14.02.2011

Finance 030/2011

Magnet ne služi le kot kompas

Detekcija in separacija kovin sta pomemben del proizvodnih in predelovalnih verig.

 

V tisočih proizvodnih in predelovalnih obratih so separacijske metode ključnega pomena, saj z njimi lahko ločimo različne snovi v surovinah. Tako lahko ločimo vredne materiale od ničvrednih, separacijske metode pa so nujne tudi v živilski, kemijski, tekstilni in farmacevtski industriji.

Oprema za magnetno separacijo je izjemno raznolika, izbira pa je odvisna od načela, velikosti in moči delovanja. Izbira prave opreme je odvisna tudi od mnogih drugih dejavnikov, kot so tok in debelina materiala, iz katerega je treba izločiti feromagnetne delce, in tudi od same sestave materiala, ki vsebuje feromagnetne delce.

Magnetni separatorji se običajno namestijo vzdolžno ali prečno nad tekoči trak, kar je odvisno od količine in hitrosti transportiranega materiala, pa tudi od velikosti tujkov, ki morajo biti izločeni. Za učinkovito izločanje tujkov je treba upoštevati, da mora biti razdalja med magnetom izločevalca in tekočim trakom karseda majhna, ker magnetna sila, ki deluje na tujek, upada eksponencialno glede na razdaljo.

Magnetna separacija

Metode separacije se v industriji najpogosteje uporabljajo pri detekciji, ločevanju in izločanju feromagnetnih materialov s predelovalnih linij, kjer se je velika moč magnetov izkazala za najbolj logičen način separacije. Vhodni materiali se lahko s kovinami kontaminirajo na različne načine: žeblji in sponke iz embalaže, v kateri so prispele surovine, vijaki in matice, ki se zrahljajo in odpadejo s stroja, pogosti so tudi opilki in kosi rje, ki odpadejo s stroja. Poleg tega, da so kovine nezaželene v končnih proizvodih, pa lahko kovine v materialu poškodujejo tudi proizvodne ali predelovalne stroje.

 

 

Oprema za separacijo je raznolika, izbira pa je odvisna od posebnosti in narave procesa; vgradnja je priporočljiva tam, kjer bi sicer naključna vsebnost kovinskih tujkov lahko hudo poškodovala transportno opremo, mline ali peči ali pa bi lahko povzročila nevarnost za človeka ali živali, predvsem to velja za živilsko industrijo. Vgrajena oprema omogoča varno delovanje postrojenja v kamnolomih, pri transportu rude, cementa, premoga, glinice, gline in drugih sipkih materialov, kot so pšenica in druga žita, soja ter sol, ki se transportirajo po traku in so namenjeni mletju.

Izločanje nemagnetnih delcev

Izločevalci nemagnetnih kovinskih delcev delujejo na podlagi induciranih vrtinčnih tokov in reakcijske sile oziroma na podlagi tako imenovanega Foucaultevega toka, načela, ki se izkorišča tudi v indukcijskih kuhalnikih.

V izločevalcih nemagnetnih delcev hitro vrteča magnetna palica sproži vrtinčne tokove v konduktivnih nemagnetnih delcih pri zelo visoki frekvenci. Ti nemagnetni delci zato ustvarijo svoje magnetno polje enake polarnosti kot magnetni rotor, to pa povzroči odboj nemagnetnih delcev. Delovanje sile na kovinske delce se izkorišča v procesu izločanja, velika učinkovitost pa se doseže pri kovinah, kot so aluminij, magnezij, baker, aluminijeve zlitine in srebro.

Magnetni separatorji so izjemno učinkovite naprave, ki delujejo po enostavnem načelu magnetizma. A kljub temu so te naprave dragocena zaščita pred kontaminacijo surovine s feromagnetnimi delci, zato so najpogosteje v uporabi v rudarstvu in proizvodnji stekla, cementa, keramike, umetnih mas, v živilski in kemični industriji ter drugje. Materiali, pri katerih se običajno uporablja magnetna separacija, so industrijski materiali, živalska krma, živilski in kemični izdelki ter drugi prosto plavajoči materiali in podobno.

