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Innovare i processi, con AI e IoT cresce l’efficienza

11/06/2021

Potete vedere qui una nuova Infografica Tempco, dedicata all’Innovazione di processo con la diffusione di soluzioni IoT e di Intelligenza Artificiale tra le imprese manifatturiere. L’impementazione di queste tecnologie contribuisce alla transizione dell’industria di processo verso modelli data-driven, ovvero guidati dai dati. Macchine e componenti connessi ‘parlano’ infatti a operatori e gestori degli impianti, consentendo un monitoraggio in tempo reale dei livelli di avanzamento della produzione e al contempo dello stato di salute degli strumenti produttivi.

Il condition monitoring in tempo reale del processo e dei sistemi per produrre permette non solo di massimizzare la produttività e ridurre scarti ed errori, incrementando la qualità grazie a modelli matematici adattati alla tipologia di processo sviluppati con algoritmi di AI. L’intelligenza dei dati consente anche di allungare la vita utile di macchine e strumenti, abilitando funzioni di manutenzione predittiva per aumentare l’affidabilità e la disponibilità degli impianti, evitando costosi fermi di produzione imprevisti.

IoT e AI insieme provvedono infine a dare trasparenza sugli effettivi consumi energetici nei processi di produzione, permettendo un costante miglioramento in real time dell’efficienza energetica e la riduzione dei costi nell’industria di processo. In quest’ottica, anche la piattaforma iTempco sfrutta IoT, cloud e analytics per massimizzare il rendimento termico, l’efficienza e il risparmio energetico nelle applicazioni di controllo della temperatura e di gestione dell’energia termica nell’industria di processo di qualunque settore.

Tempco infografica AI IoT innovazione di processo

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Termoregolazione monofluido nella produzione farmaceutica di API

04/06/2021

Per un gruppo chimico farmaceutico italiano, abbiamo realizzato due centraline di termoregolazione impiegate sui reattori nella produzione di API. I due sistemi sono abbinati a chiller per la produzione della soluzione incongelabile a -10°C, a servizio della sezione di raffreddamento di entrambe le centraline.
Le centraline sono completamente carenate e sono state sviluppate per implementare la regolazione monofluido della temperatura nei reattori.

Tempco termoregolazione mofluido pharma

Tempco termoregolazione monofluido pharma

La termoregolazione monofluido è infatti un sistema molto impiegato nella produzione chimica e farmaceutica. Qui un unico fluido di lavoro circola all’interno di una batteria di scambiatori di calore e provvede alle diverse regolazioni delle temperature necessarie nelle diverse fasi di produzione. La soluzione consente di non avere tempi morti per lo svuotamento e il caricamento di fluidi diversi, ottenendo inoltre livelli estremamente fini di controllo della temperatura.

Le due centraline sono state infatti equipaggiate con soluzioni tecniche all’avanguardia, per ottenere la massima precisione nelle regolazione delle temperature di processo con tolleranza di +/- 1°C.

Tempco termoregolazione pharma monofluido

Tempco termoregolazione monofluido API

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Rigenerazione scambiatori, non sempre occorre cambiare le guarnizioni

28/05/2021

Molto spesso ci viene richiesto se nelle operazioni di manutenzione e rigenerazione degli scambiatori di calore a piastre sia sempre necessario sostituire tutte le guarnizioni. La risposta è… ni.
Nel senso che a volte la sostituzione è assolutamente necessaria, altre volte no, e ciò dipende strettamente dal tipo di applicazione coinvolta.

Occorre innanzitutto distinguere due casi, per primo quello in cui lo scambiatore di calore è di tipo per caldo e lavora con vapore. In questo caso, lo scambiatore sarà quasi sicuramente dotato di guarnizioni in EPDM, etilene propilene. Questo tipo di guarnizione risulterà stressata in modo importante dal vapore ad alta temperatura. Aprendo lo scambiatore ci si rende conto che le guarnizioni sono state stressate, perché l’EPDM ha un ritorno elastico inferiore al nitrile o al vition. Pertanto dopo 2 o 3 anni di esercizio perde il recupero elastico di una guarnizione nuova. Se quindi non le sostituisco, dopo aver lavato le piastre e aver rimontato lo scambiatore, questo avrà quasi sicuramente delle perdite. Pertanto occorre cambiare tutte le guarnizioni.

Se invece parliamo di uno scambiatore che lavora con acqua fredda, proveniente magari da una torre di raffreddamento a 30° C o da un gruppo frigorifero, dopo 3 o 4 anni di lavoro avrà le piastre sporche da lavare, ma è verosimile che smontandolo le guarnizioni appaiano come nuove. E’ quindi molto probabile che si possano recuperare e riutilizzare, specialmente se si tratta di guarnizioni a clip, senza uso di colla.

