На практике чаще всего при закупке нового комплекта оборудования вторая постановка вопроса не принимается серьёзно в расчёт, буквально пренебрегается. Особенно явно это проявляется в случаях закупки линии "под ключ", когда поставщик оборудования возлагает на себя обязанности самостоятельного выбора оптимальной технологии фильтрации. Обычно предлагается фирме - заказчику наиболее дешёвый тип фильтрационной системы, чем соблюдается только технологическая необходимость самого процесса фильтрации. Это явление объясняется очень просто. Для основного поставщика оборудования или технологии последующие производственные затраты на содержание и эксплуатацию установки играют второстепенную роль. Он получает окончательный финансовый расчёт за проект, как правило тогда, когда будет произведено определённое небольшое количество специфицированной продукции и специфицированного качества. Исходя из этого разумно и рационально, если конечный потребитель данного оборудования своевременно займётся сам выбором оптимальной и эффективной впоследствии фильтрационной системы, чтобы в будущем избежать разорительного и расточительного перевооружения в виде замены типа фильтрации. 1. Экономические аспекты ротационной (Rotary) технологии фильтрации
Фильтрационная система оказывает значительное влияние через целый ряд аспектов на эффективность производственного процесса, значение которого часто на практике недооценивается.
Ротационные системы фильтрации в сравнении с обычными установками смены фильтрующих элементов влекут более высокие инвестиционные затраты при их закупке, однако на деле проявляют себя более эффективными и рентабельными альтернативами. Это связано с тем, что при эксплуатации фильтрационных Rotary - систем значительно уменьшаются последующие текущие расходы, чем при применении альтернативных обычных технологий фильтрации. Помимо этого имеются такие области применения технологий фильтрации, где без ротационных систем не обойтись, или иными словами они открывают новые возможности и новый производственный потенциал в определённых областях использования. На рис. 1 графически представлен аспект ускоренной амортизации фильтрационного оборудования от Гнойсс.
 Рис. 1: Анализ окупаемости ротационных (Rotary) систем фильтрации Многочисленные примеры на практике свидетельствуют о том, что срок окупаемости ротационных систем фильтрации составляет часто менее одного года.
Ниже будут точно проанализированы различные факторы воздействия на эффективность работы систем фильтрации.
1.1. Фактор воздействия на течение производства процесса замены сеток
Принцип действия большинства систем фильтрации в ходе замены засорившихся фильтрующих элементов способствует различным видам нарушений течения производственного процесса. Это относится, как к фильтрам периодического или "прерывающегося" действия (например, в круг которых входят простые свечевые, пластинчатые и однопоршневые установки), так и якобы "системы непрерывного действия" (например, двухпоршневые или двойные Duplex-свечевые и пластинчатые фильтры). Основания для этого различны и зависят от вида фильтрационной системы. При первой перечисленной группе технологий фильтрации в ходе замены сеток производственный процесс вообще прерывается, поскольку нет технических возможностей по предоставлению в распоряжение площадей фильтрации. При второй же группе технологий, например при двухпоршневых системах, площадь фильтрации при замене вдвое уменьшается. Помимо этого при пластинчатых и поршневых системах смены сеток продукты крекинга в виде разложившихся частиц пластмассы, которые образуются или на открытых площадях поршней, или в недоступных для очистки областях между полостями и ячейками для сит, в ходе процесса замены сеток и с этим связанным явлением смещения поршней или пластин, попадают в основной канал расплава с уже отфильтрованной средой.
 Непрерывное нарастание давления перед фильтром или сеткой между заменами сит при двухпоршневой или свечевой технологиях фильтрации способствует тому, что мягкие частицы загрязнений спрессовываются. Особенно остра эта ситуация в ходе непосредственной замены фильтрующих элементов при двухпоршневых технологиях, поскольку в данный момент общая пропускная способность или производительность осуществляется с вдвое уменьшенными площадями фильтрации, которые и так заполнены частицами загрязнений. Данные нарушения при использовании вышеназванных альтернативных установок фильтрации часто приводят к дестабилизации самого процесса производства при замене фильтрующих элементов, в ходе которой производится продукция нестандартного качества. Данная продукция может быть просто некондиционной и впоследствии продана по заниженной цене. Однако нарушения процесса могут быть настолько ощутимы, что финальная продукция может быть только переработана в качестве отходов производства. На практике же часто также выпускается бракованная продукция, которая не может быть и продана, и переработана, а просто выброшена. В первом случае фирма недополучает прибыль или имеет упущенные возможности по росту эффективности её производства, во втором случае - за счет выпуска отходов производства, которые в дальнейшем перерабатываются, также не дополучает запланированную прибыль за счет роста материальных затрат. В третьем же случае при выпуске бракованной продукции, идущей впоследствии только на свалку, финансовому состоянию предприятия наносится прямой серьезный финансовый ущерб. При ротационной же технологии фильтрации, которая сопровождается стабильностью и непрерывностью производственного процесса, отсутствуют подобные нарушения, что позволяет обеспечивать непрерывный выпуск качественной продукции и поддерживать эффективность производства.  Рис. З: Графики зависимости частоты смены ф. элементов от тонкости фильтрации и степени загрязнённости сырья Примеры из производственной практики: Один всемирно известный азиатский производитель пластмасс при изготовлении гранулята из SAN/ABS использовал раньше так называемую установку смены сит непрерывного действия . Нестандартные гранулы, производимые в ходе каждой 15 минутной замены фильтрующих элементов и в течении 20 минут после неё, отдельно собирались и продавались по сниженнной цене. Пропускная способность оборудования составляла временами 11,000 кг/час, при которой в ходе замены сеток около 2.750 кг материала перерабатывалось некачественно. При этом в целом за день производство сопровождалось тремя необходимыми сменами сеток в полостях двухпоршневого фильтра, т. е. количество некондиционного гранулята, производимого ежедневно, составляло до 8.250 кг.
