L’aria compressa per l’industria del vetro

L’industria del vetro è una delle attività a più alto consumo di aria compressa per via dei processi di soffiaggio sia dei pezzi cavi (il 73% della produzione nazionale, secondo Assovetro) che pieni, con una incidenza stimata intorno al 4% del consumo energetico complessivo di tutto il settore (fonte: ENEA).

L’utilizzo di sistemi produttivi ampiamente automatizzati e a ciclo continuo costringe a prestare particolare attenzione alla sicurezza dell’approvvigionamento. Un fermo tecnico può infatti costare caro in termini di blocco della produzione.

D’altro canto, per certe fasi di processo i requisiti di purezza possono diventare stringenti, al punto da dover richiedere compressori o soluzioni di essicazione in grado di assicurare standard di qualità particolarmente rigorosi.

In sostanza, l’industria del vetro pone, per la risorsa aria compressa, il classico trade-off tra qualità e risparmio dei costi. La bravura di un costruttore di compressori si gioca quindi tutta nella capacità di offrire soluzioni che assicurino standard adeguati al minor costo possibile.

In questo articolo analizzeremo le caratteristiche che devono avere impianti e compressori per la generazione di aria compressa industriale per l’industria del vetro e le opzioni tecnologiche attualmente disponibili.

Le peculiarità degli impianti di produzione di aria compressa per l’industria del vetro

Le fasi del processo produttivo in cui viene impiegata l’aria compressa di questo particolare segmento industriale sono parecchie:

• Nella fase di trasporto, pesatura, mescolazione e stoccaggio delle materie prime, per alimentare nastri trasportatori, tazze e propulsori pneumatici
• Nella fase di fusione per la polverizzazione degli oli combustibili
• Nella fase di formazione del prodotto finale per il soffiaggio dei pezzi cavi
• Negli stampi, sia per vetro float che cavo
• Nella fase finale di trasporto e imballaggio per alimentare diverse macchine come quelle per il taglio o il convogliamento dei pezzi finiti.

Come si vede, l’industria del vetro fa un impiego continuo e massivo di aria compressa in ogni fase del processo produttivo. Questo crea la necessità di assicurare, a livello di progettazione degli impianti, un rifornimento stabile e senza interruzioni.

Un’altra esigenza peculiare dell’industria del vetro è quello di dover filtrare ed essiccare l’aria compressa, che non deve presentare residui di polveri, oli o umidità, in quanto potrebbero compromettere non solo la fase di soffiaggio, ma anche il funzionamento dei numerosi macchinari impiegati.

Riassumendo, i vincoli progettuali a cui bisogna attenersi sono tre:

• Purezza: aria compressa il più possibile essiccata e filtrata
• Affidabilità: sicurezza di funzionamento dell’impianto senza fermi o guasti
• Flessibilità: capacità dell’impianto di sviluppare grandi quantità di aria compressa a differenti pressioni

Le caratteristiche di purezza

Abbiamo detto che la purezza (intesa assenza di particolato, residui d’olio o umidità) è il primo requisito che dobbiamo chiedere per l’utilizzo di aria compressa nell’industria del vetro. Questo vuol dire prestare attenzione non solamente ai filtri e agli essiccatori, ma anche alle tubazioni.

L’inquinamento dell’output si potrebbe infatti verificare per la presenza di tubazioni o giunture difettose nel corso del processo di convogliamento dal compressore ai macchinari. L’alluminio presenta sotto questo profilo margini di sicurezza maggiore rispetto alle condotte in acciaio, soggette a rischio di formazione di zone di ruggine.

Venendo agli standard qualitativi, per l’industria del vetro si ritiene utile applicare i criteri più stringenti, richiedendo quindi la classe 1 o la classe zero priva di olio previste dalle norme ISO.

A livello progettuale, questo può essere raggiunto in due modi:

• Con un compressore in grado di produrre aria compressa classe zero sin dall’origine
• Con un sistema di filtri ed essiccatori a valle di un sistema di compressori lubrificati

La differenza tra le due soluzioni è in genere nei costi: la seconda è più economica.

In entrambi i casi, è opportuno completare il sistema con una serie di sensori in grado di rilevare la purezza dell’output in continuo.

Le caratteristiche di sicurezza dei compressori per l’industria del vetro

La sicurezza – intesa come garanzia di un approvvigionamento constante – può essere solo ottenuta rendendo ridondante il sistema.

Un altro problema da tenere presente è il costo di esercizio, che oltre in termini di consumi di energia elettrica va valutato anche in termini di manutenzione delle macchine.

Per risolvere questi due problemi (sicurezza e risparmio) è necessario completare l’impianto con altri due dispositivi: il master controller e l’inverter.

Il master controller è un sistema di gestione automatico che fa alternare i dispositivi onde ottimizzarne l’utilizzo sulla base dei consumi di aria compressa. In questo modo si ottengono risparmi nell’esercizio, attivando i compressori adeguati a coprire la richiesta di aria compressa, e sulla manutenzione che possono essere significativi.

L’inverter è invece un dispositivo che consente di variare la velocità del motore del compressore sulla base di input esterni, in particolare variazioni della richiesta. In questo modo è possibile far funzionare la macchina sulla domanda effettiva di aria compressa, con risparmi significativi sui costi energetici.

La digitalizzazione dell’aria compressa per l’industria del vetro

Abbiamo detto che gli impianti di produzione di aria compressa industriale nelle vetrerie sono in genere automatici. Questo vuol dire, in prospettiva, dover affrontare la rivoluzione digitale, ossia fornire compressori in grado di integrarsi in caso di digitalizzazione totale di una fabbrica.

Ne deriva un ulteriore, ultimo requisito che il nostro impianto dovrà avere: dovrà essere compatibile con le prescrizioni di Industry 4.0 e avere dei sistemi di controllo in grado di interfacciarsi e integrarsi con il sistema di controllo generale di tutta la fabbrica.

Solamente in questo modo un ipotetico nuovo impianto di compressione non rischia di diventare un corpo estraneo e non integrabile nel ciclo produttivo.

Le soluzioni BOGE per l’aria compressa per l’industria del vetro

BOGE ha a catalogo diversi prodotti particolarmente adatti agli specifici bisogni delle vetrerie. Cominciando dai compressori, il nuovo modello Low Pressure Turbo 150 assicura aria compressa oil-free al 100% grazie a un innovativo sistema di sostentamento pneumatico della girante.

Grazie a questa nuova tecnologia, mediata dall’industria aereonautica, i consumi risultano ulteriormente ridotti, come anche i costi di manutenzione.

L’LPT 150 è solamente l’ultimo nato della classe BOGE oil-free, che schiara in campo diverse tipologie di compressori (a vite, scroll, a pistone) in grado di arrivare alla classe di purezza zero prevista dalla norma ISO 8573-1.

BLUEKAT è un convertitore catalitico che consente di ottenere aria compressa classe zero persino da un compressore a olio.

La serie di essiccatori BOGE comprende sia modelli a ciclo frigorifero come la serie DS, particolarmente efficaci a livello di risparmio energetico che a adsorbimento, che garantiscono un livello di affidabilità particolarmente elevato grazie alla riduzione al minimo della quantità di aria di rigenerazione.

Venendo ai master controller, infine, Airtelligence provis 2.0 offre un sistema di controllo di ultima generazione con interfaccia intuitiva che arriva a controllare fino a 16 compressori e a 24 componenti.

Per approfondire le problematiche legate all’aria compressa e all’industria del vetro:

http://www.ariacompressa.it/data/quaderni/download/1806-quaderni.pdf