Porque investir em hélices bem dimensionadas

Porque investir em hélices bem dimensionadas

Conheça as vantagens e desvantagens do dimensionamento incorreto das hélices em tanques misturadores.

Investir no misturador industrial correto é aumentar a confiabilidade, velocidade e flexibilidade no lugar de volume e custo.

Um disco agitador ou vetor de mistura bem projetado tem melhor eficiência quando está trabalhando no regime dimensional correto. Em quase todas as fábricas essa eficiência fica sempre bem abaixo dos 90%. Há inúmeros fatores que influenciam no desempenho negativo, como: o ângulo de ataque das pás, a ausência de balanceamento das aletas e a desproporcionalidade das aletas estão entre os principais elementos que prejudicam diretamente a performance para a alta homogeneização e dispersão.

Em pleno ano de 2019, com o crescimento vertiginoso da indústria 4.0, orientada 100% em uma produção cada vez mais enxuta e personalizada, investir na hélice correta é indubitavelmente inquestionável. Você obtém o melhor aproveitamento dos equipamentos, evita desperdício de matéria-prima, ganha eficiência energética e torna sua fábrica mais competitiva e rentável.

Veja neste artigo uma breve síntese das principais vantagens de trabalhar com uma hélice corretamente dimensionada.

 

Fotos do comportamento linear do fluído em misturador corretamente dimensionado:

Movimento correto do fluido dentro do misturador
Comportamento linear do fluído dentro do tanque misturador.
Movimento correto do fluido dentro do misturador
Movimento correto do fluído na fabricação de amaciantes/domissanitários.
Movimento correto do fluido dentro do misturador
Hélice corretamente dimensionada promovendo um fluxo linear em tambor de 200 litros.
Movimento correto do fluido dentro do misturador
Tanque misturador fabricando base de Hidratante capilar com hélice corretamente dimensionada.
Movimento correto do fluido dentro do misturador
Misturador de laboratório de 30 litros para fabricação de Fragrâncias Microencapsuladas

 

Como são fabricados os misturadores no Brasil?

Equipamentos industriais fabricados em nosso país tem poucas vantagens competitivas quando comparados aos fabricados na Alemanha e Espanha.

O segmento de bens de capital no Brasil é subdividido em duas classes. As fábricas familiares e as multinacionais. Dois extremos. A falta de profissionalismo contra o excesso. O mais impressionante é que isso diz respeito a um comportamento recorrente há muitas décadas na indústria no Brasil e que ainda está longe de mudar.

Nos últimos anos a tecnologia evoluiu em níveis jamais vistos, enquanto o comportamento e pensamento dos empresários continuam os mesmos. Investir pouco em atualização e conhecimento, empregar familiares e parentes, além de negligenciar o avanço tecnológico da transformação digital na indústria ainda é um fator real no cenário nacional.

A grande maioria das empresas nacionais de máquinas e equipamentos industriais ainda fabricam e cortam manualmente seus discos e hélices misturadoras. Reutilizam as chapas calandradas (dobradas) que foram usadas para fabricar reatores, tachos e tanques, que já estão com características bem próximas de uma sucata. Cortam em esmerilhadeiras, dobram em morsas de bancadas, um processo assustadoramente defasado e prejudicial para a vida útil de qualquer peça em aço inox 304 ou 316L. Tornando impossível estabilizá-las em virtude da imperfeição na reprodutibilidade do operador.

Quando avaliamos as hélices que são fabricadas por multinacionais, a alta qualidade e exatidão das aletas são os principais elementos de destaque.  Cortadas na água, dobradas em plataformas autônomas e estabilizadas com assessoria de inteligência artificial. Tornando impossível encontrar qualquer imperfeição no produto final.

Porém há um lado desfavorável, todas as peças possuem um altíssimo valor agregado ao usuário brasileiro. Nosso país é um dos campeões em tributação, principalmente quanto é tecnologia importada. As melhores hélices e misturadores industriais tem como origem de fabricação a Alemanha e Espanha, e pela nossa legislação, os tributos devem ser pagos no ato do desembaraço. Dessa forma, o importador tem que arcar de uma só vez com o recolhimento de todos os impostos, além de incorporar os custos do seguro, frete marítimo e outras despesas aduaneiras. Ressaltando que a moeda dos dois paises de fabricação ser o Euro. Isso inviabiliza seu alastramento nas fábricas de pequeno e médio porte no Brasil.

 

Fotos de como são fabricadas algumas hélices misturadoras:

Como fabricamos os tanques misturadores de tintas 2

Corte-e-Dobra-Laser---Dispersor-de-laboratório---02

Corte-e-Dobra-Laser---Dispersor-de-laboratório---01

Como fabricamos os tanques misturadores de tintas

Como fabricamos os dispersores de tintas 2

Como fabricamos os dispersores de tintas

Veja a tecnologia de como são fabricados nossas misturadores industriais.

