Навигация по таблицам
- Таблица 1. Основные типы фильтров расплава
- Таблица 2. Характеристики фильтров по размеру ячеек
- Таблица 3. Площадь фильтрации различных типов
- Таблица 4. Сравнение потерь давления
Таблица 1. Основные типы фильтров расплава
| Тип фильтра | Принцип работы | Возможность замены без остановки | Область применения |
|---|---|---|---|
| Шиберный | Перемещение шибера с фильтрующими элементами | Да (двухконтурные) | Универсальное применение, средняя загрязненность |
| Плунжерный (поршневой) | Возвратно-поступательное движение поршня | Да | Высокозагрязненное вторичное сырье |
| Дисковый (лазерный) | Вращающиеся диски с лазерными отверстиями | Да (самоочистка) | Непрерывное производство, высокая производительность |
| Ленточный | Непрерывная тканая сетка на ленте | Да (автоматическая) | Малозагрязненные материалы |
| Ротационный | Вращение диска с фильтрующими элементами | Да (обратная промывка) | Сильнозагрязненные полимеры |
| Канальный (ручной) | Периодическая замена сеток вручную | Нет | Малые объемы, чистое сырье |
Таблица 2. Характеристики фильтров по размеру ячеек
| Размер ячейки, мкм | Тип фильтрации | Применяемые фильтры | Удаляемые загрязнения |
|---|---|---|---|
| 5-20 | Сверхтонкая | Синтерованные металлические, мембранные | Гели, мельчайшие частицы, агломераты |
| 25-80 | Тонкая | Дисковые, плунжерные с тонкой сеткой | Мелкие инородные включения, пыль |
| 80-150 | Средняя | Шиберные, плунжерные, дисковые | Металлические частицы, песок, бумага |
| 150-300 | Стандартная | Все типы фильтров | Дерево, металл, крупные частицы |
| 300-600 | Грубая (первичная) | Шиберные, первый каскад | Крупные загрязнения, камни, текстиль |
| 600-2000 | Предварительная | Шиберные периодические | Очень крупный мусор, нерасплавленный пластик |
Таблица 3. Площадь фильтрации различных типов
| Модель/Тип | Площадь фильтрации, см² | Производительность, кг/ч | Частота смены элементов |
|---|---|---|---|
| Одноплунжерный NF-250 | 314 | До 150 | Самоочистка автоматическая |
| Двухплунжерный NF-500N | 615 | 150-300 | Самоочистка автоматическая |
| Высокопроизводительный MF-500 | 490 | 200-350 | 1-2 раза в смену |
| Лазерный LF-500 | 779-4000 | 300-1000 | Самоочистка непрерывная |
| Шиберный двухконтурный 240х240 | 576 | 100-250 | По загрязнению, 1-3 дня |
| Дисковый RAS серии | 800-1500 | 400-800 | Самоочистка автоматическая |
| Ленточный TEN | 1000-2000 | 300-600 | Непрерывная замена ленты |
Таблица 4. Сравнение потерь давления
| Размер ячейки, мкм | Чистый фильтр, бар | Загрязненный фильтр, бар | Критическое давление, бар | Рекомендуемая замена/очистка |
|---|---|---|---|---|
| 50-80 | 5-8 | 15-25 | 30 | При повышении на 10-15 бар |
| 80-150 | 3-5 | 10-18 | 25 | При повышении на 8-12 бар |
| 150-300 | 2-4 | 8-15 | 20 | При повышении на 6-10 бар |
| 300-600 | 1-2 | 5-10 | 15 | При повышении на 5-8 бар |
| 600-1000 | 0.5-1 | 3-6 | 10 | При повышении на 3-5 бар |
Оглавление статьи
- 1. Введение в системы фильтрации расплава полимеров
- 2. Классификация фильтров расплава по конструкции
- 3. Характеристики фильтрующих элементов и размеры ячеек
- 4. Площадь фильтрации и производительность
- 5. Потери давления и их влияние на процесс
- 6. Периодичность замены и обслуживание фильтров
- 7. Выбор оптимального типа фильтра для производства
- Часто задаваемые вопросы
1. Введение в системы фильтрации расплава полимеров
Фильтрация расплава полимеров представляет собой критически важный технологический процесс в производстве изделий из пластмасс и переработке полимерного сырья. Качественная фильтрация обеспечивает удаление инородных включений из расплавленной полимерной массы, что напрямую влияет на качество конечной продукции, стабильность технологического процесса и срок службы производственного оборудования.
