Injeção de ar a alta pressão

A indústria brasileira se desenvolve a passos largos no que diz respeito aos setores farmacêutico, alimentício, de bebidas e itens de consumo. E, entre outros aspectos, você sabe o que todos esses produtos têm em comum? Todos, de uma forma ou outra, precisam ser embalados. E é nesse ponto que entram em cena os processos de injeção de ar, responsáveis pela fabricação de embalagens.

As injetoras plásticas, basicamente, são equipamentos que sopram ar a alta pressão em um molde plástico que, por sua vez, se expande e transforma-se em uma embalagem. Invólucros como garrafas pet, potes de margarina, embalagens de shampoos são alguns produtos resultantes desse processo.

Com a chegada da pandemia, o aumento no consumo de alimentos, bebidas, medicamentos e produtos de higiene pessoal e limpeza foi notório, tanto no mercado interno quanto no mercado de exportação. Por exemplo, a exportação de alimentos teve uma alta muito acentuada, impactando diretamente no segmento de injeção a ar.

Aliando a necessidade e a capacidade de produção, o Brasil se conecta cada dia mais à indústria 4.0, ou como chamamos na Vaportec, a Indústria do Amanhã. Dentro desse conceito de futuro presente, onde a implementação de novas tecnologias e abordagens sobre processos que visem a melhoria da eficiência energética e segurança são essenciais, iremos falar sobre injeção de ar em processos de alta pressão, destacando suas características e melhorias básicas.

Sistema de filtração para injeção de ar a alta pressão

O ar comprimido a alta pressão utilizado na injeção em componentes plásticos, como os mencionados acima ou diretamente em alimentos, precisa de um tratamento de qualidade específico. Assim, é necessário que ele chegue ao padrão microbiológico aprovado pela FDA para contato com embalagens e alimentos. Portanto, é essencial uma taxa de 0,2 micras em padrão estéril/farmacêutico.

Para esse tipo de filtração em ar comprimido, utilizam-se os secadores, equipamentos ideais para este fim. Portanto, a Donaldson, líder mundial no segmento de filtração industrial, desenvolveu diversas opções de secadores modulares utilizados em pontos de consumo. A linha Ultrapac, por exemplo, é, especificamente, projetada para atender a qualidade necessária de ar, com a melhor eficiência, além de ampla conectividade a supervisórios e controladores.

Ordens básicas para um sistema de filtração

Estação de tratamento: filtro para particulado sólido, filtro coalescente (para drenagem) e filtro de carvão ativado (remoção de gases e odores).

Estação de ultra filtração: filtro de 25 ou 5 micras para pré filtragem, filtro de 1 micra para qualificação e filtro de 0,2 micras para ultra filtração em padrão micro biológico.

Estes filtros são compostos, basicamente, por carcaças e seus respectivos elementos filtrantes. Entretanto, em processos de alta pressão os filtro possuem fabricação específica para este fim, tendo classes de pressão maior nos seus componentes e vedações. Assim, os filtros são em alumínio e podem ser utilizados tanto em injetoras quanto em máquinas laser/plasma, onde também ocorre a injeção de ar e gases a alta pressão. Normalmente, o modelo recomendado é o HD MF Donaldson para pressão nominal de 40 bar.

Sistema de válvula solenoide para injeção de ar a alta pressão

Para liberar ou estancar a passagem de fluxo de algum fluido de forma automática, como ar ou água, utilizam-se as válvulas solenoide para alta pressão. Como estamos falando do processo de injeção, nos reportaremos, especificamente, aos gases. Sendo assim, o equipamento acionará a válvula dando pulsos rápidos e repetidos de abertura, liberando ar comprimido a alta pressão, e o injetando no processo.

A válvula solenoide para alta pressão é específica, com componentes próprios para trabalhar nessas condições de processos, com pressão nominal que pode chegar a 40 bar. Como presume-se, a válvula para injetora plástica trabalha em um regime extremamente alto de ciclos. Devido à abertura e fechamento contínuos e constantes, essa aplicação necessita que o controle do fluido seja altamente preciso, evitando desperdício e deformidades ou erros no produto final (embalagens ou produto).

Dessa forma, a Danfoss desenvolveu a válvula solenoide EV224B, projetada para suportar golpes, ciclos e pressão de trabalho em ambientes severos. Sendo assim, sua resistência mecânica ao trabalho e à alta pressão é superior em relação a outros modelos de convencionais. Amplamente aprovada para aplicações químicas e navais em nível mundial, a válvula EV224B tem o melhor custo benefício.

Lubrificação e trocador de calor para máquinas injetoras

Máquinas e equipamentos injetores de alta pressão necessitam de lubrificação constante devido à alta fricção e movimento desse tipo de equipamento. Isso porque o volume de trabalho mecânico é extremamente alto e o desgaste dos componentes também, principalmente, se os princípios de lubrificação dos óleos não estiverem de acordo com o que for necessário ao processo.

Portanto, o uso de trocadores de calor é essencial, já que eles são os responsáveis pelo controle de temperatura do óleo de lubrificação nas injetoras. São esses equipamentos que fazem a troca térmica entre o óleo de lubrificação e a água.

Mas como ocorre a troca térmica entre óleo e água? Como sabemos, o princípio de troca térmica determina que o fluido quente irá sempre ceder temperatura ao fluido frio. Assim, nesse caso, o óleo cede sua temperatura excedente para a água e permanece na temperatura adequada para manter suas propriedades de lubrificação.

Controle de temperatura em sistemas de troca térmica para inejção de ar

O controle de temperatura de injetoras pode ser feito de inúmeras formas. Entretanto, seguindo uma lógica simples, se o controle for do tipo liga/desliga, ele pode ser feito por meio de três componentes básicos. Veja como:

• 1 – válvula solenoide;
• 2 – sensor de temperatura;
• 3 – controlador de temperatura.

Dessa forma, o sensor de temperatura estará instalado na saída de óleo (após resfriamento) e enviará a comunicação da temperatura ao controlador de temperatura. Por sua vez, o controlador será ajustado com um set point da temperatura desejada. Assim, ele manterá a temperatura dentro do set point por meio da abertura e fechamento da válvula solenoide, instalada na entrada de água, liberando ou não a passagem para que a troca térmica seja efetuada. Essa automação é extremamente simples, barata e de baixa manutenção, permitindo que você melhore o funcionamento do seu equipamento e evite quebras e perdas de processo.

E você sabe como funciona um trocador de calor ou como escolher o mais adequado para sua aplicação? Sabe como fazer a manutenção nesse equipamento? Então, acesse nosso canal no Youtube e confira nosso vídeo sobre trocadores de calor. Separamos uma série de dicas e conceitos referentes à troca térmica para auxiliar os técnicos, planejadores e supervisores de manutenção envolvidos neste tipo de atividade. Queremos, não apenas ajudar a corrigir problemas, mas, sim, evitar que eles aconteçam.

Nós, também, desenvolvemos uma ferramenta de auxilio técnico para dimensionamento de trocador de calor. Você tem uma aplicação? Precisa de auxílio? Compartilhe as informações do processo, preenchendo o link abaixo e entraremos em contato com você apresentando a melhor solução, sem compromisso algum.

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