Una revisión de los diseños innovadores de mezcladores de polvo

Personal de Sólidos a Granel en Polvo | 19 de abril de 2023

Con aplicaciones de procesamiento en seco y manejo de sólidos a granel, a menudo se utilizan varios mezcladores industriales para lograr las mezclas requeridas y pueden usarse para reducir el tamaño en el procesamiento, manejo y envasado de partículas secas. Independientemente del tipo de mezclador, la calidad y el rendimiento son fundamentales para lograr las especificaciones de producto necesarias mientras se adapta a los cambios en el mercado. Hacerlo de manera más eficiente que nunca también es un requisito, ya que el costo de la energía y la mano de obra continúa aumentando.

Los procesadores de procesamiento en seco y manejo de sólidos a granel buscan cada vez más mezcladores con características de diseño y capacidades que mejoren el rendimiento, brinden más flexibilidad en el estilo de mezclado, limiten la pérdida de productos, simplifiquen los requisitos de limpieza y reduzcan los costos de capital y mantenimiento continuo.

Para examinar los beneficios de implementar avances recientes en la tecnología de mezcladores, hablamos con John Paul, CEO y director general de PerMix Tec. Company, Ltd: América del Norte, una subsidiaria de PerMix, un proveedor global de equipos de procesamiento y mezcla industrial para polvos, pastas y líquidos desde 1954. En la actualidad, el OEM tiene más de 2000 clientes comerciales globales.

P: Para comenzar, ¿cuál es la posición actual de la industria en cuanto a diseños de mezcladores fáciles de limpiar?

R: La limpieza periódica de la mezcladora es esencial para mantener las condiciones sanitarias, garantizar la calidad del producto y facilitar el cambio de producción. Entre cada lote, el mezclador se apaga, se abre y se limpia a fondo para garantizar que no queden residuos de material. En industrias como la de procesamiento de alimentos, un profesional de SQF también puede pasar un hisopo por el área para confirmar que está libre de alérgenos y patógenos.

Sin embargo, algunos mezcladores pueden ser de difícil acceso y limpieza, lo que aumenta el tiempo y la mano de obra. En los mezcladores industriales modernos, dos características de diseño innovadoras, el eje corto y la puerta del extremo en voladizo, están diseñadas específicamente para simplificar la limpieza y minimizar el tiempo de inactividad de la producción.

P: ¿Qué necesitamos saber sobre los mezcladores de diseño de eje corto?

R: Aunque hay muchos tipos de mezcladores, la mayoría involucra un impulsor giratorio para mezclar el material. Por lo tanto, el conjunto del agitador debe montarse de manera segura para garantizar una mezcla adecuada, pero también debe poder retirarse para su limpieza o mantenimiento.

El desafío es que los conjuntos de agitadores convencionales se montan utilizando una brida y pernos que se encuentran dentro de la cámara de mezcla. Esta disposición deja grietas o surcos donde se pueden acumular alérgenos, patógenos u otros peligros potenciales que son difíciles de acceder y limpiar.

Por el contrario, con los mezcladores diseñados con eje corto, el conjunto del agitador está montado en el exterior de la cámara, eliminando esta preocupación. El diseño permite que los equipos de mantenimiento retiren de manera eficiente el conjunto del agitador, reemplacen los sellos y vuelvan a ensamblar los componentes en menos de 30 minutos, lo que maximiza el tiempo de producción.

P: Pasemos a los mezcladores diseñados en voladizo. ¿Qué es esencial saber sobre estos?

R: En comparación con los equipos tradicionales, los mezcladores de diseño en voladizo agilizan la limpieza al permitir que el operador abra fácilmente la maquinaria y acceda a grietas y áreas de difícil acceso. Algunos mezcladores industriales de alto volumen pueden medir 40 pies de largo y 14 pies de diámetro, lo suficientemente grandes como para calificar como un espacio confinado y, por lo tanto, sujetos a las normas de seguridad de OSHA cuando se requiere la entrada para la limpieza.

