Calentamiento por infrarrojos de fibra de carbono en la impresión: Estudio de caso de eficiencia energética

La conservación de la energía y la producción ecológica son responsabilidades sagradas que nos confieren los tiempos. Para las empresas manufactureras, los esfuerzos no sólo deben centrarse en la reducción de emisiones, sino también en la mejora de la eficiencia energética. En este artículo se expone un estudio de caso sobre la aplicación de la tecnología de calentamiento por infrarrojos de fibra de carbono para lograr la eficiencia energética y la reducción de emisiones en la industria gráfica.

En un artículo anterior, presentamos tubos de calefacción de fibra de carbono como componentes calefactores de alto rendimiento con un índice de conversión eléctrica significativamente superior al de los productos calefactores convencionales. Mientras que los alambres de resistencia y los tubos calefactores metálicos tienen un índice de conversión eléctrica de unos 70%, los calefactores semiconductores alcanzan aproximadamente 85%. En cambio, los tubos calefactores de fibra de carbono presentan una tasa de conversión de hasta 95%. La variación de las propiedades y la resistencia de los materiales determina fundamentalmente estas diferencias en los índices de conversión eléctrica.

La tecnología de secado por infrarrojos de fibra de carbono emplea un método de calentamiento sin contacto en el que la energía eléctrica se convierte a través de la vibración molecular dentro de las fibras de carbono en radiación infrarroja. Esta radiación llega a la superficie de los objetos en forma de rayos infrarrojos, que son absorbidos, provocando un aumento de la temperatura del objeto. Todo este proceso es rápido, eficaz, ahorra energía y no contamina. Ajustando la longitud de onda infrarroja de tubos de calefacción de fibra de carbono para que coincida con la longitud de onda de absorción del objeto calentado, la eficacia del calentamiento puede aumentar considerablemente.

¿Se han aplicado tubos calefactores de fibra de carbono en la industria de la serigrafía? Tomemos el ejemplo de una empresa que ha validado su eficacia utilizando la tecnología de calefacción por infrarrojos de fibra de carbono en la industria de la impresión.

El equipo de calefacción de esta empresa utilizaba originalmente tubos de calefacción metálicos de acero inoxidable y circulación de aire caliente, que son métodos tradicionales con menores tasas de conversión de electricidad en calor en comparación con los tubos de calefacción por infrarrojos de fibra de carbono o los tubos de calefacción por infrarrojos de alambre de tungsteno. Anteriormente no se utilizaban tubos de calefacción por infrarrojos adaptado para que coincida con la absorción de resonancia del material de las longitudes de onda infrarrojas. ¿Cómo se comportó el equipo tras la modificación utilizando la longitud de onda recomendada de tubos de calefacción de fibra de carbono?

En el experimento se utilizaron dos máquinas de impresión idénticas. Una máquina empleaba tubos calefactores de fibra de carbono, mientras que la otra utilizaba tubos calefactores de acero inoxidable. Ambas máquinas produjeron productos idénticos y se registró el consumo de energía durante una semana.

Ambas máquinas tenían parámetros idénticos, incluidos el tamaño, la longitud, la forma y la potencia de los tubos calefactores. Los parámetros se ajustaron durante el experimento en función de las necesidades reales.

Tras una semana de validación, la máquina que utiliza tubos de calefacción de fibra de carbono redujo el número de tubos de calefacción de 32 a 24 y disminuyó el consumo de energía de 32 kW a 24 kW, lo que supuso una reducción de 25% en el consumo total de energía. La calidad del producto y la eficiencia de la producción no se vieron afectadas.

Antes de la modificación, eran frecuentes defectos como la decoloración del papel durante la fase de secado de la impresión. Sin embargo, durante este experimento, la adaptación de la longitud de onda infrarroja a las longitudes de onda de la tinta y el papel resolvió eficazmente el problema de la decoloración del papel.

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