Un approccio ottimizzato al controllo delle polveri nei silos di cereali e nei terminal cerealicoli

A cura di Geronime/Boston/McGovern/Abelson

Ogni anno negli Stati Uniti oltre 18 miliardi di bushel di cereali vengono prodotti e trasportati attraverso i sistemi di movimentazione dei cereali. La capacità degli Stati Uniti di alimentare la popolazione e il bestiame, sostenere il movimento a favore dei biocarburanti ed esportare i cereali in eccesso verso i mercati emergenti è motivo di orgoglio nazionale nonché un fattore di forza.  L'infrastruttura per lo spostamento dei cereali da un punto all'altro comprende silos-elevatori di piccole dimensioni, elevatori più grandi, terminali di cereali di grandi dimensioni, camion, treni, chiatte e navi marittime alturiere.  E ogni volta che i cereali vengono spostati da uno di questi punti a un altro, si generano polveri.  Polveri che devono essere controllate, catturate e contenute. 

Tendenze

Vi sono una serie di tendenze che influenzano le strategie per il controllo delle polveri nell'industria cerealicola. 

In cima a tale elenco vi è il fatto che la maggior parte delle strutture esistenti per la movimentazione dei cereali hanno ormai quasi trent'anni, essendo state costruite negli anni '80.   Ora, trent'anni dopo, gli Stati Uniti stanno cercando di movimentare il doppio della quantità di cereali attraverso le stesse immobilizzazioni, creando una domanda forte e crescente per l'implementazione di soluzioni di processo che miglioreranno i tempi di attività e l'affidabilità.  Ove possibile, è auspicabile evitare la costruzione di nuove infrastrutture quando alcuni miglioramenti nelle infrastrutture esistenti potrebbero supportare le esigenze di capacità.

Quando alcuni semplici miglioramenti non sono sufficienti, vengono effettuati investimenti più sostanziali per rivitalizzare le strutture obsolete aggiornandole, espandendole o persino costruendone di nuove.  Insieme ai nuovi investimenti arriva anche una nuova attenzione al miglioramento dei processi per eliminare i flussi di rifiuti, migliorare la qualità dei prodotti e incrementare l'efficienza energetica.  L'obbiettivo non è semplicemente quello di sostituire un'infrastruttura che invecchia, quanto quello di migliorarla.

La concorrenza tra le aziende di commercio dei cereali alimenta anche la necessità di migliorare sostanzialmente le strutture esistenti. Sul fiume Columbia, dove il primo nuovo terminal di esportazione del settore cerealicolo in 30 anni è in fase di completamento, diversi terminal di cereali nelle vicinanze hanno intrapreso o intraprenderanno presto progetti volti a migliorare la loro capacità di movimentazione dei cereali e l'efficienza. Senza questi investimenti, il nuovo terminal ha un sostanziale vantaggio di mercato rispetto ai terminal esistenti e potrebbe indubbiamente sfruttare tale vantaggio per acquisire quote di mercato.

Un'altra tendenza è quella di concentrarsi maggiormente sulle problematiche relative alle emissioni di polveri.  Mentre le normative federali per le emissioni di polveri di cereali non sono sostanzialmente cambiate in molte parti del paese, alcune aree (come la costa occidentale) devono far fronte a standard più rigidi relativi alle emissioni e una maggiore attuazione degli stessi.  Anche nelle aree in cui le emissioni regolamentate non sono cambiate, queste ultime rappresentano ancora una problematica a causa delle invasioni.  Man mano che i vicini si avvicinano sempre di più alle strutture di movimentazione dei cereali, il livello di tolleranza generale per le emissioni di polveri diminuisce, pertanto i gestori di cereali devono preoccuparsene maggiormente.

Infine, le normative federali locali e in attesa di approvazione relative alla gestione delle polveri combustibili possono essere sostanzialmente diverse dalle buone prassi del passato.  Il controllo delle polveri è più importante che mai per i gestori di cereali in quanto cercano di conformarsi alle imminenti normative OSHA volte a prevenire eventi catastrofici con polveri combustibili.

