Na indústria encontramos tipos diferentes de processos de bombeamento que contribuem para a produção de um determinado produto ou insumo. Descarregamento de caminhões, transferência de produtos, envasamento, mas um processo de bombeamento muito específico e importante é a dosagem de produtos para formulação de um produto final complexo.
Os processos manuais de dosagem ainda são muito utilizados, mas têm sido substituídos muitas vezes por bombas ou sistemas que possuem entradas e saídas de sinal, aptos a operar em malhas PID (Proporcional, Integral, Derivativo). Estas malhas são compostas por um impulsor (bombas dosadoras), um instrumento (medidor de vazão, transmissor de pressão etc.) e um controlador (válvulas proporcionais).
As bombas dosadoras automatizadas recebem sinal do instrumento de processo fazendo com que através de inversores de frequência, a vazão seja alterada para ir ao encontro do set-point ideal para o processo. As válvulas proporcionais atuam para atingir o ajuste fino do set-point. Este ajuste irá tornar o processo da dosagem o mais preciso possível no menor intervalo de tempo. As bombas fabricadas atualmente já contemplam entradas de sinal analógico e digital, este último podendo ser multiplicado ou dividido para que a repetibilidade e proporcionalidade da vazão da bomba dosadora seja atingida rapidamente e se mantenha continua.
Dependendo do modelo da bomba é possível alcançar precisões da ordem de 0,05% e repetibilidade de até 99%. Quando houver a necessidade de alterar o processo, um novo ajuste automático irá fazer as bombas alterarem seu set-point para atender a este novo ponto do processo industrial.
As bombas dosadoras podem ser manuais, eletromecânicas ou eletromagnéticas e trabalhar com velocidade variável ou fixa conforme a necessidade da aplicação e trabalhar com pressão máxima de até 3.000 bar e atendem vazões máximas de 180.000 litros/hora.
Ecologicamente corretas
O projeto das bombas dosadoras permite que a bomba trabalhe com câmara seca, sem a necessidade de óleo lubrificante. Isso elimina o uso de vedações e selos mecânicos e torna a manutenção mais simples, rápida, econômica e ecologicamente correta, uma vez que não há a necessidade de descarte e reposição do lubrificante. As bombas são construidos em materiais que atendem às exigências de higiene e seguranca exigidas em diversos setores industriais.
Principais tipos de bombas dosadoras
Bombas dosadoras peristálticas
As bombas dosadoras do tipo peristáltica são especialmente indicadas em aplicações que exigem um alto grau de pureza.
A preferência por esse tipo de bomba está no fato de que o fluido bombeado fica contido dentro do elemento tubular ou mangueira e nunca entra em contato com a bomba. Isso previne que a bomba contamine o produto final e que o produto final contamine a bomba reduzindo muito os gastos com manutenção e paradas imprevistas na linha de produção, protegendo o operador e reduzindo riscos de danos ao meio ambiente.
Por oferecer uma ação de bombeamento suave e precisa são ideais para aplicações de dosagem química de produtos sensíveis ao cisalhamento.
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Bombas dosadoras de pistão e diafragma
Estas bombas são constituídas por um mecanismo dotado de movimento alternativo, que aciona um pistão ou diafragma. Estes por sua vez promovem sucção e descarga do fluido que deve ser dosado no processo industrial.
A decisão da escolha do impulsionador de fluxo do tipo pistão ou diafragma, irá depender de uma série de variáveis de processo tais como: pressão, temperatura, viscosidade, vazão, natureza do fluido de dosagem e economia no investimento inicial. Outro fator importante de seleção é o tipo de válvulas de sucção e descarga. Basicamente são válvulas dotadas de obturador tipo esferas mecânicas, cujo material também depende das variáveis de processo citadas acima.
Nas bombas de pistão, dois tipos clássicos de controle de dosagem são fornecidos dependendo da necessidade do processo. Um deles é variando a vazão através da variação do comprimento do curso do pistão. O outro é pela variação do número de pulsos por minuto do mesmo. Estas variações de capacidade podem ser realizadas por vários tipos de controladores inseridos em uma malha de instrumentação, tais como servo-motores e/ou inversores de frequência.
