Produção contínua - Continuous production

Não deve ser confundido com manufatura de fluxo contínuo .
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A produção contínua é um método de produção de fluxo usado para manufaturar , produzir ou processar materiais sem interrupção. A produção contínua é chamada de processo contínuo ou de fluxo contínuo porque os materiais, sejam a granel seco ou fluidos que estão sendo processados, estão continuamente em movimento, passando por reações químicas ou sujeitos a tratamento mecânico ou térmico. O processamento contínuo é contrastado com a produção em lote .

Contínuo geralmente significa operar 24 horas por dia, sete dias por semana, com paradas de manutenção não frequentes, como semestrais ou anuais. Algumas fábricas de produtos químicos podem operar por mais de um ou dois anos sem paralisação. Os altos-fornos podem funcionar de quatro a dez anos sem parar.

Processos comuns

Linha de produção contínua para fazer espaguete

Alguns processos contínuos comuns são os seguintes:

Trabalhadores de produção em produção contínua geralmente trabalham em turnos rotativos .

Os processos são operados continuamente por razões práticas e econômicas. A maioria dessas indústrias exige muito capital e, portanto, a administração está muito preocupada com a perda de tempo operacional.

Desligar e iniciar muitos processos contínuos normalmente resulta em produto de qualidade inadequada que deve ser reprocessado ou descartado. Muitos tanques, vasos e tubos não podem ser deixados cheios de materiais devido a reações químicas indesejadas, sedimentação de materiais suspensos ou cristalização ou endurecimento de materiais. Além disso, as temperaturas e pressões de ciclo de inicialização e desligamento de certos processos (fornos de linha, caldeiras, altos-fornos, vasos de pressão, etc.) podem causar fadiga do metal ou outro desgaste de pressão ou ciclagem térmica.

Nas operações mais complexas, existem procedimentos sequenciais de desligamento e inicialização que devem ser seguidos cuidadosamente para proteger o pessoal e o equipamento. Normalmente, uma inicialização ou desligamento leva várias horas.

Os processos contínuos usam o controle de processo para automatizar e controlar variáveis ​​operacionais, como taxas de fluxo, níveis de tanques, pressões, temperaturas e velocidades da máquina.

Processos semicontínuos

Muitos processos, como linhas de montagem e manufatura leve, que podem ser facilmente desligados e reiniciados, são hoje considerados semicontínuos. Eles podem ser operados por um ou dois turnos, se necessário.

História

O processo de fluxo contínuo mais antigo é o alto-forno para a produção de ferro-gusa . O alto-forno é carregado de forma intermitente com minério, combustível e fluxo e vazado intermitentemente para ferro-gusa fundido e escória; entretanto, a reação química de redução do ferro e do silício e posteriormente oxidação do silício é contínua.

Processos semicontínuos, como a fabricação de cigarros com máquina, eram chamados de "contínuos" quando surgiram.

Muitos processos verdadeiramente contínuos de hoje eram originalmente operações em lote.

A fábrica de Cromford de 1771, projetada por Richard Arkwright , foi a primeira fábrica a usar um processo contínuo da matéria-prima ao produto acabado em uma série de operações.

A máquina de papel Fourdrinier , patenteada em 1799, foi um dos primeiros processos de fabricação contínua da era da Revolução Industrial . Ele produziu uma teia contínua de papel que foi formada, prensada, seca e enrolada em um rolo. Anteriormente, o papel era feito em folhas individuais. A máquina de papel influenciou outros processos contínuos como a laminação contínua de ferro e posteriormente aço.

Outro dos primeiros processos contínuos foi o moinho de farinha de Oliver Evans (ca. 1785), que era totalmente automatizado.

A produção química inicial e o refino de petróleo eram feitos em lotes até que o controle do processo fosse suficientemente desenvolvido para permitir o controle remoto e a automação para o processamento contínuo. Os processos começaram a operar continuamente durante o século XIX. No início do século 20, processos contínuos eram comuns.

Desligamentos

Além de realizar a manutenção, os desligamentos também ocorrem quando são realizadas modificações no processo. Isso inclui a instalação de novos equipamentos no fluxo do processo principal ou vinculação ou providências para vincular subprocessos ou equipamentos que podem ser instalados durante a operação do processo.