Certo anche qui occorre applicare il buon senso. Se l’intervento riguarda per esempio uno scambiatore molto grande, con un pacco piastre da 200, della larghezza di 0,4 mq ciascuna e bocchelli da 100-150… è chiaro che l’operazione di rigenerazione che faccio magari dopo 4 anni di esercizio avrà un costo importante. Sicuramente il costo del cambio delle guarnizioni avrà un parziale impatto, ma è di sicuro un buon investimento se poi, non cambiandole e chiudendo lo scambiatore a rigenerazione compiuta, questo comincia a perdere.

Il suggerimento è quindi di lasciare dare un occhio agli esperti, ovvero quando in Tempco apriamo uno scambiatore per la rigenerazione, nella proposta includiamo il costo delle guarnizioni, magari splittato. Chiamando quindi il cliente una volta aperto lo scambiatore per dire se conviene procedere con la sostituzione oppure se possiamo garantirgli un altro ciclo di lavoro mantenendo quelle vecchie.

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Gruppi frigoriferi per produzione componenti in impianti di dialisi

21/05/2021

Lo scorso mese abbiamo collaudato uno speciale gruppo frigorifero sviluppato per asservire delle linee di produzione di tubo per impianti di dialisi di un gruppo farmaceutico.
I tubi per impianti di dialisi richiedono un processo di produzione molto delicato, dal momento che vengono impiegati per il trasporto di sangue. I tubi sono nello specifico usati con pompa peristaltica, al cui interno vengono schiacciati per pompare il sangue.

Le caratteristiche meccaniche ed elastiche dei tubi sono pertanto molto importanti, dovendo essere morbidi e flessibili ma al contempo anche molto resistenti.

Quello che abbiamo fornito era il prototipo di una prima apparecchiatura che produce un flusso di aria refrigerata a temperatura controllata fino a -15° C, con livelli di precisione di +/-0,5° C. L’aria refrigerata viene utilizzata con un processo coperto da brevetto che consente di ottenere una efficace modifica del tubo per dialisi.
L’azienda impiegava in precedenza sistemi di raffreddamento a venturi che non permettevano però di ottenere l’effetto necessario. In fase di collaudo del nuovo gruppo frigorifero il cliente è risultato molto soddisfatto, tanto da pianificare l’implementazione di queste apparecchiature nelle linee di produzione presenti nei suoi stabilimenti a livello globale.

Tempco gruppo frigorifero tubo dialisi

Tempco gruppo frigorifero dialisi

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Come sono fatti e dove si applicano gli scambiatori a fascio tubiero

14/05/2021

Gli scambiatori a fascio tubiero rappresentano un po’ la storia dello scambio termico, essendo stati i primi a essere impiegati per applicazioni di raffreddamento, sia industriali che nel condizionamento.

Esistono moltissime tipologie di scambiatori di calore a fascio tubiero, a tubi dritti scovolabili, a chioma, ovvero a fascio tubiero a U estraibile, possono essere multi passaggio o mono passaggio, a teste flottanti.

Le varie tipologie presentano ognuna vantaggi e limiti propri. Quelli che più impieghiamo sono della tipologia a tubi dritti scovolabili: in questi scambiatori le due testate possono essere smontate mettendo in mostra i tubi dritti in cui passa il fluido, che vanno da una testata all’altra. Essendo appunto dritti possono essere puliti uno per uno per mezzo di uno scovolino, asportando lo sporco accumulato. Il diametro dei tubi varia in funzione del tipo di fluido che vi scorre all’interno, del tipo di processo e di scambio termico. Solitamente si tratta di scambiatori saldati e il fascio tubiero non può essere estratto. Per cui nel mantello viene fatto passare il fluido pulito.

Questo tipo di scambiatori viene impiegato generalmente nella cogenerazione, in applicazione per il recupero di calore dai fumi esausti sui motori. I fumi passano nei tubi che vengono poi puliti. Un altro impiego è nel settore del biogas per la deumidificazione del biogas stesso. Il biogas passa nei tubi, all’esterno nel mantello c’è l’acqua glicolata pulita.

Sono altresì utilizzati per la produzione di acqua calda mediante vapore. L’acqua passa all’interno dei tubi e nel mantello passa il vapore, riscaldando l’acqua che esce a temperatura superiore.

I limiti degli scambiatori a fascio tubiero scovolabili sono legati alla loro lunghezza, per cui se serve uno schema termico lungo con salti termici molto lunghi dovrò mettere più scambiatori in serie. Il passaggio in serie è implementabile, ma richiede una costruzione molto più complessa delle testate.

L’altra classica tipologia è quella degli scambiatori a chioma, o a fascio tubiero a U estraibile. Abbiamo qui un fascio tubiero formato da tanti tubi piegati a forma di U, saldati su una sola testata. In questo caso la parte che può esser pulita è il mantello, quindi quella esterna, in quanto il fascio tubiero può essere estratto. Non è invece possibile pulire i tubi, in quanto la curva non può essere pulita con uno scovolino.