Современные системы фильтрации расплава применяются на всех этапах производственного цикла переработки полимеров, начиная от грануляции вторичного сырья и заканчивая экструзией профилей, производством пленок и выдувных изделий. Особую значимость фильтры расплава приобретают при работе с вторичным полимерным сырьем, где концентрация загрязняющих частиц может достигать значительных величин.
Пример из практики
При грануляции полиэтилена низкого давления из постпотребительских отходов пленки без применения фильтрации расплава содержание инородных включений может составлять до 2-5% от общей массы. Установка двухступенчатой системы фильтрации с размером ячеек первого каскада 500 мкм и второго каскада 150 мкм позволяет снизить загрязненность до 0.01%, что соответствует требованиям для производства качественных изделий.
Принцип работы фильтров расплава основан на пропускании расплавленной полимерной массы через фильтрующие элементы с калиброванными отверстиями. Инородные включения, размер которых превышает размер ячеек фильтрующего элемента, задерживаются на поверхности или в теле фильтра, в то время как очищенный расплав проходит далее по технологической линии. По мере накопления загрязнений происходит увеличение гидравлического сопротивления фильтра, что регистрируется датчиками давления и служит сигналом для очистки или замены фильтрующего элемента.
2. Классификация фильтров расплава по конструкции
Современная промышленность предлагает широкий спектр конструктивных решений фильтров расплава, каждое из которых обладает своими преимуществами и оптимальной областью применения. Выбор конкретного типа фильтра определяется множеством факторов, включая характеристики перерабатываемого материала, степень его загрязненности, требуемую производительность и необходимый уровень очистки.
Шиберные фильтры расплава
Шиберные фильтры представляют собой одну из наиболее распространенных конструкций и используются как в малых, так и в крупнотоннажных производствах. Основным конструктивным элементом является шибер, который перемещается перпендикулярно направлению потока расплава и содержит одну или несколько фильтрующих кассет. Шиберные фильтры подразделяются на плоские и цилиндрические, причем последние отличаются более высокой герметичностью и меньшей склонностью к протечкам.
Одноканальные шиберные фильтры требуют остановки процесса для замены фильтрующих сеток, что может занимать от 15 до 60 минут в зависимости от конструкции и квалификации персонала. Двухканальные безостановочные модели оснащены двумя параллельными каналами с независимыми фильтрующими кассетами, что позволяет переключать поток расплава на чистый канал во время замены сеток в другом канале. Такая конструкция обеспечивает непрерывность производственного процесса и минимизирует потери материала.
Плунжерные (поршневые) фильтры
Плунжерные фильтры работают по принципу возвратно-поступательного движения поршня с фильтрующим элементом. Данная конструкция особенно эффективна при работе с сильнозагрязненным вторичным сырьем, так как позволяет реализовать систему автоматической самоочистки. При повышении давления расплава до заданного предела система управления инициирует цикл обратной промывки, в ходе которого накопленные загрязнения удаляются в специальную камеру отходов.
Одноплунжерные модели имеют площадь фильтрации от 300 до 500 квадратных сантиметров и подходят для производительности до 200 килограммов в час. Двухплунжерные системы обеспечивают площадь фильтрации до 800 квадратных сантиметров и способны перерабатывать до 400 килограммов материала в час при сохранении высокого качества очистки.
Дисковые (лазерные) фильтры
Дисковые фильтры представляют собой наиболее технологически совершенный тип оборудования для непрерывной фильтрации расплава. Фильтрующий элемент выполнен в виде вращающихся дисков с микроотверстиями, изготовленными методом лазерной перфорации. Такая технология обеспечивает высокую точность размеров отверстий и их равномерное распределение по поверхности диска.