 

 

Detektorji kovin so nepogrešljivi tudi v živilski industriji, saj kontaminacija s kovinskimi delci, ki se lahko odlomijo s predelovalnega stroja, zelo ogroža varnost in ustreznost živilskih izdelkov. Poleg izločanja neželenih kovin pa lahko s pomočjo detektorjev kovin proizvajalci zagotovijo tudi prisotnost nekaterih kovinskih izdelkov v končnem pakiranju. Lep primer so denimo igrače, ki jih proizvajalci zapakirajo v škatle s kosmiči ali podobno pakirano hrano.

Detektorji kovin

Detektorji kovin so namenjeni zaščiti mlinov, drobilnikov, strojev za razrez in vrsto drugih vitalnih delov v procesih in sistemih, katerih okvara bi povzročila strojelom ali zastoj in s tem veliko škodo. Obratujejo lahko nenehno, in to v ekstremnih okoljih, kot so denimo kamnolomi in peskokopi, v lesni industriji, predelovalni in reciklažni industriji, na transportnih sistemih sipkih in granulatnih tovorov, neizogibni so v energetiki pri transportu premoga in lesne biomase.

Za učinkovito izločanje nemagnetnih kovinskih delov moramo surovino najprej zdrobiti na kose enakih velikosti, ki po tekočem traku potujejo v enem sloju. Separatorji na podlagi induciranih vrtinčnih tokov so na voljo tudi v zaprtem brezprašnem sistemu ter tudi z dodatnim magnetnim bobnom in vibracijskim tekočim trakom, ki še izboljšajo separacijo.

Taki izločevalci so primerni zlasti v reciklažnih in separacijskih procesih, vendar so možnosti uporabe izločevalcev nemagnetnih delcev ogromne in raznolike. Skorajda vse surovine, ki jih je treba zdrobiti, namreč vsebujejo nemagnetne delce. Cilj izločanja teh delcev pa je separacija z namenom izločanja kovin za nadaljnjo uporabo ali za čiščenje surovine.

Tipični primeri uporabe so recikliranje lesa, gume in sintetičnih materialov, saj je možno z učinkovito separacijo materialov doseči visoko stopnjo ponovne uporabnosti materialov. Tako je mogoče odstraniti dragocene kovine iz odpadnih avtomobilskih in elektronskih delov, odpadnih kablov, izločanje pa je možno tudi pri gospodinjskih odpadkih in odpadkih v pakirni industriji.

V zadnjem času se detektorji kovin pojavljajo tudi v tekstilni industriji, kjer proizvajalci z njimi preverijo izdelana oblačila pred pakiranjem. Med šivanjem se namreč lahko v tekstilnih izdelkih znajdejo kosi kovin, kot so igle ali zlomljene igle, to pa je nevarno za končnega uporabnika oblačila.

Temeljne komponente sistema detekcije kovin v industriji so senzor, signalni procesor, izhodna naprava in kontroler. Senzor reagira na prisotnost kovinskih delcev. Ko zazna prisotnost kovine v proizvodu, pošlje signal v procesor, ki deluje kot interni računalnik, od tam pa gre signal v izhodno napravo. Kontroler pa nadzoruje delovanje celotnega sistema.

Najnaprednejši sistemi detekcije kovin evidentirajo vse zaznane kovinske delce v procesu, tako da je mogoče dobiti podatke o vseh proizvodih, kjer je bila zaznana kovina, tip kontaminacije s kovino in čas detekcije. To je pomembno, če želimo najti proizvod, ki vsebuje kovinski delec, ali identificirati točke v proizvodnem procesu, kjer se je kontaminacija s kovino zgodila.

 

Objavljno: Revija Finance, št. 030/2011,     dne, 14.2.11