Il fluido sporco viene fatto passare normalmente dalla parte del mantello, anche se quando il numero dei tubi è elevato e sono fittamente ammassati, le operazioni di pulizia diventano davvero molto complicate.

Questo tipo di scambiatore permette invece di sfruttare meglio la lunghezza termica, in quanto la lunghezza termica delle tubazioni piegate a U risulta doppia rispetto alla lunghezza complessiva dello scambiatore.

A livello costruttivo, negli scambiatori di calore a fascio tubiero possono essere impiegati un po’ tutti i materiali, dall’acciaio inossidabile al rame al ferro. La scelta dipende dal tipo di fluido fa trattare, dal processo e dalle temperature coinvolte.

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Riprogettazione in impianto di distribuzione acqua di raffreddamento

07/05/2021

In seguito all’intervento dello scorso agosto per la completa rigenerazione degli scambiatori per un cliente che produce granulo di materia plastica per l’industria manifatturiera, l’azienda è tornata a contattarci per affidarci lo studio dell’aggiornamento del loro impianto di raffreddamento delle linee di produzione.

La crescita disordinata nel tempo dello stabilimento di produzione ha infatti portato a grosse difficoltà a livello della distribuzione dell’acqua di raffreddamento.

Tempco distribuzione acqua raffreddamento

utenze acqua raffreddamento granulo plastica

Dopo uno studio preliminare, il cliente ha accettato la nostra proposta di intervento a step successivi, divisi per aree di problema. Lo scopo è non fermare la produzione, procedendo quindi in maniera il meno invasiva possibile per continuare a garantire la continuità delle operazioni. Lo schema dell’intervento sarà quindi il seguente:

Intervento sulla distribuzione dell’acqua e relativa risoluzione
Una volta portata l’acqua a tutte le utenze in maniera corretta, analisi delle temperature richieste e della soddisfazione delle stesse, per implementare laddove necessario nuovi sistemi di raffreddamento, o intervenire con un potenziamento di quelli esistenti
Efficientamento energetico delle utenze esistenti

Tempco impianto raffreddamento plastica

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Chocolate pattern nelle piastre degli scambiatori

30/04/2021

Parliamo oggi di Chocolate pattern, che nel nostro settore significa parlare di scambiatori di calore a piastre. Una delle domande più frequenti che ci viene posta è quale sia la migliore configurazione della disposizione delle connessioni negli scambiatori di calore a piastre.

Gli scambiatori a piastre di ultima generazione hanno per la maggioranza le connessioni parallele, ovvero fluido primario a destra e fluido secondario a sinistra, o viceversa. Fino a qualche anno fa esistevano anche scambiatori con connessioni incrociate. Ci viene quindi spesso chiesto, ma le connessioni incrociate, dal punto di vista della distribuzione del fluido all’interno della piastra, non sono meglio delle parallele?

In effetti verrebbe naturale pensare che sia così, guardando il design di una piastra e come funziona uno scambiatore di calore a piastre. Questo perché, soprattutto su piastre di grosse dimensioni e magari con portate dei fluidi ridotte, la distribuzione non avviene su tutta la piastra ma si concentra sul lato dove sono posizionati gli attacchi.

Ovviamente avendo le connessioni incrociate questo non avviene, in quanto il fluido si distribuisce su tutta la superficie della piastra in modo automatico.

Questo tipo di implicazione è stato affrontato proprio disegnando il famoso Chocolate pattern. Guardando con attenzione le fotografie della zona triangolare che si trova tra i bocchelli, si vede che questa ha un disegno molto particolare che richiama quello delle tavolette di cioccolato, da cui il nome caratteristico. Questo sistema è stato disegnato e progettato per consentire al fluido di distribuirsi in modo uniforme su tutta la superficie della piastra.

Guardando con attenzione si nota che i canali che distribuiscono il fluido su tutta la larghezza della piastra hanno sezioni di passaggio differenziate. Questo per favorire una corretta distribuzione del fluido su tutta la larghezza della superficie di scambio termico. Si osservi quindi come questa tipologia di design di distribuzione viene applicata anche a piastre di piccole dimensioni.

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Potenziare l’industria, automazione e temperatura – Infografica

23/04/2021

La crescente adozione di sistemi di automazione robotica tra le imprese aumenta l’efficienza nei processi industriali. L’Infografica Tempco che vi presentiamo mostra che il valore del mercato della robotica nel mondo nel 2020 ha toccato i 62,75 miliardi di dollari, con un particolare trend di crescita nel segmento dei robot collaborativi, o cobot, che abilitano l’interazione sicura e senza barriere tra uomo e robot in ogni tipo di applicazione industriale.

