CementSizer – Analisador de Tamanho de Partículas

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CementSizer – Analisador de Tamanho de Partículas

O CementSizer possui a tecnologia mais recente do princípio de Difração a Laser, a Xoptix Ltd desenvolveu um instrumento compacto e robusto para a análise de tamanho de partículas em tempo real no processo, permitindo análise de granulometria na faixa de 0.1 a 3000 microns para amostras em via úmida (emulsões, suspensões e pastas) ou seca (pós solto), incluindo soluções móveis ou fixas para praticamente todas as aplicações industriais.

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Analisador de Tamanho de Partículas Online (PSA)

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CementSizer – Analisador de Tamanho de Partículas:

CementSizer – Analisador de Tamanho de Partículas, o que é?

O CementSizer é um analisador de tamanho de partículas, combinado com a tecnologia mais recente do comprovado princípio de Difração a Laser, a Xoptix Ltd desenvolveu um instrumento compacto e robusto para a análise de tamanho de partículas em tempo real no processo.

O analisador de tamanho de partículas PSA – Particle Size Analyzer, foi totalmente projetado para operar em ambientes industriais de processos e oferece a máxima precisão na medição e facilidade de operação. O CementSizer possui funções integradas que permitem que os dados medidos pelo equipamento forneçam feedback simples de resultados para controlar PLC / DCS para controle de malha fechada, podendo ser transmitidos automaticamente a qualquer sistema de controle para assegurar uma melhor gestão do processo.

Como funciona o CementSizer?

O CementSizer utiliza tecnologia de difração à laser (Laser Diffraction) permitindo análise de granulometria na faixa de 0.1 to 3000 microns para amostras em via úmida (emulsões, suspensões e pastas) ou seca (pós solto), in-line, on-line ou at-line, incluindo soluções móveis ou fixas para praticamente todas as aplicações industriais. Sua construção resistente e tecnologia robusta refletem as severas exigências impostas à instrumentação analítica de uso contínuo nos ambientes de processos como moagem, classificação, secagem por spray, atomização, filtragem e granulação.

O novo medidor de partículas em linha CementSizer da Xoptix possui tecnologia patenteada que permite automonitoramento, autodiagnóstico e tecnologia de auto limpeza para garantir o máximo de tempo de atividade e oferecendo monitoramento em tempo real 24 horas por dia, 7 dias por semana.

Quais são as Tecnologias do CementSizer?

A tecnologia automatizada CellClean, exclusiva do CementSizer, é o coração do sistema patenteado de automonitoramento. Se o instrumento requer limpeza, o CellClean fornece automaticamente um pulso de ar para limpar instantaneamente a câmara da célula de amostra, de modo que o monitoramento em tempo real usando difração a laser possa continuar.

O sistema também permite verificar o status operacional atual usando o banco de dados de diagnóstico. Caso ocorra alguma anomalia no desempenho da análise, alertas serão gerados para que um Engenheiro de Processo possa agir imediatamente. A inteligência de autodiagnóstico, juntamente com a capacidade de se autolimpar automaticamente, dá ao CementSizer o máximo tempo de atividade e a confiabilidade que os processos precisam para otimização.

CementSizer – Analisador de Tamanho de Partículas e seus Benefícios:

Ampla faixa dinâmica – de submícrons a milímetros de tamanho.
Medições rápidas – resultados gerados em menos de um minuto.
Repetibilidade – grande número de partículas amostradas em cada medição.
Resposta instantânea – monitoramento e controle do processo de dispersão de partículas.
Alta produtividade de amostras – centenas de medições por dia.
Calibração desnecessária – facilmente verificada com materiais padrão de referência.
Técnica bem estabelecida – coberta pela ISO 13320 (2009).

Indústrias e Aplicações Típicas:

Com sua construção resistente e tecnologia robusta que refletem as severas exigências impostas à instrumentação analítica de uso contínuo nos ambientes de processos como moagem e classificação. CementSizer pode ser utilizado nas mais diversas áreas de aplicação e indústrias, dentre elas:

Produzir matérias-primas “em conformidade” desde o primeiro lote, reduzindo o desperdício e a quantidade de material a ser reciclado.
Reduzir a variação entre lotes, melhorando a qualidade.
Controlar e manter a qualidade continuamente.
Implantar uma “malha de controle fechada” operando o mais próximo do limite alvo.
A análise em tempo real permite maior controle sobre a velocidade de rotação dos moinhos.
Ajustes ao processo podem ser vistos instantaneamente.
Produto final, o cimento, com maior mais consistência e homogeneidade.
A granulometria da farinha poder ser otimizada para para se ter um menor fator de queima e maior quantidade de
Alita M1, qual provê maior resistência inicial ao cimento.
O custo de produção anual geral pode ser bastante reduzido. A United Cement of China viu uma redução na produção anual custos de US $ 1 milhão.