O encerramento de processos complicados pode levar semanas ou meses de planejamento. Normalmente, uma série de reuniões ocorre para coordenação e planejamento. Normalmente, envolvem os vários departamentos, como unidades de manutenção, energia, engenharia, segurança e operação.

Todo o trabalho é feito de acordo com uma programação cuidadosamente sequenciada que incorpora os vários ofícios envolvidos, como montadores de tubos, carpinteiros, eletricistas, mecânicos, operários, etc., e os equipamentos necessários (guindastes, equipamentos móveis, compressores de ar, máquinas de solda, andaimes, etc.) e todos os suprimentos (peças sobressalentes, aço, tubo, fiação, porcas e parafusos) e provisões para energia caso a energia também seja desligada como parte da interrupção. Freqüentemente, um ou mais empreiteiros externos executam parte do trabalho, especialmente se um novo equipamento for instalado.

Segurança

Normalmente, as reuniões de segurança são realizadas antes e durante as paralisações. Outras medidas de segurança incluem fornecer ventilação adequada para áreas quentes ou áreas onde o oxigênio pode se esgotar ou gases tóxicos podem estar presentes e verificar os recipientes e outras áreas fechadas para níveis adequados de oxigênio e garantir a ausência de gases tóxicos ou explosivos. Todas as máquinas que vão ser trabalhadas devem ser desligadas eletricamente, geralmente através da partida do motor, para que não possam operar. É prática comum colocar um cadeado no arranque do motor, que só pode ser destrancado pela pessoa ou pessoas que estão ou estão em perigo pela execução dos trabalhos. Outros meios de desconexão incluem a remoção dos acoplamentos entre o motor e o equipamento ou o uso de meios mecânicos para evitar que o equipamento se mova. As válvulas em canos conectados a vasos em que os trabalhadores entrarão são acorrentadas e travadas, a menos que algum outro meio seja usado para garantir que nada sairá pelos canos.

Processador contínuo (equipamento)

A produção contínua pode ser complementada usando um processador contínuo . Processadores contínuos são projetados para misturar produtos viscosos em uma base contínua, utilizando uma combinação de ação de mistura e transporte. As Pás dentro da câmara de mistura (tambor) são montadas em dois eixos co-rotativos que são responsáveis ​​pela mistura do material. Os canos e as pás são contornados de tal forma que as pás criam uma ação de autolimpeza entre si, minimizando o acúmulo de produto, exceto nas folgas normais de operação das partes móveis. Barris também podem ser aquecidos ou resfriados para otimizar o ciclo de mistura. Ao contrário de uma extrusora, a área de mistura do volume vazio do Processador Contínuo é consistente em todo o comprimento do cilindro, garantindo uma melhor mistura e pouco ou nenhum aumento de pressão. O Processador Contínuo funciona medindo pós, grânulos, líquidos, etc. na câmara de mistura da máquina. Diversas variáveis ​​permitem que o Processador Contínuo seja versátil para uma ampla variedade de operações de mistura:

  1. Temperatura do tambor
  2. Velocidade do agitador
  3. Taxa de alimentação, precisão da alimentação
  4. Tempo de retenção (função da taxa de alimentação e volume do produto dentro da câmara de mistura)

Processadores contínuos são usados ​​nos seguintes processos:

  • Composto
  • Mistura
  • Amassar
  • Tosquia
  • Cristalizando
  • Encapsulando
  • Embalagem

O Processador Contínuo tem capacidades ilimitadas de mistura de materiais, mas provou sua capacidade de misturar:

  • Plásticos
  • Adesivos
  • Pigmentos
  • Compósitos
  • Doce
  • Chiclete
  • Colar
  • Toners
  • Manteiga de amendoim
  • Espaguete / Macarrão
  • Produtos residuais

Referências

Fontes e leituras adicionais

  • RH Perry, CH Chilton, DW Green (Ed), Perry's Chemical Engineers 'Handbook (7ª Ed) , McGraw-Hill (1997), ISBN  978-0-07-049841-9
  • As principais indústrias geralmente têm uma ou mais revistas especializadas que apresentam constantemente artigos sobre operações de fábricas, novos equipamentos e processos e dicas de operação e manutenção. Revistas especializadas são uma das melhores maneiras de se manter informado sobre os desenvolvimentos mais recentes.