Il cliente
Il cliente è un’azienda leader nel settore della detergenza in ambito professionale e domestico, specializzata nella realizzazione di prodotti per il settore lavanderia e lavaggio a secco. Lo stabilimento produttivo, localizzato nella provincia di Torino, è in grado di realizzare più di 50 tonnellate di prodotti al giorno, grazie ad impianti altamente automatizzati gestiti con le più moderne tecnologie.
Il progetto
Il progetto è stato realizzato con lo scopo di aumentare la capacità produttiva dello stabilimento, realizzando un nuovo impianto chimico di miscelazione delle materie prime caratterizzato da un elevato grado di automazione. La miscelazione delle materie prime, sia basi che additivi, rappresenta l’operazione principale nell’ambito della produzione di detergenti. L’intervento operato da Granzotto ha reso l’impianto compatibile con i requisiti del Piano Industria 4.0 e dunque soggetto ai relativi incentivi fiscali.
L’impianto
L’impianto realizzato è composto principalmente dai seguenti elementi:
- 3 serbatoi esterni di stoccaggio delle materie prime
- 1 serbatoio (S1) con funzione di stoccaggio e buffer
- 1 magazzino per gli IBC di stoccaggio degli additivi
- 5 serbatoi di miscelazione
La materia prima viene conferita nei serbatoi esterni per mezzo di autobotti, viene poi trasferita al serbatoio buffer S1 e successivamente nei serbatoi di miscelazione, dove viene miscelata con gli additivi previsti dalla ricetta. Gli additivi vengono pescati direttamente dagli IBC tramite un tubo flessibile e trasferiti ai miscelatori attraverso la stessa linea utilizzata per la materia prima.
Alternativamente, la materia prima può essere trasferita direttamente in uno dei 5 miscelatori senza passare per il serbatoio S1. Il prodotto miscelato viene infine trasferito dai miscelatori alle linee di riempimento (il prodotto viene commercializzato in flaconi di dimensioni variabili). La presenza del serbatoio S1 con capienza elevata e funzione di buffer consente di aumentare la flessibilità e la capacità produttiva dell’impianto. È infatti possibile trasferire il prodotto miscelato dal primo miscelatore al serbatoio S1, liberando il miscelatore per accogliere ulteriore prodotto, e ripetere tale operazione più volte. L’espediente consente di realizzare lotti di prodotto in quantità superiore alla capacità dei singoli miscelatori. Il serbatoio S1 è dotato inoltre di un sistema di ricircolo, gestito tramite una pompa volumetrica, in grado di mantenere il prodotto in movimento senza generare particolare turbolenza, evitando così la formazione di schiume.
Le soluzioni
Le soluzioni implementate dal team Granzotto sono molteplici e hanno permesso di risolvere problematiche specifiche emerse dal dialogo con il cliente e nel corso dell’intervento. Le problematiche in questione vengono in seguito brevemente elencate e successivamente approfondite:
- Penuria d’acqua
- Contaminazione dei prodotti trasferiti tramite la stessa linea
- Elevate perdite di carico nel trasferimento dei prodotti più viscosi
- Formazione di schiume durante il ricircolo nel serbatoio buffer
- Gestione dell’automazione di un impianto complesso
Penuria d’acqua
Nei prodotti liquidi per la detergenza, l’acqua rappresenta spesso il componente quantitativamente più rilevante. Per ragioni strutturali, la rete idrica che fornisce lo stabilimento del cliente non consente di supportare l’aumento di capacità produttiva. Il normale dosaggio dell’acqua nei miscelatori comporterebbe tempi di produzione inaccettabilmente lunghi. Il problema è stato affrontato realizzando un sistema di controllo che, per mezzo di un misuratore di portata, gestisse il carico della base d’acqua nei miscelatori durante la notte, in modo da poter procedere nelle ore diurne con il dosaggio e la miscelazione dei prodotti senza dover attendere il riempimento dell’acqua prevista in ricetta.
Contaminazione dei prodotti trasferiti tramite la stessa linea L’impianto prevede l’utilizzo della medesima linea per trasferire sia i tensioattivi che gli additivi dal serbatoio buffer S1 ai vari miscelatori. Inoltre, il cliente realizza svariati prodotti, tra cui ammorbidenti, miscele chimicamente molto diverse dai detergenti e per questo soggette a rischio di contaminazione. Per evitare fenomeni di contaminazione la linea di trasferimento è stata dotata di un sistema PIG (pigging system G-RECO) per il recupero del prodotto residuo. Il PIG viene in questo caso spinto con acqua, la quale viene in seguito recuperata e riutilizzata. L’impiego di un sistema PIG consente inoltre di minimizzare gli sprechi di prodotto, vantaggio particolarmente rilevante nel caso in questione data l’assenza di punti di scarico.
Elevate perdite di carico nel trasferimento dei prodotti più viscosi
La gestione di sostanze altamente viscose rappresenta da sempre un problema per l’industria di processo. Alcune sostanze utilizzate nelle formulazioni dei detergenti (e.g. glicerina), soprattutto durante il periodo inverale, tendono ad assumere viscosità eccessive per il trasferimento in linea. Nonostante i serbatoi di stoccaggio esterni fossero riscaldati, la viscosità di alcune sostanze non consentiva di garantire una portata sufficiente alla pompa volumetrica. Il problema è stato affrontato con un duplice approccio: da un lato è stato sovradimensionato il diametro di aspirazione dai serbatoi, dall’altro ogni linea, nel tratto all’esterno, è stata dotata di cavo elettrico tracciante per mantenere costante la temperatura del liquido trasferito ed evitare dunque aumenti indesiderati della viscosità.
Formazione di schiume durante il ricircolo nel serbatoio buffer
Come già accennato, il serbatoio buffer S1 è stato dotato di un sistema di ricircolo con lo scopo di mantenere il prodotto in movimento. Il sistema di ricircolo è di reintroduzione del liquido nel serbatoio è stato studiato per minimizzare i fenomeni di turbolenza e la formazione di schiume indesiderate. In particolare, oltre all’impiego di una pompa volumetrica caratterizzata da bassi fenomeni schiumogeni, il sistema di reintroduzione del liquido dall’alto è stato studiato per accompagnare il prodotto lungo la parete laterale interna del serbatoio, evitando che questo inglobi aria.
Gestione dell’automazione di un impianto complesso
La gestione dell’automazione in un impianto complesso risulta sfidante soprattutto quando sono coinvolti molteplici fornitori di macchinari e attrezzature. Nel caso in questione il team Granzotto ha implementato la sensoristica per il dosaggio automatico delle materie prime, nonché l’interfacciamento al sistema centralizzato di gestione della produzione, il quale permette di inviare le ricette da remoto e di ricevere, sempre da remoto, il report di produzione. Granzotto si è occupata inoltre di rilasciare la dichiarazione CE di conformità dell’impianto alla Direttiva Macchine (2006/42/CE). L’interfaccia con il gestionale di produzione, con possibilità di scambiare informazioni e operare da remoto, e la conformità dell’impianto alla Direttiva Macchine hanno permesso al cliente di agevolare l’investimento fruendo degli incentivi fiscali previsti dal Piano Industria 4.0 (credito d’imposta per l’acquisto di beni strumentali tecnologicamente avanzati).
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