Optimización del proceso de dosificación de colorantes

Caso de estudio en empresa papelera
ITC  /   Optimización del proceso de dosificación de colorantes

Antecedentes

Una reconocida empresa papelera del País Vasco, con una larga tradición en la fabricación de papel de colores, se pone en contacto con ITC con el propósito de mejorar y optimizar el proceso de dosificación de colorantes disponible en sus instalaciones.

El propósito del sistema de dosificación es la inyección con o sin mezcla de 4 colorantes (colores básicos) sobre la línea de agua del pulper, dispositivo donde se introduce la materia prima para formar la pasta de papel. Con esta mezcla de colorantes se obtienen las diferentes tonalidades de papel en función de los parámetros establecidos por el SCADA de la planta que requiere de una extrema precisión para fabricar papel de colores con tonalidades totalmente homogéneas.

La instalación existente no tiene un funcionamiento óptimo y tras un análisis realizado por ITC se detecta que presenta numerosos problemas operativos y de seguridad que impiden al sistema trabajar regularmente y con la precisión deseada tales como:

  • Deficiencias en la instalación de los equipos debidas principalmente al dimensionamiento deficiente de las tuberías de aspiración e impulsión. Estas deficiencias no permiten las bombas aspirar e impulsar normalmente. Frecuentemente se producen obturaciones en la tubería debidos a la insuficiente sección y a la presencia de elementos que impiden el paso de productos viscosos.Por otro lado, se detecta la obsolescencia de los equipos instalados, que además tienen la particularidad de estar configurados con una bomba de cuatro cabezales guiada por un solo motor. Lo cual implica que ante la dosificación de un solo colorante el resto de los cabezales continúan funcionando.Incorrecto dimensionado de las tuberías de aspiración e impulsión. Esto impide a las bombas aspirar e impulsar correctamente los productos viscosos con los que se trabaja. Además, frecuentemente se producen obturaciones en la tubería por la presencia de elementos junto a una sección reducida.
  • Baja versatilidad ante las distintas necesidades de combinación de colorantes del equipo de dosificación actual. Se trata de una bomba de cuatro cabezales accionados por un solo motor que no permite dosificar un solo colorante sin que los otros cabezales sigan dosificando.
  • Baja precisión. El control de caudal actual a través de servomotor externo que actúa sobra la carrera del cabezal tiene una respuesta demasiado lenta ante los cambios de caudal de necesarios.
  • Deficiencias sobre el control de proceso y la comunicación con el SCADA propio del cliente. El caudal dosificado no considera el caudal de agua sobre el que se diluye el colorante.

Solución de ITC

Después de estudiar detalladamente los problemas detectados en la instalación y en coordinación con las necesidades reales del cliente ITC propone la siguiente solución:

  • Se instalan 4 bombas dosificadoras DOSTEC AC de control avanzado para dosificar de forma independiente cada uno de los colorantes. Las bombas que funcionan en modo remoto están siempre listas para dosificar y cada una de ellas recibe una parametrización para cada uno de los colores requeridos y/o formulados. Con ello se obtiene una mejora muy notable en precisión en la dosificación y el tiempo de respuesta.Otras mejoras en la instalación incluyen tuberías debidamente dimensionadas en función de caudal lo cual permite amortiguar la elevada perdida de carga causada por el manejo de productos muy viscosos. Además, se implanta un sistema de tuberías que permite la limpieza con agua caliente del sistema, que facilita, por un lado, la intercambiabilidad de las bombas (para el manejo de futuros colores y nuevas formulaciones) además de mantener el sistema en perfecto estado de conservación y operabilidad.Instalación de 4 bombas dosificadoras DOSTEC AC de control avanzado para dosificar de forma independiente cada uno de los colorantes. Las bombas que funcionan en modo remoto están siempre listas para dosificar y cada una de ellas recibe una parametrización para cada uno de los colores requeridos y/o formulados. Con ello se obtiene una mejora muy notable en precisión en la dosificación y el tiempo de respuesta.
  • Se implantan mejoras en la instalación, especialmente en lo relativo a la mezcla a realizar, dado que se implementa el control del caudal de agua (que se asocia al sistema DCS del cliente) para la obtención de mezclas de colorantes extremadamente precisas. Se instalan elementos como probetas de calibración (que permiten mejorar la precisión) y válvulas de contrapresión para poder fijar con el mínimo error posible la cantidad de colorante dosificado.
  • Otras mejoras incluyen tuberías debidamente dimensionadas en función de caudal lo cual permite reducir la elevada perdida de carga causada por el manejo de productos muy viscosos. Además, ITC implanta un sistema de tuberías que permite la limpieza con agua caliente del sistema que facilita, por un lado, la intercambiabilidad de las bombas (para el manejo de futuros colores y nuevas formulaciones) además de mantener el sistema en perfecto estado de conservación y operabilidad.
  • Se instalan dispositivos de seguridad que permiten evitar cualquier eventual sobrepresión en el sistema. Adicionalmente, el sistema de alarmas de la propia bomba permite al sistema de control central recibir avisos ante cualquier eventual fallo en la dosificación.

Las mejoras en la implantación del sistema de dosificación basado en la bomba DOSTEC AC permiten una coloración más precisa y dotan al cliente de un sistema notablemente más fiable y seguro, reduciendo los costes de explotación y mantenimiento.

Localización
  • País Vasco, España
Puntos Clave
  • Incorrecto dimensionado de las tuberías de aspiración e impulsión
  • Baja versatilidad ante las distintas necesidades de combinación de colorantes
  • Baja precisión en el control de caudal a través de servomotor externo
  • Deficiencias sobre el control de proceso
Productos utilizados
  • DOSTEC AC: bomba dosificadora de pistón con control avanzado.
    Ver ficha producto Dostec AC