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Cribado ultrasónico en la industria del revestimiento en polvo Por Richard Kay - Director de marketing - Russell Finex Limited

Figura 1: un proceso típico de fabricación de revestimientos en polvo. (Fuente: cortesía de Nuemann y Esser)

Con un enfoque cada vez mayor en la rentabilidad de la producción de pintura en polvo y la necesidad de mantener la calidad del producto, las demandas de los equipos de cribado vibratorio han aumentado drásticamente

La industria de recubrimiento en polvo

En las últimas décadas, la industria del recubrimiento en polvo ha experimentado un crecimiento de dos dígitos en los EE. UU. Y Europa. Han surgido muchos mercados nuevos para aprovechar este recubrimiento de película de alto rendimiento, desde componentes de automóviles como ruedas y sistemas de suspensión, pasando por tuberías de aceite y gas hasta electrodomésticos como lavadoras y hornos de microondas. Con su dureza y resistencia al astillado superiores y su método simple para la recuperación de exceso de pulverización, el recubrimiento en polvo ha demostrado proporcionar propiedades de revestimiento excepcionales sobre los sistemas de pintura líquida convencionales. Sin embargo, en los últimos años, con la desaceleración del mercado y el aumento de los costos de las materias primas, los fabricantes se ven obligados a mirar aún más de cerca en todos los aspectos de su negocio para mantener el crecimiento y la rentabilidad saludable.

El Proceso

El proceso de recubrimiento en polvo (consulte la Figura 1) implica una serie de pasos que llevan las materias primas a través de varias etapas para formar una mezcla de "plástico". Luego se enfría y se descompone en partículas de plástico antes de micronizarlo y pasarlo a través de un clasificador de ciclón para separar las partículas grandes y finas.
Finalmente, el polvo fino se tamiza para eliminar contaminantes extraños tales como la "pelusa" de la bolsa de filtro y el exceso de tamaño causado por el material que se polimerizó durante los procesos de flujo ascendente. El cribado de los polvos en esta etapa asegura que solo el polvo del tamaño correcto de las partículas pasa a través de la línea de llenado (consulte la figura 2).
Esto es crítico porque tendrá un impacto directo en la calidad y el espesor de la película que se puede obtener durante el proceso de recubrimiento. Demasiado delgado resultará en un revestimiento inadecuado, demasiado grueso desperdiciará dinero.
Figura 2: Instalación típica suministrada por Nuemann y Esser con la operación de cribado comúnmente colocada debajo del ciclón antes de las líneas de llenado.
Métodos tradicionales de tamizado - Problemas enfrentados

Dado que los procesos de polvo en el recubrimiento están diseñados para mantener una carga estática, esto ha causado tradicionalmente problemas durante el cribado debido al cegamiento y bloqueo de las aberturas de la malla, lo que compromete la calidad del producto y la capacidad de tamizado. Para superar esto, algunos fabricantes han experimentado con la detección "fuera de línea", pero esto ha llevado a problemas de control de calidad. Otros han adoptado tamices rotatorios que aprovechan la acción centrífuga causada por el impulsor que fuerza el polvo a través de la malla. Sin embargo, esto también puede comprometer la calidad del producto ya que se recoge muy poco sobredimensionamiento durante el proceso de selección.

Otro inconveniente posiblemente más preocupante del uso de tamices rotativos es que la mayoría están equipados con una malla de nylon propensa a la rotura. Los tamices vibratorios circulares alimentados por gravedad son el método preferido ya que aseguran que solo las partículas por debajo del tamaño de abertura de la malla pasen a las líneas de llenado. Históricamente, se han utilizado tamices montados en muelles, sin embargo, estos son muy difíciles de desmontar, lo que da como resultado tiempos extremadamente largos y laboriosos. Con los cambios recientes en el mercado, los tamaños de los lotes se reducen creando una necesidad de cambios de productos más frecuentes. Esto ha resultado en un aumento dramático en el tiempo de inactividad de la producción y los costos debido a la cantidad de tiempo empleado en el equipo. Esto, por lo tanto, ha causado que los fabricantes se vuelvan más conscientes de la ineficiencia de este proceso y busquen soluciones alternativas.
Figura 3: el Russell Compact Sieve® instalado antes de las líneas de llenado en Jotun UAE.
La solución: cribado compacto y fácil de limpiar

La detección de cheques, también conocida como seguridad o detección policial, es una aplicación común para tamices dentro de la industria de manejo de polvo. Aquí es donde se instala un tamiz para evitar el riesgo de que la contaminación sobredimensionada ingrese a la línea de producción a menudo al principio o al final del proceso. Aunque las unidades de cribado tradicionales se pueden utilizar para llevar a cabo esta forma de cribado, en las últimas décadas las cribas se han diseñado especialmente para que cuando se instalen aseguren que la capacidad y el proceso de producción no se interrumpan.