 

Principais problemas com hélices mal fabricadas:

Muitos fabricantes de máquinas e equipamentos de produção reclamam da péssima qualidade dos misturadores industriais que são comercializados ultimamente no mercado nacional. Listamos abaixo os principais elementos negativos de  trabalhar com hélices mal dimensionadas e fabricadas.

  • Minimizam o tempo de vida útil dos discos
  • Desgaste prematura dos dentes (aletas)
  • Prolonga o tempo de produção
  • Acrescentam custos de kWh na energia elétrica
  • Aumentam a evaporação e desperdício de matérias primas
  • Não agregam benefícios ao processo de homogeneização
  • Menor flexibilidade na utilização de matérias primas
  • Amplifica a vibração interna do eixo
  • Eleva a emissão de ruídos do motor
  • Necessitam trabalhar com mais mancais de estabilização

ATENÇÃO: Quando mencionam que ao optar por um equipamento mais econômico,  importando da China, a hélice durou menos da metade do tempo programado. Não confirmando a origem e procedência do aço inox.

 

Fotos das hélices com aletas desproporcionais e desbalanceadas:

Disco dispersor mal dimensionado
Disco dispersor com aletas curvas e desproporcionais que dificultam a homogeneização
Disco dispersor mal dimensionado
Dispersor de textura com aletas mal fabricadas que aumentam muito o consumo de energia.
Misturador industrial mal fabricado
Dispersor de tintas com aletas desproporcionais e com ângulo impreciso.
Misturador industrial mal fabricado
Dispersor de tinta mal fabricado com aletas fora de ângulo e orifícios desproporcionais.
Disco dispersor mal dimensionado com dentes grandes.
Aletas muito desiguais para dispersão de cargas e tintas em tambores de 200 litros.
Disco dispersor de textura mal dimensionado
Disco dispersor com aletas mal dimensionados e desproporcionais para fabricação de textura e tintas.
Disco dispersor de tintas mal dimensionado
Hélice de homogeneização com dentes desproporcionais que ocasionam problemas no fluxo interno.
Misturador industrial mal fabricado
Aletas desproporcionais e desbalanceadas no disco dispersor para fabricar tintas.
Misturador industrial de laboratório mal fabricado
Misturador de laboratório com dentes de chapa muito espessa.
Misturador industrial mal fabricadr
Disco dispersor de tintas com aletas finas e desproporcionais.

 

Porque acontece o desgaste prematuro dos dentes?

Listamos os 10 principais elementos que aceleram a deterioração das aletas:

  • Cortar o aço inox em esmerilhadeira
  • Ângulo negativo de corte das pás (aletas)
  • Dobrar o aço inox em torno de bancada
  • Desproporcionalidade no tamanho das aletas
  • Buchas de fixação com excesso de soldas
  • Desbalanceamento do eixo central
  • Ausência de mancais de estabilização
  • Falta de balanceamento de todas as aletas
  • Mal dimensionamento do disco no tanque
  • Trabalhar com aço inox da família dos austeníticos no lugar dos ferríticos

 

Fotos de hélices com aletas desgastadas:

Disco dispersor desgastado
Disco dispersor de tintas com aletas desgastadas e estrutura arqueada, prejudicando diretamente o desempenho.
Disco dispersor desgastado
Misturador industrial com aletas desgastadas pela abrasividade da matéria prima.
Disco dispersor desgastado
Disco dispersor de tintas com dentes e corpo estrutural desgastados pela erosão e abrasividade.
Disco dispersor desgastado
Dispersor de tinta com aletas desgastadas pelo atrito mecânico com a matéria prima

 

Como escolher a hélice ideal para seu processo?

Os misturadores industriais são os responsáveis pela formação direta dos padrões de fluxo interno e comportamento do fluído nos beckers, tanques e reatores. São classificados de acordo com o regime de mistura, sendo seus diâmetros e outras características geométricas responsáveis pelo padrão de escoamento, dinâmica comportamental do fluido e capacidade de solubilizar.

Todo o sistema de agitação emprega discos ou impelidores, tendo eles pás de várias formas e dimensionamentos, que são fixos a um eixo estabilizador. Através dos avanços tecnológicos e leitura avançada do comportamento do fluídos, o formado das pás e a maximização das velocidades de rotação, intensificam muito os fluxos e minimizam significativamente a potência consumida.

Há inúmeros elementos adimensionais relacionados aos sistemas de agitação, dentre os mais relevantes, podemos citar o número de froude, reynolds, bombeamento e potência.

