przeprowadzić na miejscu za pomocą zaworu iglicowego i nie ma potrzeby stosowania drogich regulatorów częstotliwości.
- Materiał pompy/cena. Pompy do większości zastosowań wykonane są z aluminium, co znacząco wpływa na obniżenie ceny zakupu, a sama inwestycja szybciej się zwraca
- Możliwość zamiany stanowisk pracy pomp. W porozumieniu z klientem dokonano wyboru wielkości pomp w taki sposób, aby w razie potrzeby (nagłej awarii itp.) można je było łatwo wymienić pompą z innego stanowiska, a proces przebiegał bez zakłóceń.
- Łatwa konserwacja.
Pompy zostały zainstalowane i uruchomione w 2016 roku. Od tego czasu pracują 24 godziny na dobę, ponieważ zakład pracuje na 3 zmiany, bez przerwy. Po miesiącu pojawiły się problemy na jednym stanowisku, w którym pompa transportowała gorący alkohol z kolumny destylacyjnej. Serwis Tapflo otworzył pompę i stwierdził, że nastąpiło nieoczekiwane zużycie kolektora ssawnego i tłocznego oraz widoczne było pewne zużycie na komorach roboczych/korpusie pompy. Uszkodzenia te związane były z temperaturą alkoholu, tj. oddziaływaniem gorącego alkoholu na aluminium, z którego wykonano korpus pompy. W przypadku tej sytuacji Tapflo wymieniło pompę na wykonaną ze stali nierdzewnej AISI 316. Od momentu zmiany na tym stanowisku nie wystąpiły już żadne problemy.
W drugiej fazie modernizacji fabryki, inżynierowie Tapflo stanęli przed wyzwaniem transportu mieszaniny rozdrobnionej kukurydzy, wody i kwasu siarkowego. Sama ciecz była problematyczna pod wieloma względami, kawałki kukurydzy nadawały jej właściwości ścierne, a z drugiej strony zawartość kwasu była powodem agresji chemicznej.
Na tym stanowisku już dawno temu zainstalowano pompy śrubowe. Podczas produkcji operator często musiał zatrzymywać pompę z powodu uszkodzenia stojana, a ponadto w okolicy pompy panował duży bałagan, ponieważ uszczelnienie pompy stale przeciekało. Jako rozwiązanie przez pewien czas stosowano pompę z wirującym dyskiem, ale okazało się to złym rozwiązaniem, ponieważ kawałki kukurydzy dostały się obok wirnika i zaburzyły geometrię części pompy, powodując jej intensywne zużycie i zmniejszenie wydajności. Szukając rozwiązania tego problemu, przedstawiliśmy klientowi zalety pompy AODD. Takie rozwiązanie wzbudziło jednak podejrzenia, ponieważ pulsujący przepływ, jaki wytwarza pompa AODD, może powodować błędne odczyty przepływomierza umieszczonego na rurociągu tłocznym, a tym samym zagrażać procesowi. Nasi inżynierowie odpowiedzieli na tę sugestię, proponując serię TK pomp AODD z nabudowanym tłumikiem pulsacji.
Klientowi spodobało się to rozwiązanie i zamówił zalecane pompy. Na podstawie zebranych danych procesowych i problemów z istniejącymi pompami dokonaliśmy starannego doboru materiałów (korpus z PE, membrana i zawory z EPDM). Pompa została zamontowana i uruchomiona w 2018 roku, a po 2 miesiącach eksploatacji dokonano jej prewencyjnego otwarcia w celu kontroli części. Stwierdzono, że części pompy mieszczą się w tolerancjach fabrycznych, a pompa została ponownie zmontowana i uruchomiona.