SAN LUIS, MISSOURI — En la fabricación de desodorantes azules para inodoros que se colocan dentro de la cisterna, Willert Home Products redujo el tiempo de preparación de los lotes en un 20 %, mejoró la precisión de los lotes hasta el 0,01 % y eliminó el polvo del área de trabajo mediante el uso de un sistema automatizado compuesto por dos descargadores de sacos a granel y cinco transportadores de tornillo flexibles.
El cambio de la descarga manual de sacos de 50 libras a la descarga automatizada de sacos a granel de 2.000 libras, que contenían dos polvos higroscópicos difíciles de manipular, permitió amortizar el sistema en menos de un año, gracias a la reducción del tiempo necesario para procesar los lotes y al recorte de los costes de materia prima. La eliminación de los costes de eliminación de los sacos vacíos de 50 libras contribuyó a generar ahorros.
Anteriormente, las bolsas de 50 libras de bórax anhidro y sulfato de sodio se vertían manualmente en una mezcladora con una capacidad de 5.000 libras. Willert Home Products intentó, sin éxito, transportar la mezcla a una mezcladora más pequeña situada en el segundo nivel utilizando primero un elevador de cangilones y, posteriormente, un transportador aeromecánico.
Polvos que se han apelmazado por la humedad
Bryan Willert, vicepresidente de fabricación, afirma: «El elevador de cangilones se atascaba y se rompía cuando los polvos se apelmazaban debido a la humedad que hay aquí en San Luis. Lo sustituimos por un transportador aeromecánico, pero eso aportaba demasiada energía a la mezcla, con lo que los polvos sensibles a la humedad se derretían, se aglomeraban y obstruían el mecanismo del transportador. Los cables se rompían. Cuando añadíamos un ingrediente tensioactivo secado por pulverización a la mezcladora, el transportador se atascaba aún más».
Willert se planteó sustituir el transportador aeromecánico por uno neumático, pero se decantó por los transportadores de tornillo flexibles. «El tubo cerrado del transportador de tornillo flexible respondía a nuestra necesidad de aislar los polvos del aire ambiente húmedo. Gracias al manejo suave del transportador, los polvos fluyen sin problemas», afirma.
Los transportadores de tornillo flexibles transportan el material a través de un tubo de 4,5″ de diámetro que alberga un tornillo de acero inoxidable resistente y flexible, accionado por un motor eléctrico de baja potencia. A medida que el tornillo flexible gira, se autocentra. El espacio libre entre el tornillo y la pared del tubo minimiza o elimina los daños en el producto.
El bórax anhidro es abrasivo, aunque ligero y esponjoso (densidad aparente de 47,6 lb/pie cúbico, tamaño de partícula de 200 mesh). La cinta transportadora flexible que lo traslada hasta la mezcladora requiere un tornillo de alambre plano de alta resistencia, cuya superficie plana de transporte aplica una fuerza positiva hacia delante al tiempo que reduce la fuerza radial ejercida contra las paredes del tubo exterior. El alambre de alta resistencia resiste la abrasividad del material.
Dado que el sulfato de sodio tiene una densidad aparente mayor (73,2 lb/pie cúbico y un tamaño de partícula de 200 a 400 mesh), para su transporte se requiere un sinfín redondo, lo que ejerce mayores fuerzas radiales sobre el material.
Operación de dosificación en dos niveles
Dos descargadores de sacos a granel Flexicon, cada uno equipado con una tolva piramidal de 3,5 pies cúbicos de capacidad, alimentan material a dos transportadores de tornillo flexibles Flexicon de 30 pies que transportan el material en un ángulo de 45°, hasta la mezcladora a granel de 10 pies de altura.
Los ingredientes secundarios, como los líquidos y los colorantes, se introducen en una estación de descarga de sacos y se transportan hasta la mezcladora mediante un transportador de tornillo flexible de 10 pies.
Desde el mezclador a granel, otro transportador de tornillo flexible de 25 pies eleva la mezcla hasta un pequeño mezclador de 600 libras situado en el segundo nivel, que alimenta por gravedad una tolva de compensación que, a su vez, alimenta un dosificador que introduce la mezcla en una extrusora de doble tornillo co-rotante que produce los discos para cisternas de inodoro.
Los descargadores transportan polvos difíciles de mover
Cada descargador de sacos a granel está equipado con activadores de sacosFLOW-FLEXER® de accionamiento neumático que facilitan el flujo de los polvos más difíciles de descargar mediante un «masaje» de las paredes laterales inferiores del saco a intervalos preestablecidos. A medida que el saco se va vaciando, la carrera de las placas aumenta, elevando las paredes laterales en forma de «V» pronunciada, lo que favorece la descarga completa del producto. «Los polvos no saldrían de los sacos sin los masajeadores», afirma Willert.
La tolva situada debajo de cada descargador de sacos a granel contiene un agitador mecánico y un vibrador neumático que facilitan el flujo hacia el adaptador de entrada de cada transportador de tornillo flexible.
El sistema impide la entrada de polvo
El sistema de dosificación elimina el polvo que se generaba anteriormente al verter las bolsas de 50 libras en la mezcladora a granel. Los polvos permanecen confinados desde el momento en que se conectan las bolsas a granel, pasando por el proceso de transporte, hasta la extrusión final. «Todo el sistema está herméticamente sellado», afirma Willert.
En cada descargador de sacos a granel, el polvo se controla mediante una válvula de iris de 12 pulgadas de diámetro con un diafragma flexible e impermeable que permite al operario introducir la boquilla del saco atado en la rampa de entrada y cerrar la válvula alrededor de la boquilla. A continuación, se desata la boquilla, se cierra la puerta de acceso a la rampa y se libera lentamente la válvula dentada, lo que evita las descargas incontroladas de material del saco y la fuga de polvo.
Mejora del control de calidad
El control de calidad y la precisión del lote final se supervisan y controlan mediante un programa de dosificación para PLC/PC diseñado e instalado por Willert Home Products. El programa dosifica cantidades precisas de los dos polvos desde las bolsas a granel a través de las cintas transportadoras flexibles a velocidades reguladas por un control de motor de velocidad variable. Willert afirma: «Las cintas transportadoras pueden mantener tolerancias muy ajustadas respecto a nuestro valor de consigna. El sistema de control puede ordenar a las cintas transportadoras que pasen a un modo de dosificación lenta y se detengan en seco con una precisión de menos de 1/2 libra».
Antes, un operario intentaba vaciar cantidades exactas de las bolsas de 50 libras vertiendo los ingredientes a ojo en la mezcladora. «Era bastante impreciso», afirma.
Para aumentar la capacidad, la empresa está instalando una segunda línea de dosificación similar a la primera. Incluye una segunda mezcladora con una capacidad de 5.000 libras, una mezcladora con una capacidad de 1.000 libras, una tolva de almacenamiento temporal y una segunda extrusora. El material se transportará mediante transportadores de tornillo flexibles, que se extienden horizontalmente a partir de los transportadores flexibles originales mediante adaptadores de transición.
Willert Home Products fabrica por encargo pastillas desodorantes para inodoros para una empresa japonesa, destinadas a su distribución local. El sistema de dosificación, más preciso y productivo, responde a la creciente demanda del producto y a los rigurosos estándares de calidad del cliente.