É possível também a operação dosando muitos produtos diferentes, utilizando para isto várias cabeças de dosagem todas interligadas a um mesmo acionador.
Bombas dosadoras eletromagnéticas
As bombas dosadoras eletromagnéticas operam pelo princípio de pulsos eletromagnéticos gerados em uma bobina, realizando o deslocamento controlado de um pistão que possui um diafragma em seu extremo. O cabeçote da bomba é composto por um diafragma e esferas de vedação localizadas na sucção e recalque da bomba que trabalham em conjunto para a perfeita dosagem do fluido.
Quando ocorre o recolhimento do diafragma existe a liberação da esfera de sucção por vácuo, ocasionando a entrada de uma quantidade específica de fluido na camara de bombeio. O próximo ciclo de movimentação do diafragma ocasiona o fechamento da esfera de sucção e liberação da esfera de recalque que fará com que o fluido admitido seja transferido para a a tubulação.
Este ciclo é repetido indeterminadamente se o equipamento estiver em funcionamento constante e por períodos pré determinados se estiver em funcionamento proporcional.
Estão disponíveis modelos com comando analógico ou digital e também modelos que permitem o ajuste mecânico de stroke. A placa de controle microprocessada interna garante ótimo desempenho em diferentes faixas de vazão constante ou proporcional. Podem operar no modo manual de 0 a 100%, ou com entrada analógica de 4-20mA e digital através de pulsos. Existem modelos que possuem também deslocamento gradual do pistão, onde além do ajuste eletrônico através de pulsos ou entrada analógica, o aumento ou diminuição do comprimento do deslocamento do pistão.
Principais aplicações das bombas dosadoras
As bombas dosadoras são utilizadas em diversas aplicações nos mais variados segmentos industriais estando presentes inclusive em processos como os de fabricação de semicondutores e até em instalações nucleares.
Tratamento de água e efluentes
As aplicações em plantas industriais e municipais para tratamento e desinfecção de água envolvem diversos processos de dosagem química de precisão além de aplicações para controle de pH.
- Dosagem e recirculação de leite de cal.
- Dosagem de hipoclorito de sódio ou potássio em processos de desinfecção.
- Dosagem de hidróxido ou bissulfito de sódio no ajuste de pH.
- Injeção de cloreto férrico na etapa primária do tratamento.
- Adição de fluor e carbono ativado em plantas públicas de fornecimento de água para melhorar a qualidade da água para consumo.
- Aplicação de permanganato de potássio para desinfecção e oxidação.
Alimentos e bebidas
As indústrias de alimentos e bebidas precisam lidar com muitos desafios em seus processos de produção. As bombas dosadoras utilizadas nas aplicações destes mercados precisam oferecer uma ação de bombeamento suave e precisa além de atender aos rigorosos padrões de qualidade e higiene exigidos.
- Aplicações de dosagem nos processos de produção de molhos, pastas, caldas, emulsões, chocolate, maionese, iogurte, geléias, manteigas, bolos, azeite de oliva, doces e outros itens onde a estabilidade física e química seja fundamental para a qualidade do produto final.
- Dosagem precisa de aditivos, corantes, estabilizantes, aromatizantes e espumantes na fabricação de bebidas diversas, sucos, cervejas, vinhos, etc.
- Dosagem de produtos químicos nos processos de limpeza CIP e SIP.
- Aplicações de tratamento de água e efluentes.
Tintas e vernizes
Por não possuírem selos mecânicos as bombas dosadoras peristálticas são ideais para a os processos de dosagem das emulsões utilizadas na fabricação de tintas e vernizes. O fluido só tem contato com o elemento tubular e ficam isolados do ar evitando que se solidifiquem ou vazem. Isso diminui os problemas de manutenção e elimina os riscos ambientais do processo.
- Aplicações de dosagem de fluidos químicos agressivos na produção de tintas, vernizes, solventes, corantes, massa corrida, adesivos, colas, etc.
- Dosagem de aditivos para ajuste de viscosidade das emulsões.
- Dosagem de corantes na carga de tingimento.
- Aplicações de tratamento de água e efluentes.
