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Diseño de sistemas de almacenamiento y transporte para la dosificación de sólidos a granel sin problemas

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Dependiendo de los requisitos del proceso, hay disponible en el mercado una amplia gama de sistemas de dosificación, dosificación y pesaje de sólidos a granel. Es un hecho que los sistemas de pesaje seleccionados adecuadamente proporcionarán muchos años de servicio sin problemas con una pérdida mínima de materias primas debido a una medición incorrecta.

Por Süleyman Salihler, Gerente General, Polimak Process Solutions Inc.

Suleyman Salihler

Süleyman Salihler, Gerente General, Polimak Process Solutions Inc.

En general, los usuarios finales se centran en la determinación de la configuración adecuada de los sistemas de dosificación. En consecuencia, los sistemas de almacenamiento y transporte que suministran materia prima a los sistemas de dosificación generalmente se ignoran o se pasan por alto.

Como es esencial lograr la configuración más adecuada para un presupuesto mínimo y el menor retorno de la inversión, estos sistemas deben investigarse en profundidad.

Sistemas de almacenamiento de materias primas

Los puntos principales para decidir inicialmente son:

  • ¿Cuánta materia prima se debe almacenar en el sitio?
  • ¿Cómo se almacenan las materias primas?
  • ¿Cómo se transportan las materias primas desde el almacenamiento al sistema de dosificación?
  • ¿Cómo proteger el sistema de dosificación de las perturbaciones de los sistemas de transporte?


La cantidad de materia prima que se almacenará en un sitio depende del rendimiento de la línea de producción, la logística de entrega de ingredientes, la ubicación del sitio y el presupuesto operativo. Los materiales secos a granel pueden almacenarse en silos, pequeñas tolvas temporales, octabinas, sacos y FIBC / bolsas grandes.

Los silos y las bolsas grandes generalmente se prefieren como ingredientes principales para facilitar su uso. Si los transporta un camión cisterna a granel o dentro de una bolsa de revestimiento, las materias primas se transfieren directamente a los silos de almacenamiento con el mínimo esfuerzo. Si se lleva dentro de bolsas grandes, debe haber un sistema para descargar bolsas grandes y llenar los silos.

Surgen algunas preguntas sobre el manejo de big bag:

- ¿Las bolsas grandes se almacenarán en un almacén por algún tiempo?

- ¿Se deben llenar los silos lo antes posible?

- ¿Hay suficiente espacio en el almacén?

- ¿Cómo se manejan las bolsas grandes? Por ejemplo, ¿con carretilla elevadora o grúa?

- ¿Qué pasa con los problemas de seguridad?

Los gerentes de planta deben tener mucho cuidado al responder estas preguntas.

La siguiente pregunta es determinar el sistema de descarga de big bag. Los sistemas de descarga de bolsas grandes se utilizan para la descarga segura de bolsas grandes y para llenar los silos. La capacidad de transporte de los descargadores de big bag es un aspecto muy importante aquí.

Los proveedores de equipos generalmente declaran la capacidad en los sistemas de transporte entre el descargador de big bag y el silo, sin embargo, la eficiencia del operador es mucho más importante. El tiempo total de manipulación de una bolsa grande incluye la entrega de la bolsa grande desde el almacén, levantarla, colocarla en el descargador de bolsas grandes, desatar o cortar la boquilla de descarga, esperar a que se descargue el producto y retirar la bolsa vacía. Por lo tanto, la selección de un sistema de descarga de bolsas grandes debe hacerse con cuidado.

Las mismas preguntas surgen para los ingredientes traídos en sacos u octabins. Hay una amplia gama de sistemas de vaciado de sacos y octabinas conectados a transportadores neumáticos o mecánicos en el mercado. La integración de estos sistemas también debe estudiarse en detalle para tener una producción sin problemas.

Además de los silos de almacenamiento de gran tamaño, también se pueden utilizar tolvas temporales pequeñas para el almacenamiento. Estas tolvas son generalmente preferidas si la capacidad total de una planta es relativamente baja. Nuevamente, los sistemas de carga para estas tolvas deben diseñarse en consecuencia.

Sistemas de transporte

Todos los sistemas de dosificación y dosificación incorporan pérdida de peso y / o ganancia en unidades de peso. Estas unidades generalmente tienen tolvas en la parte superior para almacenar temporalmente el ingrediente. Aquí se necesitan sistemas de transporte mecánicos o neumáticos para transferir ingredientes desde silos, sacos, bolsas grandes u octabinas.