Преимуществом лазерных фильтров является наличие скребкового механизма самоочистки, который непрерывно удаляет накопленные загрязнения с поверхности дисков. Типичная скорость вращения скребков составляет 3-5 оборотов в минуту, что обеспечивает постоянную проходимость фильтра и стабильное давление в системе. Площадь фильтрации дисковых фильтров может достигать 4000 квадратных сантиметров, что позволяет перерабатывать до одной тонны материала в час.
Расчет эффективности фильтрации
Формула определения степени очистки:
Эффективность = ((Сконц_до - Сконц_после) / Сконц_до) × 100%
где Сконц_до - концентрация загрязнений до фильтрации, Сконц_после - концентрация после фильтрации.
Пример расчета: При начальной концентрации загрязнений 3% и конечной концентрации 0.05%, эффективность фильтрации составит: ((3 - 0.05) / 3) × 100% = 98.3%
Ленточные фильтры
Ленточные фильтры используют непрерывную тканую сетку, которая движется через зону фильтрации. По мере загрязнения сетка автоматически продвигается, подставляя под поток расплава чистый участок, а загрязненная часть наматывается на приемный барабан. Такая конструкция обеспечивает полностью непрерывный процесс без необходимости остановок для замены фильтрующих элементов.
Ленточные системы наиболее эффективны при работе с материалами, содержащими небольшое количество загрязнений. Изменяя тип и размер ячеек используемой сетки, можно регулировать как производительность системы, так и степень очистки. Современные модели оснащаются системами автоматического контроля температуры, что исключает необходимость постоянного мониторинга со стороны оператора.
Ротационные фильтры с обратной промывкой
Ротационные системы фильтрации разработаны специально для работы с максимально загрязненными материалами и промышленными отходами. Фильтровальная камера состоит из нескольких зон, обеспечивающих постадийную очистку расплава. При повышении давления перед фильтром гидравлический привод инициирует вращение диска с фильтрующими элементами, поддерживая постоянную площадь чистой фильтрации.
Система обратной промывки использует часть очищенного расплава для удаления загрязнений с поверхности фильтрующих элементов. Режим работы автоматически выбирается системой управления в зависимости от степени фильтрации, производительности и типа загрязнений. Такой подход значительно повышает стабильность процесса фильтрации и снижает эксплуатационные расходы.
3. Характеристики фильтрующих элементов и размеры ячеек
Размер ячеек фильтрующих элементов является ключевым параметром, определяющим степень очистки расплава и производительность системы. Номинальный размер ячеек измеряется в микрометрах и показывает, частицы какого размера будут задержаны фильтром. Необходимо понимать, что размер ячеек не является абсолютно точной характеристикой удержания частиц, особенно для сетчатых фильтров, где геометрия отверстий может варьироваться в зависимости от материала и толщины проволоки.
Сверхтонкая фильтрация (5-20 микрометров)
Сверхтонкая фильтрация применяется в высокотехнологичных производствах, где предъявляются максимальные требования к чистоте полимерного расплава. Для реализации такого уровня очистки используются синтерованные металлические фильтры или специальные мембранные элементы. Данная степень фильтрации необходима при производстве оптических волокон, медицинских изделий, высококачественных пленок для электроники и других изделий, где даже микроскопические включения недопустимы.
Сверхтонкие фильтры эффективно удаляют гелевые включения, агломераты добавок и мельчайшие частицы карбонизированного полимера. Однако такой уровень фильтрации сопровождается значительными потерями давления, что требует использования мощных экструдеров и может снижать общую производительность линии.
Тонкая фильтрация (25-80 микрометров)
Тонкая фильтрация представляет собой компромисс между высоким качеством очистки и приемлемыми потерями давления. Фильтры с размером ячеек в этом диапазоне удаляют мелкие инородные включения, такие как пыль, песок, мелкие металлические частицы и фрагменты бумаги. Такая степень очистки требуется при производстве качественных изделий методом экструзии, литья под давлением и выдува.