Unidades de medição em linha portáteis:

Pesando cerca de 15 kg ( caixa à prova de água), este é o melhor medidor de linha portátil!

A primeira solução transportável: em uma mala que pode ser levada como bagagem de mão para qualquer lugar. Embora ocupe um espaço extremamente pequeno, há compromisso com a qualidade e, de fato, usando os componentes de tecnologia mais recentes, este produto oferece o melhor desempenho em linha por uma fração do custo de outros sistemas. As dimensões da caixa são 514 mm X 289 mm X 192 mm.

Para informações adicionais acesse: www.xoptix.co.uk
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Tecnologia CellClean

A tecnologia automatizada CellClean, exclusiva do IntelliSizer™, é o coração do sistema patenteado de automonitoramento. Se o instrumento requer limpeza, o CellClean fornece automaticamente um pulso de ar para limpar instantaneamente a câmara da célula de amostra, de modo que o monitoramento em tempo real usando difração a laser possa continuar.

CellClean - IntelliSizer - Analisador de Tamanho de Partículas Online

PSA na Indústria de Cimento

A Xoptix lançou seu inovador analisador de tamanho de partículas online, o CementSizer, incorporando tecnologia patenteada, especificamente projetada para a medição de partículas no processo na indústria de cimento. O CementSizer possui opções exclusivas de sondas de amostragem que garantem que a coleta direta da linha de processo seja representativa, oferecendo um sistema robusto em tempo real para otimização do processo.

O CementSizer recém-desenvolvido possui duas unidades de amostragem especializadas que não possuem partes móveis e podem ‘diluir’ pós em um processo de cimento transportado até os níveis necessários para fornecer a quantidade correta de material necessária ao instrumento online.

A sonda Iso-cinética (IIP) intersticial patenteada, adequada para produção de cimento em menor escala de até 120T / h, é instalada de forma rápida e fácil, proporcionando controle incomparável sobre a extração da amostra. É de baixa manutenção com peças resistentes à abrasão, garantindo o máximo rendimento e maior rendimento.

Para maior produção de cimento> 300T / hr, a Xoptix desenvolveu o patenteado Amostrador de Diluição Multestágio Passivo (PMDS). Além disso, sem partes móveis, ele dilui o fluxo de pó no processo de cimento a um nível compatível com os analisadores em processo. Ele diminui a complexidade, o custo e aumenta a confiabilidade da instalação, e estende a amostragem para processos de> 300T / h.

Amostrando 2.000 vezes por segundo em tempo real, o CementSizer pode aumentar o rendimento em uma fábrica de cimento em até 5%. Além disso, a carga de trabalho do laboratório pode ser diminuída, um tempo de resposta menor ao alterar os graus e um desvio padrão significativamente menor na finura do cimento para ajudar reduzir custos energéticos com os moinhos e a produzir um produto de cimento mais estável em termos de resistência à compressão de curto e longo prazo.

O CementSizer pode ser utilizado com grande eficiência em dois pontos do processo de produção de cimento:

1. Moinho de Cru (Pré-homo)

O primeiro ponto é no moinho de cru, após a pré-homogeneização, visando otimizar o moinho de cru, reduzindo seu custo operacional. Outra importante aplicação para essa etapa, e talvez a mais importante, é prover uma farinha com a granulometria ideal, de menor finura, para um menor fator de queima e um clínquer com maiores conteúdos da Alita M1, responsável por uma maior resistência à compressão, principalmente a inicial.

Segundo o artigo de Paul, M “Influência do tamanho de partículas da farinha na formação de polimorfos da Alita e no fator de queima, ICMA 2016”, clínquer de matérias primas mais finas apresentam maiores concentrações de Alita M1, fase responsável pela maior resistência inicial, em qualquer temperatura de queima.

2. Moinho de Cimento

Entre 1 e 2% da energia mundial é usada para moer cimento até um tamanho adequado para sua aplicação final. Os moinhos usados para moer o cimento são em geral ineficientes, mas não há outro método econômico disponível para atingir a meta de redução de tamanho. Por muitos anos, a medição da distribuição do tamanho de partícula em laboratório foi um dos principais parâmetros de qualidade usados no controle de qualidade do cimento.

Tradicionalmente, a finura do cimento é medida usando o número de Blaine (ASTM C204) que é um parâmetro baseado na área superficial e é amplamente reconhecido e utilizado na indústria de cimento. O teste é serve para de determinação da finura do cimento pelo método de permeabilidade ao ar. A relação entre a permeabilidade ao ar de um pó e sua área de superfície é vem diretamente da teoria aproximada de Kozeny-Carman, que assume uma volume de tamanho único para partículas esféricas. Claramente, partículas de cimento não são de tamanho único, portanto este valor não é absoluto. Outras limitações da técnica são que é um procedimento manual e extremamente lento, assim como com menor precisão para valores de Blaine mais altos, isto é, mais finos como cimentos especiais.