La mayoría de los mezcladores convencionales están diseñados con grandes cilindros neumáticos o hidráulicos en la parte superior o inferior del mezclador para deslizar la placa final hacia adentro o hacia afuera para la limpieza y el mantenimiento. Sin embargo, los cilindros esencialmente duplican el tamaño de la mezcladora y, cuando se abren, el elemento agitador extendido y la placa final presentan un peligro de tropiezo o "golpe de cabeza" para el personal, así como un peligro para los montacargas. Los componentes hidráulicos y neumáticos también aumentan significativamente el costo total del equipo.

Por el contrario, los mezcladores diseñados en voladizo eliminan la necesidad de entrar en espacios confinados a un mezclador, al tiempo que mejoran el acceso sin necesidad de elementos neumáticos o hidráulicos. En cambio, las placas de los extremos en voladizo se extienden hacia afuera y giran sobre una bisagra o brazo, lo que permite un acceso interior mucho mayor que el de una batidora tradicional.

PerMix instala las placas finales en bisagras montadas en el cuerpo principal de la mezcladora u otro objeto estacionario para que pueda simplemente desbloquear las placas finales y abrirlas. Si se usa una mezcladora muy grande, el OEM puede montar una placa final en un pedestal de soporte que se abre, de modo que la bisagra proporcione un funcionamiento continuo de toda la mezcladora.

Cuando se usa un mezclador voladizo, la placa final puede bloquearse en una posición específica o permitir que gire. Cada placa final se puede ajustar aún más para permitir la apertura en áreas estrechas o restringidas. Esto permite una mayor flexibilidad al limpiar, ya que puede mover fácilmente la placa final para acceder a diferentes áreas.

P: ¿Cómo ha evolucionado la tecnología de mezcladores para minimizar la pérdida de producto?

R: Los procesadores de polvo y sólidos a granel esperan una cierta cantidad de pérdida de producto y residuos al usar mezcladores horizontales. Afortunadamente, se han desarrollado varias opciones de diseño que ayudan a minimizar el desperdicio.

Los mezcladores horizontales tienden a desperdiciar una cantidad considerable de producto, particularmente cuando la válvula de descarga está ubicada en el centro del mezclador. Para minimizar la pérdida de producto, PerMix utiliza una válvula de descarga ligeramente desplazada.

La válvula de descarga está desplazada en un ángulo de 15°, por lo que reduce el residuo que queda en el mezclador de un promedio de 2-3 % a solo 1 %. Con la rotación estilo agitación, los polvos crean una pendiente dentro del mezclador que aumenta la descarga total.

Los diseños de las puertas de la bahía de bombas pueden reducir aún más la pérdida de producto y los residuos en los mezcladores horizontales. Dado que las puertas de la bahía de bombas pueden extenderse a todo lo largo de la parte inferior del mezclador, esencialmente no hay ningún lugar para que queden productos o residuos después de la descarga alimentada por gravedad cuando se abren las puertas. Además, el diseño acorta significativamente el tiempo de descarga, lo que reduce el tiempo de lote y aumenta la producción.

Aunque la mayoría de los mezcladores tienen un diseño horizontal, un mezclador vertical puede reducir drásticamente la pérdida de producto. Con los mezcladores verticales, se descarga el 100% del producto, sin dejar residuos en el equipo ya que todo el producto se descarga a través de un solo eje, alimentado por gravedad.

Los mezcladores verticales también brindan más área de superficie para la transferencia de calor, por lo que pueden ser más eficientes al calentar o enfriar el producto. Además, los mezcladores verticales requieren menos espacio que las unidades horizontales y ofrecen tamaños de lote mínimos más flexibles.

P: A veces se desea flexibilidad en el estilo de agitación del mezclador. ¿Cuánto es posible ahora?

R: Los procesadores de polvo y sólidos a granel buscan cada vez más flexibilidad en sus capacidades de mezcla por múltiples razones. A menudo, deben mezclar ingredientes de diversas densidades o viscosidades y los sistemas mezcladores generalmente no son intercambiables. Los requisitos también pueden cambiar debido a las demandas del cliente o del mercado. En cualquier caso, los procesadores cada vez más no quieren comprometerse con un solo estilo de mezcla en la línea de producción. Los procesadores por contrato, por definición, también valoran la flexibilidad del estilo de agitación debido a la variabilidad de las necesidades de producción que deben cumplir con cada nuevo proyecto.

