LINCOLN, CALIFORNIA — Gladding, McBean es un fabricante líder de productos de terracota. Fundada en 1875, la empresa extrae arcilla de sus propias reservas y combina métodos tradicionales con tecnología moderna para fabricar tejas, baldosas y losas, tuberías de arcilla, piezas ornamentales y elementos arquitectónicos para edificios.
Para optimizar el procesamiento por lotes y la mezcla de las mezclas de arcilla destinadas a diferentes productos, la empresa instaló cinco descargadores de sacos a granel y cinco pares de transportadores de tornillo flexibles de Flexicon para suministrar automáticamente las dosis pesadas de ingredientes a granel destinadas a la mezcla de compuestos de arcilla. El sistema redujo a la mitad el tiempo de dosificación y pesaje de cada lote, y disminuyó en un 95 % el material fuera de especificaciones y los desechos.
Compensación de las variaciones en las materias primas
La arcilla es un material natural cuya composición varía, por lo que la empresa debe determinar la proporción ideal de ingredientes para los distintos productos. «Tenemos que asegurarnos de que lo que creamos en el laboratorio se plasme en el material final. La única forma de lograrlo es mantener un control preciso de la producción», afirma Joe Parker, director de operaciones.
La arcilla se extrae de la mina cercana a la empresa, se clasifica y se carga en sacos a granel en la planta. El «grog», un material cerámico triturado y reciclado, es el otro componente principal que se utiliza en la fabricación de terracota.
Para preparar un lote, los operarios primero sacaban las arcillas y los granulados de los contenedores, los pesaban en una báscula y los trasladaban a la mezcladora mediante una cinta transportadora abierta.
El nuevo sistema de dosificación, suministrado por Flexicon Corp., integra descargadores de sacos a granel, transportadores de tornillo flexibles y una tolva de pesaje central, todos ellos accionados por controles programables, también del mismo proveedor. El sistema permite a Gladding, McBean variar la descarga de los sacos a granel, el transporte, el pesaje y la mezcla lote por lote, de acuerdo con las recetas desarrolladas en el laboratorio. Una interfaz hombre-máquina (HMI) incluye opciones para el funcionamiento automático o manual, así como puntos de consigna, ajustes, estado, arranque/parada, finalización y otros parámetros.
Una vez programada la receta para un lote, cada ingrediente se transporta mediante un transportador de tornillo flexible desde un descargador de sacos a granel hasta una tolva de pesaje central. Las células de carga situadas debajo de la tolva transmiten los incrementos de peso al controlador, que reduce la velocidad de alimentación del transportador hasta un goteo antes de detenerlo una vez que se ha alcanzado el peso exacto del lote. El sistema pesa hasta 30 lotes al día, con mayor precisión y menor mano de obra.
Cómo se dosifican y se mezclan las arcillas y los granulados
Cinco descargadores de sacos a granel modeloBULK-OUT® BFF, cargados con carretilla elevadora, se encuentran uno al lado del otro. Un operario fija un saco a granel al bastidor de elevación de acero deslizando las correas del saco en cuatro soportes para correas Z-Clip™. Una carretilla elevadora eleva el bastidor de elevación, con el saco de arcilla o grog de 2000 lb (909 kg) intacto, hasta cuatro soportes autocentrantes situados en la parte superior del bastidor del descargador.
Una vez colocada la bolsa, el operario abre una válvula de iris de 12 pulgadas (305 mm) de diámetro, introduce la boquilla de la bolsa a través de ella y cierra la válvula antes de desatar la boquilla. A continuación, el operario puede abrir la válvula de iris gradualmente para evitar que el material entre a borbotones en la tolva y que el polvo desplazado se escape del sistema cerrado.
Los dispositivos de masajeFLOW-FLEXER® instalados en cada descargador favorecen el flujo elevando y bajando los bordes opuestos de la bolsa a intervalos programados. Para potenciar aún más el flujo, cada tolva de suelo está equipada con un vibrador neumático de turbina.
La arcilla o el grog se transfieren a la tolva de pesaje central, con una capacidad de 40 pies cúbicos (1133 l), mediante transportadores de tornillo flexibles en dos etapas, para adaptarse a la superficie y la altura libre limitadas de la planta. Cada transportador tiene una longitud de 15 o 20 pies (4,6 o 6,1 m), dependiendo de la posición del descargador y de la necesidad de tender los transportadores por debajo de las vigas del techo o entre los componentes de las vigas.
Cada transportador está formado por un tubo de polímero con un tornillo flexible en su interior, que se acciona por encima del punto de descarga, evitando así el contacto del material con las juntas.
El material pasa a través del adaptador de descarga de transición de la cinta transportadora inferior hacia la entrada de la cinta transportadora superior. Unos mástiles diseñados a medida sostienen el extremo superior de la primera cinta transportadora y el extremo inferior de la cinta transportadora superior.
La cinta transportadora superior descarga por gravedad en la tolva de pesaje, que tiene un diámetro de 4 pies (1,2 m) y está suspendida a 19 pies (5,7 m) del suelo.
Según Parker, la mayoría de los lotes de mezcla de arcilla pesan 1.000 lb (454 kg) o 750 lb (341 kg), y un ciclo típico de carga y mezcla dura entre 10 y 15 minutos. Tras mezclarse con agua, el lote se envía al proceso correspondiente en otra zona de la planta.
«El sistema nos permite mezclar hasta cinco tipos diferentes de arcillas o granulados», explica Parker. Por ejemplo, los descargadores pueden manejar sacos a granel de dos tipos de arcilla y tres granulados, dosificando la cantidad correcta de cada uno para un lote determinado.
Análisis del rendimiento del dosificado por lotes
«La versatilidad del sistema lo hace rentable», afirma Egidio Modolo, director de la planta. «Es un proceso sencillo y directo, y una forma eficaz de medir y transferir la arcilla a la mezcladora».
Señala que no ha sido necesario realizar ningún mantenimiento en los seis meses transcurridos desde su instalación y que, durante los procesos de descarga, transporte y mezcla, el sistema cerrado evita la formación de polvo.
«Podemos fabricar lotes pequeños o grandes, y modificar la receta y las materias primas», afirma Parker, y añade: «Actualmente contamos con dos tipos diferentes de arcilla y tres tipos diferentes de granalla. Podemos cambiarlo en cualquier momento».
«Nos permite ser precisos a pesar de la imprevisibilidad de la arcilla», afirma Parker. «Ahora disponemos de una herramienta para que nuestro equipo del laboratorio elabore una mezcla que nos permita ser muy precisos con las especificaciones de nuestro producto final».
«A nivel microscópico, la arcilla es muy abrasiva», afirma Parker. «Con el tiempo, acabará destrozando prácticamente cualquier equipo que se utilice. Una de las razones por las que elegimos este sistema fue la sencillez de su mantenimiento, ya que cuenta con pocas piezas móviles, lo que debería reducir al mínimo el tiempo de inactividad».
Según Parker, contar con este sistema «abre nuevas posibilidades para otros tipos de productos y materiales que requieren el mismo nivel de precisión en el dosificado».
Gladding, McBean
+1 800-776-1133
www.gladdingmcbean.com