Для реализации тонкой фильтрации применяются дисковые и плунжерные фильтры с использованием многослойных сетчатых пакетов или синтерованных металлических элементов. Сочетание нескольких слоев с различным размером ячеек позволяет увеличить грязеемкость фильтра и продлить интервал между очистками.
Стандартная фильтрация (150-300 микрометров)
Стандартная степень фильтрации является наиболее распространенной в промышленности переработки полимеров. Фильтры с размером ячеек 150-300 микрометров эффективно удаляют типичные загрязнения, встречающиеся во вторичном сырье: деревянные частицы, металлические включения, фрагменты резины, бумаги и картона. Данная степень фильтрации подходит для большинства типов фильтров и обеспечивает баланс между качеством очистки и производительностью.
Практический пример выбора размера ячеек
Для однокаскадного гранулятора, перерабатывающего смесь постпотребительских полиолефинов, оптимальным выбором является фильтр с размером ячеек 200-300 микрометров. При необходимости получения гранулята более высокого качества устанавливается двухкаскадная система: первый фильтр с ячейками 400-500 микрометров для удаления крупных загрязнений, второй фильтр с ячейками 150-200 микрометров для финишной очистки.
Грубая фильтрация (300-2000 микрометров)
Грубая или предварительная фильтрация используется на первом каскаде двух- и трехкаскадных грануляторов для удаления крупных загрязнений. Фильтры с размером ячеек 500-800 микрометров задерживают камни, крупные металлические предметы, текстильные волокна, нерасплавленные куски пластика и другой крупный мусор, который может повредить оборудование или забить фильтры тонкой очистки.
Преимуществом грубой фильтрации является минимальное гидравлическое сопротивление и высокая производительность. Шиберные фильтры с крупной ячейкой могут работать несколько дней без замены сеток даже при переработке сильнозагрязненного сырья. Это снижает эксплуатационные расходы и повышает общую эффективность производства.
4. Площадь фильтрации и производительность
Площадь фильтрации является одним из важнейших параметров, определяющих производительность фильтра расплава и его способность работать без остановок. Чем больше площадь фильтрующего элемента, тем меньше скорость прохождения расплава через единицу площади, что приводит к снижению потерь давления и увеличению срока службы фильтра до замены или очистки.
Влияние площади фильтрации на производительность
Взаимосвязь между площадью фильтрации и производительностью описывается удельной нагрузкой на фильтр, которая измеряется в килограммах расплава на квадратный сантиметр площади фильтрации в час. Для различных типов полимеров и степеней загрязненности оптимальная удельная нагрузка может существенно отличаться.
При переработке относительно чистого полиэтилена удельная нагрузка может составлять 0.5-0.8 килограмма на квадратный сантиметр в час. Для высоковязких полимеров, таких как поликарбонат или полиамид, этот показатель снижается до 0.2-0.4 килограмма на квадратный сантиметр в час. При работе с сильнозагрязненным вторичным сырьем рекомендуется снижать удельную нагрузку до 0.3-0.5 килограмма на квадратный сантиметр в час.
Расчет требуемой площади фильтрации
Формула: S = Q / (k × η)
где S - площадь фильтрации (см²), Q - производительность (кг/ч), k - удельная нагрузка (кг/(см²×ч)), η - коэффициент эффективности (0.7-0.9)
Пример: Для экструдера производительностью 300 кг/ч полипропилена средней загрязненности при k = 0.6 кг/(см²×ч) и η = 0.8:
S = 300 / (0.6 × 0.8) = 625 см²
Рекомендуется выбрать фильтр с площадью фильтрации не менее 700 см² для обеспечения запаса производительности.
Масштабирование площади фильтрации
Современные фильтры расплава предлагаются в широком диапазоне площадей фильтрации от 300 до 4000 квадратных сантиметров и более. Компактные одноплунжерные модели с площадью 300-400 квадратных сантиметров подходят для малых и средних производств с производительностью до 200 килограммов в час. Двухплунжерные и дисковые системы с площадью 600-1000 квадратных сантиметров обеспечивают производительность 300-500 килограммов в час.
