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07
'13
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NORD Drivesystems
Produção em larga escala de pasta de dentes necessita de motorredutores de elevada dimensão e capacidade
A EKATO, fabricante de agitadores industriais, aumentou o maior modelo da sua linha UNIMIX para mais do dobro do tamanho, implementando desta forma o maior sistema descontínuo de produção de pasta de dentes a nível mundial. Duas misturadoras, cada uma com 10 mil litros de volume real, produzem entre 6 mil a 11 mil kg de pasta de dentes por hora, dependendo da concentração do produto. Assim, a capacidade de produção foi aumentada para mais do triplo. A especialista em motores NORD DRIVESYSTEMS apoiou o desenvolvimento dos novos sistemas de produção massiva.
Fabricantes mundiais estão interessados em concentrar as capacidades de produção em apenas alguns locais. As indústrias da higiene e dos cuidados pessoais seguem esta tendência. Por essa razão, existe uma procura de tamanhos de lotes cada vez maior para produtos como a pasta de dentes. Além disso, é produzida uma maior gama em cada local. Portanto, as instalações modernas devem ser capazes de produzir grandes volumes enquanto, ao mesmo tempo, proporcionam máxima versatilidade. Com esta complexa tarefa em mente, a EKATO SYSTEMS de Schopfheim, na região sul da Floresta Negra, construiu uma nova fábrica para a produção descontínua de pasta de dentes.
A antiga tecnologia de ponta
A capacidade máxima das instalações de produção de pasta de dentes costumava estar definida entre 4 mil e 5 mil litros, com uma produção de aproximadamente 2 mil a 3 mil litros por hora. A produção contínua ou em lotes é possível. Os sistemas contínuos permitem uma alta produtividade, mas não são muito versáteis no que diz respeito a alterações de produtos; uma vez que os diferentes ingredientes exigem, por vezes, a sua própria tecnologia de distribuição e mistura, as alterações de receita obrigam frequentemente a conversões ou reajustes. É necessário também ter em conta que a pasta de dentes não pode ser facilmente retrabalhadas quando não está suficientemente homogénea. O maior desafio para as instalações de produção contínua é assegurar a distribuição uniforme de ingredientes ativos como o fluoreto de sódio, mesmo após a realização de alterações nos sistemas de distribuição. Por outro lado, a taxa de produção das instalações descontínuas existentes não pode ser aumentada de forma significativa sem recorrer a grandes modificações no equipamento da fábrica. De forma a cumprir as exigências dos fabricantes de pasta de dentes, a EKATO teve então que construir instalações de maiores dimensões.
Design da misturadora de produção
Os sistemas de produção de pasta de dentes consistem basicamente num recipiente possível de esvaziar com um agitador, um homogeneizador e vários sistemas de distribuição para a introdução de ingredientes no processo. Os ingredientes líquidos são medidos e depois inseridos através de vácuo no recipiente ou distribuídos através de métodos gravimétricos. Os ingredientes em pó e os espessantes para aumentar a viscosidade podem ser adicionados através do homogeneizador integrado ou introduzidos no recipiente através de uma válvula localizada na sua base.
Imagens 2 e 3: A EKATO constrói o agitador perfeito para cada produto.
Cálculos complexos para a ampliação
Para a ampliação das dimensões da misturadora, a EKATO teve que determinar a dosagem dos componentes e os tempos de distribuição, os tempos de mistura e homogeneização, os valores de vácuo e os desempenhos necessários do agitador e do homogeneizador. O agitador e o homogeneizador foram configurados de acordo com a equação de desempenho de mistura para a tecnologia de mistura. Com base na sua vasta experiência, a EKATO determinou o coeficiente de potência "Ne" (ou número de Newton) para cada impulsor respetivo e para a curva de viscosidade específica do produto. Além da concentração do produto, a equação contém ainda a velocidade e o diâmetro - com os expoentes 2, 3, ou até 5, estes valores são especialmente importantes. É por este motivo que a configuração correta das unidades do agitador e do homogeneizador é crucial. A NORD Drivesystems teve que configurar os motores e unidades de transmissão com o desempenho adequado aos cálculos da EKATO e teve que os tornar o mais sólido e eficiente possível. Uma vez que a unidade do agitador é instalada no topo da misturadora de produção, deve ser o mais compacta possível apesar do elevado desempenho exigido.
Unidades de acionamento do agitador do tamanho dum carro
Esta aplicação, que depende da qualidade homogénea do produto, exige velocidade e operações contínuas. As cargas radiais e axiais no eixo do agitador, muito elevadas devido à elevada viscosidade do produto, devem ser consideradas durante a configuração da unidade de acionamento. A NORD DRIVESYSTEMS configurou e forneceu dois motores de 250 kW com unidades de transmissão industrial que disponibilizam binários nominais de saída de 242.000 Nm.
A NORD é o único fabricante a nível mundial que produz unidades de transmissão industriais de extremas dimensões deste tipo e com esta gama de potências na comprovada caixa de peça única da UNICASE. Consequentemente, as unidades de transmissão cónicas helicoidais de 3 fases do tipo SK 15407, embora de um tamanho impressionante, são todavia relativamente compactas uma vez que o design da UNICASE permite a utilização de rolamentos maiores que conseguem suportar forças mais elevadas.
Imagem 4: Os motores redutores da NORD DRIVESYSTEMS cumprem os padrões definidos pela instalação de tamanho recorde: nenhum outro fabricante de unidades de acionamento é atualmente capaz de produzir unidades de transmissão industriais destas dimensões numa caixa de peça única.
Imagens 6 e 7: Os autores são Alexander Lukas (esquerda), Diretor de Pesquisa e Desenvolvimento da EKATO SYSTEMS, e Peter Dittmers (direita), Diretor Geral na Alemanha da NORD DRIVESYSTEMS.
Autores:
Alexander Lukas, Diretor de Pesquisa e Desenvolvimento da EKATO SYSTEMS e
Peter Dittmers, Diretor Geral na Alemanha da NORD DRIVESYSTEMS