Riassumendo, le principali tendenze che influenzano le strategie per la raccolta delle polveri nell'industria del grano includono:

• Maggiore produttività del materiale
• Tutela della competitività di mercato
• Tempi di attività e affidabilità migliorati
• Desiderio di eliminare i flussi di rifiuti e migliorare la qualità del prodotto
• Attenzione rivolta all'efficienza energetica come fattore di profitto
• Necessità di ridurre le emissioni di polveri per soddisfare gli standard più rigidi e gestire le problematiche legate alle invasioni
• Anticipazione delle normative per la gestione delle polveri combustibili

Nuove soluzioni di controllo delle polveri

Mentre le tendenze del settore spingono i gestori di cereali a considerare il controllo delle polveri come parte integrante delle loro operazioni, l'industria della raccolta delle polveri continua a fornire soluzioni per tali esigenze.  In alcuni casi, le aziende hanno applicato soluzioni che seguono pratiche e approcci secolari, mentre altri hanno sviluppato soluzioni più nuove ed efficaci per soddisfare le esigenze recenti.

Un approccio innovativo alla gestione delle polveri è quello di raccogliere e gestire queste ultime al punto di generazione: alla fonte. Catturare e controllare le polveri alla fonte offre numerosi vantaggi tra cui:

Riduzione o eliminazione dei flussi di rifiuti.  Quando le polveri catturate vengono trattenute all'interno del processo che la genera, rimangono parte dell'entrata che produce il flusso di prodotti.  Invece di trasformare una parte del prodotto in un mucchio di polvere sprecata, questo continua a far parte del flusso di prodotti che ha un valore economico.

Riduzione o eliminazione delle apparecchiature di flusso dei rifiuti.  Quando le polveri prodotte in un processo vengono separate dal flusso di processo originale, richiedono apparecchiature di movimentazione e di processo indipendenti. Mantenere le polveri all'interno del flusso del prodotto riduce al minimo i costi e la manutenzione di ulteriori attrezzature per la movimentazione dei materiali.

Riduzione al minimo della quantità di condotti.  È necessaria un'enorme quantità di energia per spostare l'aria carica di polvere attraverso lunghi condotti.  L'installazione di collettori di polveri nei punti di utilizzo più vicini al processo di generazione delle polveri minimizza o elimina la presenza di condotti non necessari, risparmiando energia.

Manutenzione ridotta dei condotti.  Ridurre al minimo i condotti riduce i costi di manutenzione consente di eliminare l'aria sprecata durante le perdite nel sistema di condotti e i costosi rivestimenti dei condotti.

Installazione più semplice.  Meno condotti equivalgono anche a un'installazione più semplificata e agevole per le apparecchiature di raccolta delle polveri.  I collettori più piccoli e più leggeri comportano meno infrastrutture di supporto negli impianti di movimentazione dei cereali in cui i collettori spesso non vengono collocati a terra.

Tempi di attività e affidabilità migliorati per il sistema complessivo.  Con la raccolta centralizzata delle polveri, quando un sistema di raccolta delle polveri comporta la manutenzione dell'intero sistema di gestione delle stesse, spesso l'intera struttura di movimentazione dei cereali deve essere chiusa per risolvere il problema.  Con una serie di collettori nei punti di utilizzo, quando una singola parte del processo viene messa offline per manutenzione, il resto del sistema continua a funzionare.  Ciò permette di fornire un livello di ridondanza al sistema, migliorando i tempi di attività della struttura. Altri potenziali benefici dei collettori nei punti di utilizzo includono:

• Riduzione al minimo dell'impatto sui tempi di attività dovuti alla manutenzione: minimizzare i tempi di fermo garantisce una maggiore flessibilità nella pianificazione della manutenzione (ciclo di 20 minuti rispetto a 4-8 ore); caratteristiche di progettazione che semplificano e velocizzano le azioni di manutenzione.
• I sistemi localizzati riducono al minimo l'impatto sulle operazioni complessive quando un singolo componente presenta dei problemi.
• I sistemi localizzati migliorano l'utilizzo di energia, consentendo alle operazioni di utilizzarla solo quando è necessario per gestire le polveri in ogni area.  Questo approccio elimina l'energia sprecata utilizzata per estrarre l'aria dalle aree che non gestiscono le polveri.
• Tecnologie che prolungano la durata di vita utile del filtro per ridurre la frequenza di manutenzione