Для высокопроизводительных линий грануляции с производительностью 500-1000 килограммов в час применяются лазерные дисковые фильтры с площадью фильтрации 2000-4000 квадратных сантиметров. Такие системы обладают увеличенным ресурсом работы и могут функционировать в непрерывном режиме в течение нескольких недель без замены фильтрующих элементов.
Оптимизация площади для конкретных применений
При выборе площади фильтрации необходимо учитывать не только текущую производительность, но и возможность модернизации и расширения производства в будущем. Установка фильтра с избыточной площадью фильтрации обеспечивает запас по производительности, снижает потери давления и увеличивает интервалы между обслуживанием. Однако чрезмерное увеличение площади приводит к неоправданному росту габаритов оборудования и удорожанию системы.
Практический опыт показывает, что оптимальным является выбор фильтра с площадью фильтрации на 20-30 процентов выше расчетной. Это обеспечивает стабильную работу при колебаниях производительности, позволяет работать с более загрязненным сырьем и создает резерв для возможного увеличения мощности линии.
5. Потери давления и их влияние на процесс
Потери давления в фильтре расплава представляют собой разницу давлений на входе и выходе фильтрующего элемента и являются критическим параметром, определяющим эффективность работы всей экструзионной системы. Гидравлическое сопротивление фильтра влияет на производительность экструдера, качество перемешивания расплава, температурный режим и энергопотребление установки.
Факторы, влияющие на потери давления
Потери давления в фильтре зависят от множества взаимосвязанных факторов. Размер ячеек фильтрующего элемента оказывает наибольшее влияние: уменьшение размера ячеек в два раза приводит к увеличению потерь давления в 4-6 раз. Вязкость расплава также играет важную роль - высоковязкие полимеры создают значительно большее гидравлическое сопротивление при прохождении через фильтр.
Температура расплава обратно пропорционально влияет на потери давления: повышение температуры на 10-20 градусов может снизить вязкость полимера на 15-25 процентов, что приведет к соответствующему снижению гидравлического сопротивления. Однако чрезмерное повышение температуры недопустимо из-за риска термической деградации полимера.
Нормальные и критические значения давления
Для чистого фильтра с размером ячеек 150-300 микрометров потери давления обычно составляют 2-5 бар при стандартной производительности. По мере накопления загрязнений давление постепенно увеличивается, достигая 10-15 бар к моменту необходимости обслуживания. Критическим считается давление 20-30 бар, при достижении которого необходима немедленная замена или очистка фильтра во избежание прорыва загрязнений через фильтрующий элемент или повреждения оборудования.
Современные системы управления оснащаются датчиками давления до и после фильтра, которые непрерывно контролируют перепад давления и сигнализируют о необходимости обслуживания. Автоматические системы могут самостоятельно инициировать цикл очистки при достижении заданного порога давления, обеспечивая непрерывность производственного процесса.
Стратегии минимизации потерь давления
Снижение потерь давления может быть достигнуто несколькими путями. Использование многослойных фильтрующих пакетов с градацией размера ячеек позволяет распределить нагрузку и увеличить общую площадь фильтрации без увеличения габаритов оборудования. Первые слои с крупными ячейками задерживают основную массу загрязнений, защищая финишные слои тонкой очистки от быстрого засорения.
Двухкаскадная система фильтрации с грубой предварительной очисткой и финишной тонкой фильтрацией обеспечивает суммарно меньшие потери давления по сравнению с однокаскадной системой той же степени очистки. Первый каскад с размером ячеек 400-600 микрометров удаляет до 90 процентов загрязнений, создавая потери давления всего 1-2 бара. Второй каскад с ячейками 150-200 микрометров работает с уже частично очищенным материалом, что позволяет поддерживать давление на уровне 3-5 бар.
