Diseño de un sistema de transporte neumático a presión positiva de desperdicios generados por una industria cartonera

Abstract:

La industria del cartón genera gran cantidad de desperdicios al día debido a la gran demanda que tienen éstos por parte de los consumidores tanto nacionales como internacionales. En el Ecuador este tipo de industrias tienen dos divisiones básicas: Las imprentas “industriales”, que se dedican básicamente a la generación de cajas para el sector floricultor, camaronero, pesquero, agrícola y doméstico. Y las imprentas “bananeras” que solo se especializan en dar atención al sector bananero. La industria cartonera está conformada por un corrugador, que es la máquina que provee de materia prima a la planta, y de máquinas impresoras. Éstas últimas son las encargadas de imprimir el diseño que el cliente exige sobre el cartón. Los desperdicios de cartón generados por cada imprenta son transportados a través de una banda transportadora, ubicado transversalmente a la máquina, y llevados a un blower donde son succionados y enviados a través de ducterías a un ciclón, donde se produce la separación. Éste, a su vez, está conectado a una embaladora en donde se compacta el desperdicio y se lo envía como materia prima para diferentes industrias productores de papel reciclado. Cuando la planta se encuentra en su máxima capacidad de producción, es decir, con todas las imprentas operando al mismo tiempo, se producen taponamientos en el ducto de desperdicios, por lo que se tiene que detener la producción de ciertas máquinas para proceder a liberar. Esto causa paradas diarias, que afectan a la economía de la industria. Los desperdicios generados por el corrugador y los obtenidos por la trituradora son enviados al ciclón por medio de un blower respectivamente. Estos ductos de succión no tienen problemas de taponamiento pero serán considerados para el dimensionamiento del ciclón. Con la llegada de nueva maquinaria a la industria, la empresa requiere un rediseño en el sistema de succión de desperdicios así como en el ciclón, a fin de eliminar paradas imprevistas. En base a esto, el diseño de un ciclón nuevo de mayor capacidad es necesario en este caso, ya que el actual presenta problemas en su diseño y construcción. La selección de blowers para enviar el desperdicio desde las imprentas hacia el nuevo ciclón también será considerada. La metodología consistió en hacer un levantamiento de información del sistema actualmente instalado en planta y de datos proporcionados por la empresa de estudio. Entre éstos se tiene el tipo de cajas de cartón corrugado que producen, la cantidad de desperdicios máximos de cada imprenta, características de los ventiladores de succión y motores de cada máquina, elevación del desperdicio, diámetro de los ductos, recorrido y longitud total de los ductos, caudal de aire que manejan los distintos ductos de succión, dimensionamiento del ciclón actual y de la estructura soportante. Para realizar esto, se utilizó el software comercial Autocad® para el desarrollo de planos y de SAP2000® para análisis estructural. Una vez realizado esto, se analizó el sistema actual para determinar cuál es la causa de los taponamientos. Primeramente se dimensionó el diámetro óptimo de los distintos ductos de succión, para luego proceder con el cálculo de la caída de presión en los ductos, seguido del dimensionamiento del ciclón, caída de presión en el ciclón, estructura soportante del ciclón, para finalmente realizar el cálculo de la potencia del ventilador y motor del sistema actual. Se llegó a la conclusión de que la potencia del motor instalado en la Máquina# 1 estaba mal dimensionado, el diámetro de la ductería y la potencia de motor de la Máquina# 2,3 también presentaban problemas y que el funcionamiento del resto de las imprentas era el adecuado. Una vez hecho el análisis del sistema actual, se diseñó el recorrido de la nueva ductería para proceder a analizar el sistema futuro. En este punto se toma en cuenta a la nueva Máquina# 7. Como en el sistema actual, primeramente se dimensionó el diámetro óptimo de la ductería de la nueva imprenta, seguido del cálculo de la caída de presión en los ductos, para luego proceder con el cálculo de la potencia del ventilador y del motor, diseño del nuevo ciclón, cálculo de la caída de presión en el ciclón y de la estructura soportante del ciclón y finalmente el recálculo de la potencia del ventilador y del motor. Se concluyó que un diámetro de ducto de 14” para la Máquina# 1 es el adecuado, de 20” para la Máquina# 2,3 y de 12” para la Máquina# 7. Para el resto de las imprentas, los diámetros actualmente instalados son los adecuados. No se cambiaran motores ya que la potencia de los actuales son los adecuados. La implementación del nuevo sistema tiene un costo total de $85697.65, con lo que se garantiza el correcto funcionamiento del mismo.

Año de publicación:

2013

Keywords:

• TRANSPORTE NEUMATICO
• Sistema Neumático
• POTENCIA DEL VENTILADOR Y MOTOR
• Industria Cartonera
• Diseño de sistema
• Análisis de Costos

Fuente:

rraae