En respuesta, los principales OEM de mezcladores están desarrollando mezcladores que simplifican el cambio de estilos de agitación sin tener que reconfigurar la planta de producción. Los procesadores pueden tener múltiples estilos de agitación y cambiarlos según sus requisitos de mezcla.

PerMix también fabrica una máquina "cuatro en uno" que se puede convertir fácilmente de un mezclador de zona fluidizada a un mezclador de arado, paleta o cinta cuando sea necesario. Además de convertir el estilo de agitación, el mezclador está segmentado en dos partes para permitir múltiples configuraciones.

Cuando cambia de una paleta a un mezclador de arado, también debe cambiar de un diseño de canal en forma de U a tubular. Puedes hacer esto quitando los dos lados. Cuando cambia de un mezclador de arado a un mezclador de panel, se cambia la parte superior redonda.

El OEM desarrolló originalmente el diseño de su laboratorio de pruebas para permitir que una sola máquina realizara el trabajo de sus cuatro tipos de mezcladores más populares. Después de una fuerte respuesta de los clientes, la empresa ahora ofrece el diseño cuatro en uno a varias industrias.

P: ¿Qué opciones están disponibles ahora para reducir los costos operativos y de capital de la mezcladora?

R: Siempre es preferible pagar menos por un mezclador industrial. Desafortunadamente, los fabricantes de componentes y los intermediarios involucrados en la fabricación, venta, integración y mantenimiento de la mayoría de los mezcladores industriales pueden aumentar sustancialmente el precio de compra.

Como solución, un OEM de mezcladores organizado verticalmente puede reducir el costo total en un factor de 3 o incluso 4 veces al fabricar todos los componentes internamente, en los EE. UU. Los fabricantes de mezcladores más grandes también pueden aprovechar su poder adquisitivo con los distribuidores para recibir descuentos sustanciales en función de su volumen, que luego se refleja en el precio final.

Las características de diseño simplificadas también pueden reducir los costos. Mientras que una mezcladora convencional con pistones hidráulicos puede costar entre $30 000 y $60 000 dependiendo de su tamaño, una mezcladora similar diseñada en voladizo puede costar menos de $10 000.

Los mezcladores industriales con características de diseño y capacidades que mejoran el rendimiento y limitan la pérdida de producto son cada vez más importantes para los procesadores de polvo y sólidos a granel.

Sin embargo, los procesadores deben tener cuidado con los fabricantes que agregan tarifas adicionales después de la cotización inicial.

Otro aspecto de la asequibilidad es reducir el costo a largo plazo del mantenimiento y el tiempo de inactividad de la producción, que puede aumentar si las piezas de repuesto no están disponibles o deben solicitarse con plazos de entrega prolongados. Para grandes operaciones multinacionales, esto puede convertirse en un problema si las piezas de repuesto necesarias varían en diseño o fabricación de una región a otra debido a diferentes fuentes locales.

Las empresas que procesan, manipulan y empaquetan partículas secas pueden aprovechar los avances recientes en los diseños de mezcladores para mejorar significativamente su productividad y rentabilidad de procesamiento.

Idealmente, el OEM proporcionaría componentes uniformes y estandarizados a cualquier lugar del mundo.

Ofrecer el mismo diseño de equipo y piezas de repuesto reduce el tiempo de servicio y capacitación y garantiza un rendimiento de mezcla más uniforme. Como ejemplo, los clientes multinacionales de PerMix piden los mismos componentes en cada mezcladora, ahorrando dinero en repuestos y capacitación.

La calidad y el rendimiento de los mezcladores industriales son fundamentales para lograr las especificaciones necesarias del producto mientras se adapta a los cambios en el mercado.

Las industrias de manejo de polvo y sólidos a granel se han considerado durante mucho tiempo un mercado de productos básicos en el que los cambios son relativamente pequeños, excepto el precio. Sin embargo, hoy en día, los compradores y vendedores que procesan, manipulan y empaquetan partículas secas pueden aprovechar los avances recientes en los diseños de mezcladores para mejorar significativamente su productividad y rentabilidad de procesamiento.

Para obtener más información, envíe un correo electrónico a [email protected], llame al 855-737-6498 o visite www.permixmixers.com.

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