La capacidad de los sistemas de transporte debe determinarse cuidadosamente para suministrar el material necesario siempre que sea necesario. A continuación, revisamos los detalles de los cálculos para lograr una forma simple de determinar la capacidad de transporte adecuada.

Veamos un sistema de dosificación simple que tiene unidades de pérdida de peso y de ganancia de peso (Fig. 1). Hay dos ingredientes principales llenos a la tolva de ganancia de peso, que luego se transfieren al mezclador. . Y dos ingredientes menores directamente alimentados al mezclador. La mezcla comienza después de que todos los ingredientes se cargan en la batidora.

Figura 1. Diseño de un sistema de dosificación
Figura 2. Diagrama de tiempo

El sistema funciona de la siguiente manera (Fig. 2.):

> El mezclador comienza a mezclar las materias primas del lote anterior.

> El ingrediente principal 1 se introduce en la tolva de pesaje (aumento de peso).

> El ingrediente principal 2 se introduce en la tolva de pesaje (aumento de peso).

> El sistema espera a que el mezclador termine de mezclar y luego descarga el producto mezclado.

> La tolva de pesaje descarga los ingredientes 1 y 2 junto con el ingrediente menor 1 y 2 al mismo tiempo al mezclador. Ciclo finaliza.

> Comienza un nuevo ciclo, el mezclador comienza a mezclar nuevamente.

Por lo tanto, la duración total de un ciclo de dosificación y dosificación se puede escribir de la siguiente manera:

(T = tiempo consumido, Q = cantidad)


Caso 1:

SiTmezcla + Tmezclador de descarga) <(Tmajor1 + Tmajor2) y Tdescarga de la tolva < Tminor2 y Tminor1 < Tminor2

Tciclo = Tmajor1 + Tmajor2 + Tminor2


Caso 2:

SiTmezcla + Tmezclador de descarga) <(Tmajor1 + Tmajor2) y Tminor1 < Tdescarga de la tolva y Tminor2 < Tdescarga de la tolva

Tciclo = Tmajor1 + Tmajor2 + Tdescarga de la tolva


Caso 3:

Si (Tmajor1 + Tmajor2) <(Tmezcla + Tmezclador de descarga) y Tdescarga de la tolva < Tminor2 y Tminor1 < Tminor2

Tciclo = Tmezcla + Tmezcladordescarga + Tminor2


Caso 4:

Si (Tmajor1 + Tmajor2) <(Tmezcla + Tmezclador de descarga) y Tminor1 < Tdescarga de la tolva y Tminor2 < Tdescarga de la tolva

Tciclo = Tmezcla + Tmezcladordescarga + Tdescarga de la tolva


Tmajor1, Tmajor2, Tminor1, Tminor2 son los tiempos necesarios para finalizar la dosificación de cada ingrediente.

Tla descarga de la tolva es el tiempo necesario para descargar la tolva de pesaje.

Tmezclar es el tiempo necesario para mezclar todas las materias primas.

TLa descarga del mezclador es el tiempo necesario para descargar el mezclador.


En una amplia gama de aplicaciones, la dosificación se puede realizar durante el proceso de mezcla. Algunos materiales se pueden mezclar primero y se pueden agregar algunos aditivos mientras el mezclador está funcionando. También se requiere tiempo para estabilizar las tolvas de pesaje después del llenado o la descarga. Los cálculos deben hacerse en consecuencia.

Ahora podemos calcular el tiempo disponible para llenar cada tolva de ingredientes. Por ejemplo, el tiempo disponible para llenar una tolva con un ingrediente es:

Trelleno1 = Tciclo - Tmajor1

La capacidad de un sistema de transporte se puede calcular como:

Capacidad = Qingrediente 1 / Trelleno1

Donde Qingrediente1 es la cantidad de material que se utilizará en un lote.

Como un ejemplo; si 50kg de carbonato de calcio (CaCO3) y 100kg de PVC se utilizarán en un proceso de mezcla;

T fillCaCo3 es 5 minutos y TfilingPVC es 8 minutos; Tel ciclo es 12 minutos

Capacidad de un sistema de transporte CaCo3 = 50kg / 5min = 600 kg / hr

Capacidad de un sistema de transporte de PVC = 100kg / 8min = 750 kg / hr


Número de ciclos = 60min / 12min = 5 ciclos / hora

= 120 ciclos / día

Si la planta ejecuta 24 horas en un día:


Consumo diario de CaCo3 = 120 x 50 = 6.000 kg

Consumo diario de PVC = 120 x 100 = 12.000 kg


Suponiendo que CaCo3 es entregado por camiones a granel de toneladas 25, un camión de CaCo3 es suficiente para 4.2 días de producción. Por lo tanto, existe la necesidad de una entrega de camiones a granel cada 4 días. Se requiere un silo de capacidad de toneladas 25 para esta operación.