Mineração
As aplicações na indústria de mineração envolvem na maioria dos casos a transferência de lodos altamente abrasivos. Bombas que empregam selos mecânicos geralmente apresentam falhas muito rapidamente e não são indicadas para esse tipo de aplicações. As bombas dosadoras peristálticas trabalham muito bem com fluidos viscosos com sólidos em suspensão e são altamente indicadas para uso na indústria de mineração.
- Drenagem e bombeamento de água com alto teor de minérios e sólidos.
- Dosagem de produtos químicos cáusticos tais como ácido sulfúrico.
- Dosagem de aditivos para mineração tais como cal hidratada, hidróxido de cálcio e carbonato de magnésio.
- Dosagem de produtos químicos de processo tais como floculantes e reagentes.
- Aplicações de tratamento de água e efluentes.
Farmacêutico e Cosméticos
Os processos das indústrias farmacêuticas e de cosméticos necessitam de bombas que ofereçam uma ação de bombeamento suave que preserve ao máximo as características físicas e químicas dos produtos. Além disso as aplicações de dosagem exigem alta precisão com grande repetibilidade durante longos períodos de tempo. É necessário também cumprir rigorosos padrões de normas de segurança, qualidade e higiene. As bombas dosadoras peristálticas e eletromagnéticas são ideais para aplicações nestes mercados.
- Dosagem química de insumos e aditivos nos processos de produção de shampoo, condicionador, creme de cabelo, creme hidratante, sabonete líquido, protetor solar, glicerina, perfumes, gel, aromas e fragrâncias.
- Dosagem química na fabricação de vacinas, plasma, pomadas, xaropes e medicamentos líquidos diversos.
- Dosagem de produtos químicos nos processos de limpeza de equipamentos e da linha de produção.
- Aplicações de tratamento de água e efluentes.
Papel e Celulose
A produção de papéis de alta qualidade só é possível com a implantação de processos baseados na dosagem precisa e confiável de aditivos e corantes.
- Dosagem de bases, alvejantes, aditivos e ácidos no processo de branqueamento e outras fases da produção de papel.
- Dosagem química de agentes tais como peróxido de amônio, sulfato de cálcio, peróxido de hidrogênio, ferrocianeto de potássio, ácido fosfórico, hipoclorito de sódio e soluções de nitrato de sódio.
- Dosagem de agentes anti-espuma.
- Dosagem de corantes, tintas, revestimentos e resinas para papel e embalagens.
- Aplicações de tratamento de água e efluentes.
Cerâmica
As bombas dosadoras são especialmente indicadas nos processos com o emprego de atomizadores seja na mistura totalmente líquida ou de fluidos com suspensão de argila ou outros materiais em água.
- Injeção de corantes e esmaltes.
- Transferência de argamassa e barbotina na fabricação de louça sanitária e de revestimentos cerâmicos.
- Aplicações de tratamento água e efluentes.
Configurações e acessórios
As bombas dosadoras podem ser entregues com uma grande variedade de itens opcionais para atender às necessidades específicas de cada aplicação. Estão disponíveis diversos tipos de acessórios e conexões que permitem a instalação das bombas no cliente final sem a necessidade de grandes mudanças na linha de produção, gerando economia e agilidade.
Entre os acessórios disponíveis podemos destacar:
- Detetores de ruptura / vazamento.
- Amortecedores de pulsação.
- Diferentes tipos de conexões no padrão NPR/Flange.
- Camisas de aquecimento ( linha NSP Omel ).
- Diferentes tipos de materiais internos e acabamentos em aço inox, polipropileno ou PVDF.
As bombas podem também ser entregues acompanhadas de itens para automação e instrumentação incluindo sensores diversos ( temperatura, pH, etc. ) e controladores programáveis.
A importância de selecionar corretamente o modelo e materiais das bombas dosadoras
A escolha correta do modelo e especificações técnicas da bomba e dos materiais construtivos é muito importante para garantir o melhor rendimento e eficiência da bomba na linha, reduzir custos com manutenções não programadas e aumentar a vida útil do equipamento.
Os materiais utilizados nos diafragmas, conexões, elementos tubulares e mangueiras das bombas dosadoras Vallair são projetados para oferecer uma combinação de características tanto mecânicas quanto químicas que permitem atender às mais exigentes aplicações do mercado.
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