Впоследствии действующий фильтр был заменён на ротационную систему от Гнойсс типа RSFgenius, в результате чего проблемы выпуска некачественной продукции были преодолены. Более того, одновременно было улучшено и качество на первый взгляд кондиционного гранулята. Благодаря отсутствию резких колебаний давления, типичных для двухпоршневой технологии при замене сеток, незначительное изменение цвета гранулята было окончательно устранено.
Под понятием "так называемая установка смены сит непрерывного действия" следует понимать системы смены сит, которые якобы обеспечивают непрерывное производство, но сопровождаются неимоверными нарушениями и колебаниями стабильности процесса, как например, двойные свечевые и пластинчатые фильтры, а также двухпоршневые.
1.2. Более тонкая фильтрация и/или большие возможности по использованию рециклята.
Предприниматель, пользующийся обычными установками фильтрации, хорошо знает, что каждый случай по смене сеток способствует нарушениям процесса производства, поэтому по возможности, как правило, старается оттянуть время между заменами, чтобы не нарушить определённые ритмы производства, например по выполнению заказов поставки конечной продукции в срок потребителям. Рационально было бы замену сеток сочетать с плановыми перерывами по обслуживанию оборудования, например с заменой одновременно и фильерных пакетов. Продление времени между заменами возможно достичь следующими двумя путями:
1. Установкой более грубой фильтрации.
2. Использованием более чистого качественного материала.
Оба фактора практически выглядят с точки зрения конечных экономических результатов деятельности фирмы не привлекательно или даже негативно. Более грубая фильтрация будет способствовать ухудшению состояния финальной выпускаемой продукции. Одновременно низкий уровень загрязнённостей используемого сырья, как правило, влечёт удорожание материальных затрат, которые в себестоимости продукции занимают львиную долю.
Ротационные фильтрационные системы от Гнойсс способствуют же, с одной стороны, выпуску высококачественной продукции за счет более качественной тонкой фильтрации, с другой стороны, предоставляют неимоверные возможности по использованию низкосортных типов сырья для переработки, например отходов производства и отходов, собранных у населения, что значительно снижает производственные материальные расходы. В этом случае при смене фильтрующих элементов обеспечивается стабильный и непрерывный режим производства без нарушений и простоев технологического процесса, которые не должны ни в плановом, ни в непредвиденном случае беспокоить предпринимателей и производственников. Пример из производственной практики: Один известный европейский производитель высококачественной пленочной PET - термоформовочной продукции с низкими производственными допусками толщины плёнки буквально год тому назад использовал установку по смене сит периодического (прерывающегося) действия. Вследствие имеющихся постоянных нарушений технологического процесса не имелось возможностей по использованию в качестве сырья измельченных чешуек отходов PET - бутылочной тары (PET Bottle Flakes).
 Сегодня благодаря реконструкции и модернизации линии с помощью установки фильтра от Гнойсс типа RSFgenius стало возможным перерабатывать на все 100% отходы Bottle Flakes в качестве сырьевого материала. Процесс производства протекает в идеально стабильном режиме, с постоянными основными параметрами, как производительность в объёме 1000 кг в час, так и давление с температурой расплава полимера. Цена используемых PET-Bottle Flakes на 50-70% ниже предыдущего перерабатываемого первичного сырья, поэтому срок окупаемости ротационной системы фильтрации был ощутимо коротким. 
1.3. Потери материала в ходе обратной очистки сеток при "самоочищающихся" ротационных системах фильтрации.
При переработке сильно загрязнённого материала часто рекомендуется использование фильтров с обратной очисткой, при которой сеточные элементы подвергаются промывке небольшой частью фильтруемой полимерной среды в виде расплава. Что способствует потерям материала, объём которых варьируется в зависимости от применяемой фильтрационной технологии. При дорогостоящих сырьевых компонентах, как например, PET (полиэтилентерефталат) или РА (полиамид), фактор расхода материала оказывает существенное влияние на эффективность процесса производства.
 Очистка фильтрущих элементов посредством запатентованной системы обратного вспрыскивания в ротационной системе фильтрации RSFgenius производится в несколько раз эффективней, чем при альтернативных установках по смене сит. Процесс промывки сит осуществляется путём ответвления части потока расплава полимера через интегрированную систему, разработанную Гнойсс.
