EQUIPOS Y SISTEMAS DE MANEJO DE MATERIALES A GRANEL

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Sistema automatizado de procesamiento por lotes, mezclado y extrusión llave en mano ofrece una recuperación de la inversión en un plazo de 18 meses

La necesidad de una planta de manufactura de adhesivos flexibles en un área confinada condujo a Welland Medical a seleccionar a Flexicon (Europe) Ltd. como el contratista principal para suministrar el equipamiento de su nuevo Centro Tecnológico en Crawley, West Sussex, con un sistema de procesamiento por lotes con pesaje, mezclado y extrusión diseñado específicamente.

Welland Medical es fabricante de productos desechables médicos especializados, con experiencia particular en el uso de tecnología avanzada de materiales. Aplica sus destrezas en películas, plásticos y adhesivos a lo largo de una gama de productos que consta principalmente de aparatos de ostomía de alta calidad para los mercados médicos mundiales.

La compañía ha buscado independizarse de contratistas externos de componentes adhesivos empleados en la preparación de sus productos. Por lo tanto, necesitaba un sistema higiénico de manejo y procesamiento de materiales que pudiera proporcionar una planta de producción flexible, capaz de responder rápidamente a los ajustes en recetas tanto en las etapas de investigación como a gran escala.

El sistema se diseñó de tal modo que los diversos valores de formulación puedan introducirse de manera simple en el controlador. Una vez completado cada ciclo de transporte, procesamiento por lote y mezclado, los datos de lotes necesarios se registran para efectos de análisis de calidad del producto. De esta forma, las recetas óptimas pueden repetirse fácilmente con un alto nivel de exactitud.

Flexicon fue responsable del proyecto llave en mano y del diseño del sistema de transporte flexible y espiral y de dosificación por lotes. El control del proceso se basa en PLC y se integra con un sistema de control de ganancia de peso de Defiant Weighing. El proyecto requería también de la incorporación de mezclado de trabajo pesado y de extrusión térmica del producto primario del adhesivo. Los expertos de producción en Welland confiaban en la elección de Winkworth Machinery para suministrar el equipo de mezcla de alto cizallamiento necesario para manejar las características viscosas del material.

El requisito consistía en producir varios grados de formulación única de hidrocoloide usando cantidades proporcionadas de pectina, celulosa e ingredientes de gelatina. Las recetas estrictamente controladas también exigen la adición de poliisobutileno, que se introduce manualmente durante la etapa de mezclado final.

Desde que se puso en marcha la planta, Jeff Hughes, gerente de ingeniería de Welland Medical comenta que los resultados de pruebas preliminares han sido muy alentadores. Se han logrado pesos de lotes confiables con una precisión dentro de un rango de 0.02 kg (0.05 lb). El sistema es capaz de mezclar un lote homogeneizado en aproximadamente diez minutos, listo para transferirse al proceso maestro de mezclado por lotes y extrusión.

Welland espera recuperar su inversión de $400,000 en la planta dentro de un período de 18 meses al convertirse en un fabricante auto-suficiente de los productos casi en su totalidad. La compañía opera conforme a la norma ISO 9000 y con la acreditación de la marca de CE, en consecuencia, la uniformidad en la producción de alta calidad y la higiene constituyeron pre-requisitos importantes en el establecimiento de su propia planta de manufactura.

A fin de garantizar el ciclo continuo de lotes y cumplir con la flexibilidad de operación requerida, Flexicon respondió con un esquema de nivel dividido. Se diseñó para aprovechar al máximo el espacio de piso limitado disponible, al mismo tiempo que se utiliza la altura completa del edificio. Los sacos de ingredientes se vacían individualmente en tolvas de compensación separadas, las cuales son servidas por una sola unidad de extracción de polvo desde la cual un tubo de admisión flexible puede desplegarse arriba de las tolvas en una curva, conforme se descarga el material.

Cada tolva está equipada con un asistente de flujo vibratorio para fluidizar los polvos cohesivos y asegurar un flujo continuo del material. Los transportadores integrales, flexibles y espirales elevan los ingredientes a granel al mezclador de lotes instalado en un entresuelo directamente arriba. El suministro de los 3 materiales por peso se logra en una tolva de amortiguación montada sobre una báscula electrónica. Conforme se alcanza el peso objetivo de cada lote, el transportador reduce automáticamente la velocidad hasta alcanzar una velocidad de goteo precisa del material final a la tolva.

Las consideraciones sobre salud y seguridad encabezaban la lista de prioridades de diseño. Cada uno de los transportadores comprenden una espiral simple e integral propulsada dentro de un tubo hecho de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMW-PE). Los polvos se mueven en un sistema controlado mecánicamente y cerrado por completo, lo que permite la contención de emisión con la más alta integridad.

Los ingredientes pesados se descargan por medio de una válvula operada neumáticamente a la máquina de mezclado preliminar donde se homogeneizan. Durante el proceso de mezclado, el sistema de transporte completa automáticamente otro ciclo de lote a la tolva de pesaje. La capacidad de los transportadores de espiral de mover automáticamente lotes de material con diferentes características representó un factor clave en el diseño de un sistema ideal para fines de esta aplicación.

El lote homogeneizado se dosifica por la acción de las paletas del mezclador de espiral mediante una válvula de compuerta deslizable operada manualmente. La transferencia al proceso de mezclado y extrusión térmicos en el piso se lleva a cabo por una sección corta del transportador de espiral horizontal, el cual recolecta la mezcla de manera gravimétrica desde una tolva intermedia pequeña. La turbulencia giratoria creada por el transportador tipo tornillo sin eje de Flexicon asegura que se evite la separación de las partículas mezcladas del polvo.

El diseño del transportador sirve como su propio embrague deslizante para aceptar una carga continua de material sin mecanismos adicionales a fin de reducir la tasa de flujo. La salida del transportador dosifica los materiales directamente a la boca del mezclador y extrusor por medio de una manga de conexión hermética al polvo.

El uso de transportadores de espiral ha brindado a Welland la conveniencia adicional de limpieza en el sitio. Al invertir la rotación del tornillo, los tubos del transportador pueden evacuarse rutinariamente de material residual antes de que se introduzca una nueva receta.

Se reconoce que el sistema ha cumplido con los requisitos de flexibilidad exigidos y cuenta con el potencial de satisfacer los planes futuros de Welland con respecto al desarrollo de nuevos productos.
Sistema automatizado de procesamiento por lotes, mezclado y extrusión llave en mano ofrece una recuperación de la inversión en un plazo de 18 meses
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La planta de procesamiento por lotes con pesaje de múltiples ingredientes de Flexicon utiliza transportadores de espiral flexible para dosificar polvos cohesivos en cantidades proporcionadas con precisión en los procesos de mezclado y extrusión térmica en la nueva planta de producción de adhesivos de Welland Medical.

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