Debe haber cierta cantidad de reserva en el silo para evitar pérdidas de producción en caso de retraso en la operación logística. Por lo tanto, las toneladas de capacidad 30 le darán aproximadamente un día de tiempo extra. Dependiendo de las condiciones del sitio, los gerentes de planta podrían decidir comprar silos de mayor capacidad para disminuir el tráfico de camiones.

Si se trae PVC en bolsas grandes 500 kg, será necesario manipular bolsas grandes 24 por día. En este punto, hay dos opciones para el manejo del PVC: Primero, las estaciones de descarga de bolsas grandes podrían conectarse directamente a un sistema de dosificación para que el PVC se pueda transferir directamente desde las bolsas grandes a las tolvas (Fig. 3).

El operador debe colocar una bolsa grande llena en la unidad de descarga y retirar las bolsas grandes vacías cada hora. La capacidad del transportador instalado entre el descargador de big bag y el sistema de dosificación sería 750kg por hora como se indicó anteriormente.

La otra opción es conectar una estación de descarga de bolsas grandes a un silo de almacenamiento y utilizar cintas transportadoras de mayor capacidad, por ejemplo, 6 toneladas por hora. (Fig. 4.) Las bolsas grandes 12 se deben descargar por hora y dos horas de carga serían suficientes para la producción diaria. La importancia de determinar la capacidad del silo de PVC es la misma que la del carbonato de calcio.

Figura 3. Descargador Big Bag conectado al sistema de dosificación
Figura 4. Descargador Big Bag conectado al silo

Los sacos o bolsas de pequeño tamaño se usan ampliamente para ingredientes menores. Estas bolsas generalmente se mantienen cerca de los sistemas de pesaje para que los operadores puedan llenar las tolvas manualmente cuando sea necesario. Un buen sistema de automatización debe advertir al operador antes de que la tolva esté vacía. Por lo tanto, se necesitan sensores de nivel o equipos similares para controlar el nivel del producto dentro de la tolva.

Prevención de errores

Para tener un pesaje sin problemas, todos los equipos aguas arriba y aguas abajo deben aislarse del sistema de pesaje.

Deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:

  • Las vibraciones mecánicas provenientes de los sistemas de transporte deben aislarse. Se pueden utilizar acoplamientos flexibles, amortiguadores de vibraciones, la línea de producción debe diseñarse en consecuencia.
  • El efecto de la presión del aire es otro problema. Los materiales en polvo se pueden cargar mediante sistemas de transporte a presión o al vacío. Cualquier diferencia de presión entre el sistema de pesaje y el equipo conectado puede causar errores de medición. Ventilar el aire y usar una conexión flexible entre cámaras disminuiría los efectos negativos de la presión del aire.
  • El puerto de entrada del contenedor de pesaje no debe absorber nada de la carga que la báscula está tratando de pesar. Es importante verificar cómo se carga el material en la báscula. Aunque una buena balanza compensa los errores causados ​​por la carga descentrada, es una buena práctica distribuir la carga de manera uniforme.
  • Los sistemas de almacenamiento y transporte deben limpiarse fácilmente en caso de cambios de receta. El diseño mecánico de estos sistemas debe hacerse en consecuencia.
  • Debe haber una tensión mínima en los cables eléctricos conectados, las mangueras de aire comprimido y las utilidades similares.
  • Al ser el componente más importante de los sistemas de pesaje, las celdas de carga están diseñadas para compensar los cambios de temperatura, pero existen límites de temperatura mínimos y máximos para las celdas de carga. Mantener temperaturas del aire relativamente constantes evitaría errores de lectura.

Lograr una dosificación óptima

La determinación de la configuración y la selección del sistema generalmente dependen del presupuesto y el retorno de la inversión proporciona la justificación tanto para la selección del proveedor como del equipo.

Una amplia gama de soluciones de ingeniería están disponibles en el mercado y los gerentes de planta tienen que elegir las más apropiadas en términos de capacidad de expansión y flexibilidad.

Resolver un problema técnico en cuestión no es una opción para este tipo de inversión. Un buen estudio detallado al principio permite un crecimiento futuro y muchos años de servicio sin problemas.

Informador de la industria de procesos

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