Коротко до того, как загрязнённая часть сетки войдёт в канал расплава, она очищается в системе обратной промывки следующим образом. Небольшая часть отфильтрованного чистого расплава полимера в выходном блоке фильтра с помощью поршня ввиде шприца отделяется из основного потока и импульсом высокого давления в определённом установленном такте выдавливается или буквально "выстреливается" через узкую щель наружу в специальный отток, предусмотренный в нижней части конструкции фильтра специально для вывода загрязнений. При этом количество используемого и необходимого для очистки полимера регулируемо и на практике данная величина соответствует от 0,01% до 0,5% (при наибольшей степени загрязнений) от производительности.
Скорость такта работы поршня обратного вспрыскивания и величина его давления также соответственно оптимально настраиваются, что способствует в свою очередь оптимальной и безупречной очистке фильтрующих элементов. Процесс промывки не оказывает влияния на нормальное течение технологического процесса производства и переработки пластмасс. 
Пример из производственной практики:
На различных дочерних фирмах крупного концерна по производству PET-упаковочных лент из отходов Bottle Flakes все первоначально установленные так называемые фильтры непрерывного действия с системой обратной очистки были заменены на ротационную систему от Гнойсс типа RSFgenius. Нарушения производства, вызванные при обратной якобы непрерывной промывке фильтра, сделали процесс очистки сеток в ходе бесперебойного течения технологического процесса невозможным. В результате только незначительная часть сырья в виде PET-Bottle-Flakes была переработана. Благодаря последующей установке системы фильтрации RSFgenius данная помеха была устранена, тем самым был обеспечен постоянный и стабильный производственный процесс не только в ходе замены фильтрующих элементов, но и в ходе процесса обратной их промывки. Как положительное следствие - возможность использования в качестве сырья 100% Bottle Flakes, что положительно сказалось на экономии материальных затрат.
1.4. Текущие затраты на фильтрующие элементы
С целью регулирования и оптимизации текущих затрат на последующее приобретение фильтрующих элементов, а точнее текущих затрат на содержание фильтра от Гнойсс, должна быть глубоко и всесторонне проанализирована необходимость закупки фильтрационной установки именно с системой обратной промывки, которая гарантирует и обеспечивает многократное использование фильтрующих элементов. В данном случае, как правило, размер инвестиций или цена закупки фильтра выше, однако последующая потребность в фильтрующих элементах уменьшает расходы на дальнейшее содержание и эксплуатацию фильтрационного оборудования, увеличивая эффективность его применения и снижая срок окупаемости инвестиционных затрат. Необходимость повышения степени многократности использования сеток придаёт решающее значение эффективности их очистки, а также такому понятию, как прочность исполнения. Выше описанный принцип автоматической очистки сеток повышает многократность их использования, что способствует высокой экономии за счет сокращения текущих затрат.
1.5. Влияние нарушений процесса на производственные допуски.
Нередко нарушения производственного процесса, вызванные фильтрационной технологией того или иного вида особенно в ходе замены фильтрующих элементов, оказывают отрицательное влияние на размер производственных допусков конечного продукта. Стабильные и постоянные условия производства, предоставляемые ротационными системами фильтрации, в сравнении с обычными установками смены сит позволяют использовать узкие производственные допуски, обеспечивая эффективность экономией материальных затрат, что демонстрируют представленные ниже графики.
В представленном потребителями технологий Гнойсс случае, задана как минимально, так и максимально допустимая толщина плёнки. При использовании ротационных систем фильтрации постоянство и стабильность процесса позволяет достигать незначительную среднюю толщину плёнки, что способствует экономии материальных затрат. Пример из производственной практики:  Производитель барьерных плёнок на базе полиэтилена (РЕ) использует на сегодня на нескольких линиях тип фильтра от Гнойсс SFXmagnus. Стабилный процесс производства, обеспечивающийся фильтром SFXmagnus, позволил уменьшить среднюю толщину плёнки на 4 % в сравнении с предыдущим фильтром периодического действия. При пропускной способности или производительности оборудования в 1.000 кг в час только из-за снижения производственных допусков было сэкономлено более 300 тонн материала.
Заключение
Системы фильтрации через ряд определённых факторов оказывают значительное влияние на эффективность и качество производственного процесса. В связи с этим целесообразно и разумно в ходе комплектации и закупки определённой новой линии пристально и внимательно определить, какая именно технология фильтрации рациональна и эффективна. Тип фильтрации, предлагаемый со стороны фирм, комплектующих и поставляющих оборудование, чаще всего экономически выгоден для них, но не рационален для конечного потребителя линии. © 2006 Gneuss Kunststofftechnik GmbH - фирма Гнойсс Кунстштоффтехник GmbH
Проспект N. 25, - Экономические аспекты фильтрации расплава полимеров, Доктор Штефан Гнойсс - Dr. Stephan Gneuss. Перевод: Н. Калуца - Сулейманова.
Gneuss Kunststofftechnik GmbH
Moenichhusen 42, D-32B49 Bad Oeynhausen
Тел.: +49 57 31 53 07 0, факс: +49 57 31 53 07 77
gneuss@gneuss.com, www.gneuss.com |