Listamos as 3 principais considerações para determinar a escolha de uma hélice:

Consideração 1:

  • Qual a capacidade de armazenamento do tanque misturador?
  • Tipo de fluído (material) que será misturado?
  • Potência e torque do motor?
  • Tipo de fluxo de trabalho?
  • Quais as dimensões do tanque (altura x largura)?
  • Qual a densidade e viscosidade?
  • Qual o RPM de Trabalho
  • Há chicanas ou defletores

Consideração 2:

  • Altura de líquido no tanque
  • Distância entre agitador e fundo do tanque
  • Largura dos defletores
  • Tipo de impulsor

Consideração 3:

  • Diâmetro externo do impulsor
  • Altura do agitador
  • Largura das pás
  • Número de pás

OBS: Deve-se sempre calcular a amperagem gerada pelo motor na atração e a repulsão das partículas para dimensionamento do sistema elétrico.

Fotos do disco dispersor corretamente dimensionado e fabricado:

Disco dispersor corretamente dimensionado
Exatidão e precisão máxima no corte na água e dobra em plataformas CNC
Disco dispersor corretamente dimensionado
Aletas balanceadas, simétricas e fabricadas com aço inox certficado.
Disco dispersor corretamente dimensionado
Chapa de inox com certificação de origem, aletas balanceadas e simétricas

 

Qual o tamanho ideal da hélice no tanque?

Existem inúmeros fatores que necessitam serem levados em consideração na hora de dimensionar o tamanho da hélice dentro do tanque. Listamos abaixo os 6 mais importantes:

  • RPM de trabalho
  • Tamanho das aletas (dentes)
  • Distância entre as aletas (dentes)
  • Densidade e viscosidade do fluído
  • Há chicanas ou defletores
  • Potência do Motor

Qual a proporção média do tamanho da hélices:

  • O diâmetro do disco deve ser sempre próximo de 1/3, 1/4 e 1/5 do diâmetro interno do tanque.
  • A distância do disco ao fundo do tacho deve ser de 1/2 diâmetro do disco ou o próprio diâmetro do disco.

 

Principais vantagens de usar a hélice corretamente dimensionadas:

Listamos os principais elementos positivos para sua produção na hora de trabalhar com as hélices corretamente dimensionadas:

  • Aumenta o tempo de vida útil dos discos
  • Evita o desgaste dos dentes (aletas)
  • Acelera as reações minimizando o tempo de produção
  • Diminui os custos de kWh na energia elétrica
  • Minimiza a evaporação e desperdício de matérias primas
  • Elimina a vibração interna do eixo
  • Com a chapa correta promove suavidade na rotação
  • Aumenta a estabilização do tanque
  • Dentes simétricos garantem performance linear
  • Potencializa a eficiência energética de 5 a 15%
  • Não promove cavitação
  • Aumenta a segurança em elevadas rotações
  • Diminui o espirro de matérias primas
  • Minimiza a inserção de ar – insuflação de ar
  • Maior taxa de recirculação dentro do tanque
  • Trabalha o fluido do núcleo as extremidades do recipiente
  • Melhora a solubilização em qualquer densidade e viscosidade

 

Fotos hélices corretamente dimensionadas:

Misturador industrial instalado corretamente
Misturador industrial de fertilizantes corretamente dimensionado em tanque homogeneizador
Misturador industrial instalado corretamente
Aletas proporcionais e corretamente dimensionadas para alta dispersão de base de cosméticos.
Misturador industrial instalado corretamente
Duas hélices de alta dispersão para homogeneizar pasta base de amaciantes em tanque de 20 mil litros
Misturador industrial instalado corretamente
Hélices híbridas instaladas em tanque para homogeneizar defensivos agrícolas.

 

Você sabe se sua hélice está corretamente dimensionada?

Entre em contato conosco: henrique@sohelices.com.br / Cel/WhatsApp: (11) 94984-2894 (Henrique Linhares – Gerente de Vendas)

2 thoughts on “Porque investir em hélices bem dimensionadas

    1. Fala Fernando!

      Acabei de enviar no seu e-mail os detalhes técnicos da hélice para misturar amaciantes e domissanitários no dimensional do seu tanque (650mm diâmetro x 1.000mm altura).

      Comumente na configuração para batch’s de 330 litros, recomendamos as dimensões de 150mm ou 180mm. A variação depende de elementos como defletores internos até matérias primas.

      As hélices para alta homogeneização de amaciantes demandam um espaço maior entre as aletas para evitar insuflação de ar.

      Temos pronta-entrega!

      Por favor, qualquer dúvida técnica estou fulltime no WhatsApp: (11) 94984-2894 ou henrique@sohelices.com.br

      Abraços, Henrique Linhares (Gerente de Vendas)

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