6. Периодичность замены и обслуживание фильтров
Периодичность обслуживания фильтров расплава является важным эксплуатационным параметром, влияющим на общую эффективность производства, качество продукции и эксплуатационные расходы. Частота замены или очистки фильтрующих элементов зависит от типа фильтра, характеристик перерабатываемого сырья, производительности линии и требуемой степени очистки.
Периодическое обслуживание ручных и шиберных фильтров
Одноканальные шиберные фильтры требуют периодической остановки производства для замены загрязненных фильтрующих сеток. При переработке относительно чистого первичного сырья интервал между заменами может составлять 24-72 часа непрерывной работы. При грануляции вторичного полимерного сырья средней загрязненности замена необходима каждые 8-24 часа. Сильнозагрязненные отходы пленок и смесовых пластиков могут требовать замены каждые 2-6 часов работы.
Процедура замены фильтрующих сеток в шиберных фильтрах включает несколько этапов: остановка экструдера и сброс давления в системе, извлечение шибера с загрязненной кассетой, удаление отработанных сеток, установка новых сеток в кассету, монтаж шибера обратно в корпус фильтра и запуск экструдера. Время простоя при правильной организации процесса составляет 15-30 минут.
Безостановочное обслуживание двухканальных систем
Двухканальные шиберные фильтры позволяют производить замену фильтрующих элементов без остановки экструдера. При достижении критического давления в одном канале поток расплава переключается на второй канал с чистыми сетками, а в первом канале производится замена фильтров. После установки новых сеток первый канал готов к работе и может быть задействован при необходимости обслуживания второго канала.
Такая схема работы обеспечивает непрерывность производственного процесса и позволяет избежать потерь материала, неизбежных при остановке и повторном запуске экструдера. Периодичность обслуживания двухканальных систем определяется скоростью загрязнения фильтров и может варьироваться от нескольких часов до нескольких дней.
Автоматическая самоочистка в фильтрах непрерывного действия
Плунжерные и дисковые фильтры с системой автоматической самоочистки не требуют вмешательства оператора в течение всего производственного цикла. Система управления непрерывно контролирует давление в фильтре и автоматически инициирует цикл очистки при достижении заданного порога. В плунжерных фильтрах реализуется обратная промывка с отводом загрязнений в камеру отходов. В дисковых системах скребковые ножи непрерывно удаляют загрязнения с поверхности фильтрующих дисков.
Сравнительный анализ времени обслуживания
Одноканальный шиберный фильтр: Остановка производства каждые 12 часов на 20-30 минут. Суммарное время простоя за месяц: 20-30 часов.
Двухканальный шиберный фильтр: Обслуживание без остановки каждые 24 часа. Время простоя: 0 часов.
Лазерный дисковый фильтр: Полностью автоматическая самоочистка. Замена дисков раз в 1-3 месяца. Время простоя за месяц: 1-2 часа.
Регенерация и повторное использование фильтрующих элементов
Экономическая эффективность работы фильтров расплава во многом определяется возможностью регенерации и повторного использования фильтрующих элементов. Сетчатые фильтры после снятия могут быть очищены термическим методом в специальных печах при температуре 400-500 градусов, где органические загрязнения выгорают, а металлические сетки восстанавливают свою форму и проходимость. Качественные сетки выдерживают 20-50 циклов регенерации.
Синтерованные металлические и дисковые фильтрующие элементы также подлежат очистке и могут использоваться многократно. Методы очистки включают термическую обработку, химическую промывку растворителями, абразивную очистку или ультразвуковую обработку. Правильно организованная система регенерации фильтрующих элементов позволяет снизить эксплуатационные расходы на 50-70 процентов по сравнению с постоянной закупкой новых элементов.
7. Выбор оптимального типа фильтра для производства
Выбор оптимального типа фильтра расплава является комплексной инженерно-экономической задачей, требующей учета множества факторов. Правильный выбор обеспечивает высокое качество продукции, стабильность технологического процесса, минимальные эксплуатационные расходы и максимальную производительность оборудования.