Il concetto di efficienza nel percorso di potenziamento dell’industria funge qui da chiave di volta, creando un forte legame tra il mondo dell’automazione industriale e l’impegno di Tempco nello sviluppo di soluzioni per il controllo delle temperature nell’industria di processo, con l’obiettivo di implementare logiche di efficienza energetica e riduzione dei consumi nelle aziende.

L’adozione di sistemi robotizzati e automatici incrementa l’efficienza dei processi produttivi, abilitando un uso sempre più intelligente ed efficiente delle risorse e facendo evolvere al contempo metodologie di lavoro e competenze degli operatori, posti al cuore della trasformazione di Industria 4.0. L’energia, e l’energia termica in particolare, sono quindi tra le più preziose risorse da tutelare, adottando approcci di riduzione degli sprechi ma anche di recupero energetico.

Raffreddamento, riscaldamento e termoregolazione si legano qui a doppio filo al mercato della robotica, dove moltissimi sono i sistemi sviluppati da Tempco per il controllo della temperatura e il raffreddamento dell’olio idraulico che assicurano la piena operatività degli azionamenti e dell’idraulica di controllo di robot e moduli di automazione sulle linee di produzione.

In un mercato della robotica che cresce, portando con sé un costante affinamento dell’efficienza, verso una produzione industriale più smart e sostenibile, attenta al suo consumo di energia.

Tempco infografica automazione robot

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Raffreddamento after cooler di motori nel power generation

16/04/2021

A seguito della messa in amministrazione controllata avvenuta lo scorso anno della società Covrad, storico costruttore di moduli termici e gruppi di trasferimento di calore con sede a Coventry, in Inghilterra, ultimamente in Tempco stiamo ricevendo una serie di richieste da costruttori alla ricerca di soluzioni simili a quelle prodotte dalla società inglese.

Tempco engine cooling Covrad

In particolare la compagnia realizzava moduli termici da abbinare a gruppi di produzione di energia per il raffreddamento di jacket e after cooler, radiatori, scambiatori di calore, moduli per raffreddamento motori e kit di raffreddamento remoto in situazione quasi di monopolio del mercato.

Già da qualche mese siamo quindi al lavoro in Tempco per sviluppare soluzioni simili a quelle fornite fino a poco tempo fa da Covrad, aprendoci alla possibilità di offrire sistemi per questo tipo di applicazione. I primi tre progetti sono già in fase di definizione, a uno stato avanzato di studio dell’ingegneria per ottimizzare la costruzione e la quotazione dei sistemi.

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Scambiatori TCOIL a contatto per raffreddamento batterie e reattori

09/04/2021

Un altro interessante impiego degli scambiatori TCOIL, dei quali parliamo spesso come di scambiatori di calore a immersione, è quello di utilizzarli per applicazioni a contatto, come fossero una incamiciatura. Una caratteristica che rende molto interessanti e versatili questi scambiatori è difatti la possibilità di adattarne le forme a ogni tipo di apparecchiatura da termostatare, che ne fa una soluzione estremamente versatile.

E’ così possibile ricorrere a scambiatori TCOIL per applicazione all’esterno di miscelatori e reattori impiegati nell’industria chimica per esempio, così come all’esterno di serbatoi o per applicazione su batterie elettriche. Le lamiere che compongono le piastre rigonfiate degli scambiatori TCOIL possono infatti essere facilmente calandrate, per prendere la forma di apparecchiature cilindriche. O in alternativa è possibile usare lamiere piatte per ricoprire l’esterno dei macchinari.

Per incrementare l’efficienza di scambio termico nel raffreddamento e riscaldamento con scambiatori TCOIL è quindi necessario che la parte a contatto con la superficie esterna dell’apparecchiatura da termostatare sia piatta. Ciò si ottiene usando lamiere con differenti spessori, maggiore per la parte a contatto, minore per la parte esterna della piastra dello scambiatore. Quando si procede a rigonfiare a pressione lo scambiatore, di conseguenza solo la parte esterna si gonfierà assumendo il tipico aspetto a fossette, mentre quella interna resterà piatta.

Un altro accorgimento per aumentare ulteriormente il coefficiente di scambio termico degli scambiatori TCOIL a contatto è quindi spalmare la superficie che andrà a contatto diretto con l’apparecchiatura da termostatare con una pasta conduttiva.

Questo tipo di applicazione degli scambiatori TCOIL a contatto sta suscitando un grande interesse in applicazione nel raffreddamento di batterie di veicoli elettrici, così come per il raffreddamento di macchine elettriche ed elettroniche, che devono essere mantenute a temperature molto basse e dove, per ovvie ragioni, il raffreddamento non può essere ottenuto mediante un flusso diretto di acqua fredda.

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