Além das desvantagens citadas acima, um outro problema é que Blaine fornece apenas um único parâmetro. O que isso significa, essencialmente, é que dois cimentos de distribuição de tamanhos muito diferentes podem dar o mesmo número de Blaine. Onde dois cimentos têm o mesmo número de Blaine / área de superfície específica, aquele com a distribuição de tamanho de partícula mais estreita terá a maior resistência à compressão como resultado de uma hidratação mais consistente. Existem muitos artigos que mostram que as partículas maiores que 50 µm de diâmetro irão reagir tão lentamente, podendo nunca ser totalmente hidratadas, mesmo após longos períodos de cura, mesmo que haja água suficiente. Por outro lado, um o excesso de partículas menores que 3μm pode fazer com que o cimento cure exotermicamente, o que pode resultar em rachaduras. À medida que a indústria de cimento continua a desenvolver cimentos combinados mais sofisticados, um único parâmetro deixará cada vez mais de identificar e, portanto, controlar as complexidades reais desses cimentos.

Portanto, a instalação do CementSizer da Xoptix para determinação do tamanho de partículas pode otimizar a moagem de cimento, economizando tempo e dinheiro, e permitindo a produção consistentemente um produto melhor com um custo menor e fazendo com que o retorno de investimento seja feito em poucas semanas.

Estudo Caso da United Cement da China

Depois de pesquisar e investigar o muitos aspectos da medição online de partículas online de cimento, a United Cement da China substitui o método de Blaine, que tradicionalmente era usado para prever a resistência à compressão do cimento e também pode indicar a eficácia do processo de moagem, e instalou o sistema de análise de partículas em linha CementSizer da Xoptix em 2013. A mudança de fazer medições pouco frequentes (após o evento) no laboratório para análises em tempo real do cimento, online no processo, forneceu muitos benefícios, garantindo não somente um produto de melhor qualidade produzido o tempo todo, mas também resultou em economia de custos de energia e aumento na produção para a planta que já estava trabalhando em sua capacidade nominal. A automação do processo resultou em aumento de produtividade, minimizando o excesso de moagem e reduzindo a proporção de produto fora da especificação durante as trocas de produto.

Difração à Laser

A técnica de difração a laser existe desde o final dos anos 1970 e é um método bem estabelecido e atualmente e amplamente utilizado para medir o tamanho das partículas desde o nanômetro superior até a faixa milimétrica.

Um feixe de laser é direcionado para as partículas dispersas, então a luz do laser é difratada pelas partículas e o padrão de difração correspondente é detectado e avaliado. Os instrumentos PSA da Xoptix trabalham com detectores de alta resolução para fornecer sinais de medição precisos e reproduzíveis que são usados para calcular as distribuições de tamanho de partícula com base nas teorias de Fraunhofer e Mie. Isso garante total conformidade com os padrões ISO 13320 e USP <429>.

Princípio Básico

A difração laser mede as distribuições de tamanho das partículas por medição da variação angular na intensidade da luz difundida à medida que um feixe de laser interage com as partículas dispersas da amostra. Partículas grandes dispersam a luz em pequenos ângulos em relação ao feixe de laser e partículas pequenas dispersam a luz em ângulos grandes, como ilustrado abaixo. Os dados sobre a intensidade da dispersão angular são então analisados para calcular o tamanho das partículas responsáveis por criar o padrão de dispersão, com base na teoria de difusão da luz de Mie. O espalhamento angular da luz das partículas é inversamente proporcional ao seu tamanho, e o diagrama acima mostra um mecanismo para coletar essa luz em uma forma experimental e o tamanho das partículas é indicado como o diâmetro de uma esfera de volume equivalente.

Esquema Básico do Analisador de Tamanho de Partículas

O equipamento PSA online utiliza a tecnologia bem estabelecida de difração a laser, garantindo assim resultados rápido e confiáveis. A luz espalhada pelas partículas é coletada pelo detector e transferida para o computador onde o tamanho é calculado.

A amostra é desviada do fluxo principal do produto, passando através da célula de dimensionamento e depois retorna para fluxo o principal de processo.
Assim, a medição da amostra é em tempo real, permitindo que o produto mudanças na qualidade a serem feitas com desperdício mínimo de produto.
A purga de ar mantém a célula de medição limpa, garantindo tempo máximo de operação e manutenção mínima.
No interior, o instrumento é um instrumento de difração a laser de especificações completas, com desempenho igual ou superior aos sistemas de laboratório convencionais.