Критерии выбора фильтра
Первым критерием выбора является характеристика перерабатываемого сырья. Для первичных полимеров с низким содержанием загрязнений достаточно простых одноканальных шиберных фильтров или канальных систем. Вторичное сырье средней загрязненности требует применения двухканальных шиберных или плунжерных фильтров. Сильнозагрязненные отходы и смесовые пластики нуждаются в системах непрерывной фильтрации с автоматической самоочисткой.
Производительность линии непосредственно определяет требуемую площадь фильтрации и тип конструкции. Малые производства с производительностью до 100 килограммов в час могут обойтись компактными одноплунжерными или одноканальными шиберными фильтрами. Средние производства производительностью 150-400 килограммов в час оптимально оснащаются двухплунжерными или двухканальными системами. Крупнотоннажные линии производительностью 500-1000 килограммов в час требуют применения дисковых или ленточных фильтров большой площади.
Требования к качеству и степени очистки
Область применения конечной продукции определяет необходимую степень очистки расплава. Для производства технических изделий, упаковочных материалов массового потребления и строительных пластиков допустима стандартная фильтрация с размером ячеек 200-400 микрометров. Изделия повышенного качества, такие как пленки для пищевой промышленности, медицинские изделия, автомобильные компоненты требуют тонкой фильтрации на уровне 50-150 микрометров.
Высокотехнологичная продукция, включая оптические пленки, волокна для текстильной промышленности, специальные полимерные композиции нуждаются в сверхтонкой фильтрации 10-40 микрометров с применением синтерованных металлических фильтров или многослойных систем.
Экономические соображения
Экономическая эффективность фильтрационной системы оценивается не только по начальным капитальным затратам, но и по эксплуатационным расходам в течение всего срока службы оборудования. Простые одноканальные шиберные фильтры имеют минимальную стоимость приобретения, однако требуют регулярных остановок производства для обслуживания, что приводит к потерям производительности и материала.
Безостановочные системы с автоматической самоочисткой требуют более значительных первоначальных инвестиций, но обеспечивают непрерывность производства, снижают потери материала и трудозатраты на обслуживание. Расчет окупаемости показывает, что для производств с непрерывным режимом работы инвестиции в автоматические системы окупаются в течение 12-24 месяцев за счет экономии на простоях и повышения производительности.
Пример расчета экономической эффективности
Сравнение двух вариантов для линии производительностью 300 кг/ч:
Вариант 1: Одноканальный шиберный фильтр. Остановки 2 раза в сутки по 25 минут. Потери производительности: 25 кг/сутки или 750 кг/месяц.
Вариант 2: Двухплунжерный фильтр с автоочисткой. Работа непрерывная. Потери производительности: 0 кг.
При условной стоимости гранулята 60 рублей за килограмм экономия составляет 45000 рублей в месяц или 540000 рублей в год, что может окупить дополнительные инвестиции в автоматическую систему за 1-2 года.
Интеграция в технологическую линию
При выборе фильтра необходимо учитывать его совместимость с существующим оборудованием. Габаритные размеры, присоединительные фланцы, система обогрева и управление должны соответствовать параметрам экструдера и другого оборудования линии. Современные фильтры обычно предлагаются с различными вариантами исполнения и могут быть адаптированы к большинству типов экструзионного оборудования.
Важным аспектом является совместимость системы управления фильтром с общей автоматикой линии. Интеграция позволяет централизованно контролировать все параметры процесса, автоматически реагировать на изменения условий и оптимизировать работу всей технологической цепочки.
Рекомендации по выбору
Для малых производств с периодическим режимом работы и переработкой относительно чистого сырья рекомендуются одноканальные шиберные фильтры как наиболее экономичное решение. Средние производства с непрерывным режимом работы должны рассматривать двухканальные шиберные или плунжерные системы для обеспечения безостановочной работы.
Крупные производства с высокими требованиями к качеству и непрерывности процесса оптимально оснащаются дисковыми фильтрами с лазерной перфорацией и автоматической самоочисткой. Для переработки особо загрязненного сырья рекомендуется применение двухкаскадных систем с грубой предварительной и тонкой финишной фильтрацией.
