ARTICULOS DE CASOS
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Transportador de tornillo flexible ayuda a empacar leche en polvo a altas velocidades
BREVARD, NC — Transylvania Vocational Services (TVS, Inc.) necesitaba descargar sacos de 25 kg (55 lb) de leche en polvo deshidratada con diversas densidades, transportarla y empacarla en cajas de 1 kg (2 lb) a una tasa de 40 kg/min (90 lb/min).La solución consistía de una estación de volcado de sacos de 310 cm2 (48 pulg2) por medio de la cual dos trabajadores descargaban el polvo que cae en un separador vibratorio circular de 1.2 m (48 pulg) de diámetro. El separador escalpa pedazos de papel de los sacos cortados que contienen el producto de leche en polvo. El polvo cae de la salida de descarga de la criba en una tolva de Flexicon montada en el piso con capacidad de 708 l (25 pies3). Un transportador de tornillo flexible de 4.5 m (15 pies) de largo de Flexicon a una inclinación de 45 grados desplaza el polvo a través de una pared interior de la planta hacia un llenador y una máquina vertical de empacado para formación, llenado y sellado en el cuarto adjunto.
"El transportador de tornillo flexible resultó ser el método más fácil de desplazamiento en este espacio confinado", comenta Hendrik Colijn, ingeniero consultor en el proyecto.
Becky Alderman, director de operaciones de TVS, al describir los grandes componentes necesarios para cumplir con la tasa de flujo de 40 kg/min (90 lb/min), explica, "Hicimos crecer mucho la línea". Un motor de10 hp propulsa el transportador de tornillo flexible para extraer el alto flujo de polvo a través de sus 15 cm (6 pulg) de diámetro". Charles Merrill, gerente de operaciones de alimentos, añade, "Necesitamos de la alta producción para cumplir con nuestro requisito contractual de empacado de 7,250 toneladas (16 millones de libras) anuales".
Construido conforme a los estándares de lácteos de 3-A, el sistema opera en un cuarto limpio con temperatura y humedad controladas necesarias para obtener la certificación para lácteos del USDA. La temperatura se mantiene entre 21-22°C (70-72°F); la humedad entre 27-35% para el producto seco (2.5% - 3% de humedad). "Una humedad de más de 3% ocasiona problemas a la maquinaria de empacado", señala Merrill.
Diversas densidades difíciles de manejar
El sistema de descarga necesitaba manejar leche deshidratada cuya densidad variaba entre 30 y 40 lb/pies3, a una tasa de flujo de 40 kg (90 lb) por minuto. "Empacamos uno de los peores productos para las empacadoras", continúa Merrill. Las densidades aparentes cambian sin previo aviso, incluso en una bandeja de carga, ya que los sacos de 25 kg (55 lb) de leche en polvo llegan de almacenes certificados por USDA de una multitud de proveedores. Las diversas densidades requieren de ajustes constantes en el llenador y en la máquina vertical de formación, llenado y sellado.
Sin embargo, la criba vibratoria circular y el transportador de tornillo flexible permanecen sin prácticamente ningún efecto debido a las variaciones de densidades aparentes.
La criba vibratoria circular de bajo perfil está equipada con dos motores vibratorios montados externamente. Los motores imparten una vibración inercial de múltiples planos a dos plataformas de cribado montadas en muelles, ocasionando que las partículas de mayor tamaño vibren a lo largo de la superficie de cribado en trayectorias controladas hacia la periferia de cribado donde se descargan. La eficiencia del cribado mejora forzando que pase la cantidad máxima de polvo a través de la superficie de la criba con un tamaño de 8 mallas. Las partículas de 0.07 mm (0.0027 pulg) pasan rápidamente a través de la criba y la parte inferior del marco de descarga.
El transportador de tornillo flexible mueve el polvo por medio de su tubo de polietileno de peso molecular ultra alto que encierra un sólido tornillo flexible de acero inoxidable. El tornillo flexible es la única parte móvil que entra en contacto con el material, lo cual garantiza la limpieza. Conforme gira dentro del tubo, el tornillo flexible se auto-centra para ofrecer espacio entre el tornillo y la pared del tubo con el objeto de evitar que el producto se muela o triture.
A fin de promover el flujo del polvo en el adaptador de admisión del transportador de tornillo flexible, un vibrador en la tolva de piso se ajusta manualmente de acuerdo con la densidad del polvo. Adicionalmente, la tolva está diseñada con una pared posterior inclinada y paredes laterales torcidas hacia fuera en ángulos divergentes, lo que reduce la probabilidad de que los materiales de flujo difícil establezcan un puente entre las paredes laterales de la tolva, ocasionando entonces que caiga y fluya hacia y de manera descendente a la pared posterior.
Operación
Los trabajadores en un entresuelo de 3 m (10 pies) de alto retiran los sacos de una bandeja, los vacían y los deslizan sobre una banda transportadora, la cual los traslada al borde de la estación de volcado de sacos. Dos trabajadores cortan y abren los sacos para verter el contenido en la estación de volcado de sacos.
El aire ambiente y el polvo de las actividades de volcado se extraen hacia el exterior de dos filtros de cartucho que derivan el vacío de un ventilador aspirante montado en la parte superior. El polvo acumulado sobre las superficies exteriores de los filtros se desaloja superando la presión negativa continua dentro de los filtros de cartuchos, con presión positiva introducida en ráfagas cortas sobre un ciclo sincronizado por medio de boquillas de chorros de pulsos. El material desalojado cae en un recipiente para regresar al sistema de recolección de polvo de TVS.
Volcado temporizado de sacos
A fin de evitar la sobrecarga del sistema y la descarga de leche en polvo desde la criba como desperdicio, los trabajadores deben evitar que los sacos se vuelquen muy rápido. TVS capacita a los trabajadores para controlar la tasa de volcado y detener o reanudar el volcado cuando una luz se activa por medio de los sensores de nivel alto localizados en la cubierta flexible que conecta al separador con la tolva y arriba del transportador de tornillo flexible y un sensor de nivel bajo en la tolva de piso. "Los sensores y la capacitación a los trabajadores han disminuido tremendamente el desperdicio", afirma Merrill.
TVS opera la línea de empacado en dos turnos y limpia en el tercero. El separador FLO-THRU de Vibroscreen se aspira de acuerdo con los estándares de 3A. "La criba generalmente permanece limpia con el mínimo de material restante", señala Merrill.
Antes de cambiar el transportador de tornillo flexible, un trabajador retira el tapón de limpieza e invierte la rotación del tornillo a fin de evacuar cualquier material residual. El tornillo y el tubo exterior se desmontan para su limpieza. El transportador no presenta fisuras ni dobleces que puedan atrapar partículas o que eviten la limpieza completa.
TVS es un programa de rehabilitación comunitaria no lucrativo que brinda empleado y servicios de empleo a adultos con discapacidades u otros impedimentos para laborar. Con base en el éxito de esta nueva línea, TVS planea añadir una línea hermana de descarga y empacado que mezclará leche en polvo y otros ingredientes. El sistema incorporará otro separador vibratorio circular y dos transportadores de tornillo flexible.
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La leche en polvo vaciada de sacos en una estación de volcado de sacos fluye a través de la criba vibratoria circular de 121 cm (48 pulg) de diámetro en la tolva de piso de Flexicon, desde la cual el transportador de tornillo flexible, a una inclinación de 45 grados, desplaza el polvo a la máquina de formación, llenado y sellado en el cuarto adjunto.
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