Una de esas unidades es el Russell Compact Sieve, que tiene un diseño en línea "directo" que permite tasas de producción mucho más altas en comparación con otros tamices vibratorios. Estas cribas de menor tamaño son ahora una de las soluciones de cribado más utilizadas en numerosas industrias. Las empresas aprecian tener unidades con una huella pequeña ya que los requisitos de espacio a menudo son limitados, pero los niveles de capacidad deben permanecer altos para garantizar que no haya cuellos de botella en el proceso que puedan comprometer la rentabilidad. Tener el motor montado en el lateral también significa que la unidad se puede instalar en la mitad de la plataforma o en un soporte móvil, lo que permite instalar líneas de llenado directamente debajo de la salida del producto, ahorrando espacio (consulte la Figura 3).
Figura 4: en una operación de tamizado típica, las partículas a menudo se combinan para cegar la malla de alambre de acero inoxidable. Los sistemas de unión ultrasónica pueden eliminar este problema. (Fuente: cortesía de G. Bopp & Co. Ltd).
Otra característica fundamental de este tipo de tamiz es su diseño fácil de limpiar. Al cambiar los colores, es esencial que las líneas de proceso se limpien extremadamente bien para evitar la contaminación cruzada de los lotes. A diferencia de las cribas convencionales montadas en muelles o rotativas que son notoriamente difíciles de desmontar y limpiar, las cribas de cribado de comprobación típicas tienen un sistema de sujeción manual, que permite desmantelar la unidad en cuestión de segundos sin la necesidad de herramientas. Además, tener un diseño sin hendiduras con muy pocas partes en contacto con el producto hace que la limpieza de este tamiz sea fácil.

Idar Larsen, gerente de proyecto en Jotun A / S declara, "Cualquier riesgo de contaminación del producto ha sido eliminado completamente con los cribas compactas Russell. En comparación con las unidades rotativas que reemplazamos, son muy simples de desmontar y limpiar. Además, ya no tenemos piezas de malla de nylon en el producto, que era un problema frecuente que experimentamos con las máquinas de cribado rotativas ".

Debido a la característica de los recubrimientos en polvo, a menudo se acumula una carga estática en la malla del tamiz, lo que provoca ceguera y bloqueo de la malla. Esto reduce el área útil de cribado y la capacidad general de la pantalla, lo que ralentiza las tasas de producción (consulte la Figura 4).

Muchas empresas intentan limpiar sus pantallas manualmente, pero esto a menudo puede causar daños a través de una manipulación incorrecta o métodos de limpieza que provocan una falla prematura de la malla. Otras compañías usan sistemas de detección que incorporan dispositivos mecánicos como discos o bolas que brincan hacia arriba y hacia abajo, golpean la pantalla y liberan cualquier obstrucción. Desafortunadamente, la acción de estos discos también puede dañar y reducir la vida útil de la malla. Aún más en serio, a medida que estos dispositivos se desgastan, las piezas de su construcción de caucho o plástico pueden caerse y contaminar el polvo que se está tamizando.
Figura 5: la sonda Vibrasonic® aprobada por ATEX está certificada para su uso en las Zonas 20, 21, 22, 0, 1 y 2 y se puede instalar en todos los tamices Russell.
Incluir un sistema de diseño fácil de limpiar en el tamiz vibratorio es uno de los avances más importantes al seleccionar recubrimientos en polvo. Es un innovador sistema de afinación no mecánica que descompone la tensión superficial al aplicar una frecuencia ultrasónica para hacer vibrar la malla del tamiz (ver Figura 5). Esto efectivamente hace que los alambres de acero inoxidable no tengan fricción. El sistema no tiene partes mecánicas ni de desgaste, por lo que no hay riesgo de daños en la malla o contaminación del producto. Debido a que evita que la malla sea bloqueada o cegada, asegura que la capacidad de filtrado y el rendimiento permanezcan constantes durante todo el proceso de producción. El tiempo de inactividad para la limpieza también se reduce drásticamente a la vez que aumenta la vida útil de la malla debido a la reducción en el manejo manual. Esto también significa que se desperdicia menos polvo bueno.
Figura 6: la tabla muestra cómo el rango del tamiz compacto se puede adaptar a una gama de molinos (se muestran los modelos Neumann y Esser y Hosokawa)
Muchos procesos de recubrimiento en polvo también requieren equipos aprobados por ATEX o a prueba de explosiones, por ejemplo, el Russell Tamiz Compacto y el sistema patentado Russell Vibrasonic® están aprobados por ATEX para operar dentro de todas las Zonas, incluyendo 0 y 20. También se pueden especificar para que coincidan con los sistemas de molienda existentes para asegurar que se mantengan las tasas de producción; Estos se pueden ver en la tabla de la Figura 6.

"Con la introducción de filtros compactos hemos visto un aumento dramático en nuestra eficiencia de cribado, que nos proporciona ventajas significativas". Continúa, "esto significa que solo partículas de gran tamaño terminan en la fracción de gran tamaño. Con las tradicionales máquinas de cribado rotativo que estábamos utilizando, muchos productos buenos terminaron en la fracción de gran tamaño ". Larsen concluye:" Creemos que hemos encontrado la mejor tecnología disponible en el mercado ".

Para que los productores de recubrimientos en polvo puedan sobrevivir en esta industria competitiva en constante crecimiento, adoptar nuevas tecnologías para mejorar la eficiencia de los procesos de fabricación es esencial para garantizar que se mantenga la calidad del producto al tiempo que se maximiza la rentabilidad.

Russell Finex
Feltham
Middlesex

Puede ser contactado en:

Tel: + 44 (0) 20 8818 2000
Fax: + 44 (0) 20 8818 2060
Correo: [Email protected]
Web: www.russellfinex.com

Informador de la industria de procesos

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