Supportare l'innovativa soluzione di controllo delle polveri nei punti di utilizzo richiede un prodotto filtrante delle polveri con un ingombro molto ridotto, ma con prestazioni robuste per gestire volumi d'aria da moderati a grandi.  Le maniche filtranti e i collettori a cartuccia tradizionali sono generalmente troppo grandi per l'installazione al punto di utilizzo o, se di dimensioni adeguate per adattarsi, non sono in grado di gestire i volumi d'aria necessari.

I nuovi prodotti sul mercato, quali il collettore di polveri Donaldson® Torit® PowerCore® serie CP, funzionano molto bene come collettore alla fonte ai punti di utilizzo.  Essendo un collettore piccolo, leggero, di facile manutenzione e in grado di gestire il volume d'aria richiesto, questo prodotto offre vantaggi significativi rispetto alle più tipiche tecnologie di filtri a maniche utilizzate da oltre 40 anni.

Prodotti come questo offrono la possibilità di raccogliere i materiali alla fonte e consentono il controllo delle polveri con un investimento più gestibile in costi energetici.  I collettori ai punti di utilizzo riducono il volume d'aria per il controllo delle polveri; abbassano gli investimenti di potenza, e minimizzano i costi energetici operativi.  Grazie alle sue dimensioni più ridotte e a un profilo basso, il collettore Torit PowerCore CP può essere installato in più posizioni nelle nuove strutture come i collettori con raccolta alla fonte e può infilarsi in spazi ristretti nelle strutture esistenti (in virtù delle sue dimensioni più contenute) per risolvere i fastidiosi problemi delle polveri.

Nuove opzioni relative ai setti filtranti

I setti a maniche tradizionali hanno sempre dimostrato un'efficienza relativamente bassa rispetto alle più recenti opzioni di setti che possono attualmente aiutare le strutture a soddisfare la necessità di emissioni ridotte e contribuire a gestire i problemi di invasione.

Per decenni i setti in nanofibre nei collettori di polveri a cartuccia hanno garantito livelli più elevati di efficienza ai processi in cui sono applicati i collettori di polveri di questo tipo; tuttavia, questi ultimi non sono stati adattati alla maggior parte delle operazioni di movimentazione dei cereali e, di conseguenza, tale supporto efficace non è stato ampiamente adottato.  Con il lancio della serie CP Torit PowerCore, sono ora disponibili setti in nanofibre Ultra-Web® di maggiore efficienza per l'industria cerealicola.  I test hanno dimostrato che, quando vengono utilizzati i setti in nanofibre Ultra-Web®, le emissioni possono subire una riduzione fino al 78%.  I setti filtranti Ultra-Web® nel collettore Torit PowerCore serie CP rappresentano realmente la migliore tecnologia di controllo delle polveri disponibile per l'industria cerealicola.

Quando una struttura non è in grado di sostituire i collettori centralizzati, un'altra strategia che aiuta a risolvere alcune problematiche che devono affrontare i gestori di cereali è quella di aggiornare i setti utilizzati nei collettori esistenti.  Le maniche filtranti Dura-Life® durano 2-3 volte più a lungo rispetto alle maniche standard e offrono sia un risparmio energetico sia minori emissioni.  Un'altra opzione è quella di sostituire le maniche standard con le maniche pieghettate.  I filtri a maniche pieghettate Ultra-Web SB offrono una maggiore durata del filtro, un incremento nell'efficienza e risparmi sui costi per i collettori a maniche esistenti.  Le maniche pieghettate possono aiutare a risolvere i problemi di abrasione delle maniche filtranti e possono far circolare più aria attraverso il collettore aumentando la metratura dei setti.