Por qué los Procesadores de Plásticos Deben Preocuparse por el Cabello de Ángel y Cómo Superar sus Problemas

 

Suena místico, etéreo y hermoso. Pero en realidad es todo lo contrario.

Cabello de ángel es el término utilizado para referirse a largas hebras de plástico parecidas a “cabellos” que se crean cuando ciertas resinas se mueven a altas velocidades a través de tubos de transporte al vacío.

¿Qué resinas?

Principalmente materiales blandos como polipropileno, polietileno y, especialmente, polietileno lineal de baja densidad.

Acelerando a veces a más de 6000 pies/minuto, los gránulos de resina se ablandan por la fricción de modo que se extienden a lo largo de las paredes de la tubería. Este fenómeno ocurre con mayor frecuencia en las flexiones de los codos o en los primeros pies aguas abajo de los codos.

Después de solidificarse, estas finas hebras se acumulan, eventualmente se rompen y son arrastradas junto con el material granulado, causando problemas en todo el sistema, desde el vagón o el camión hasta la máquina de procesamiento final.

Veamos las muchas formas en que el cabello de ángel puede afectar negativamente su productividad, calidad y rentabilidad.

Maneras en que el cabello de ángel afecta el procesamiento de plásticos

Descarga de vagones o camiones

Un número cada vez mayor de procesadores, particularmente aquellos que procesan grandes volúmenes de unos pocos materiales, compran resina a granel y la descargan en silos o grandes contenedores de compensación. Aquí es donde se crea una gran cantidad de cabello de ángel.

Los operadores de camiones de reparto, por ejemplo, a menudo aumentan la presión para realizar el trabajo de descarga más rápido y poder volver a la carretera. Pero las velocidades y presiones más altas crean cabello de ángel que eventualmente queda atrapado en la rejilla del filtro en la base del silo, donde se acumula y el personal de mantenimiento debe eliminarlo manualmente.

Transporte desde el silo

Los silos generalmente están ubicados al aire libre y pueden estar a cientos de pies de distancia del primer destino dentro de una instalación. La resina en una línea convencional de transporte al vacío de fase diluida y de alta velocidad se acelera continuamente desde el punto de recogida hasta el destino.

En consecuencia, los perdigones que pueden haber sido recogidos a una velocidad razonable de 3500 a 4000 pies/min correrán a más de 5000 pies/min (y crearán cabello de ángel) cuando lleguen al final de un recorrido de 800 o 1000 pies.

En el receptor de destino

El receptor de material es donde se separa la resina del aire de transporte. Si esta separación involucra una pantalla o filtro, el cabello de ángel más liviano será succionado hacia la superficie del filtro a medida que se extrae el aire y los gránulos más pesados ​​caen en el cuerpo del receptor.

A medida que se acumula cabello de ángel en el filtro, se impide el flujo de aire y la bomba debe generar niveles de vacío más altos para compensar y mantener un rendimiento adecuado dentro del sistema de transporte. Como mínimo, el cabello de ángel acumulado afectará el rendimiento del transporte y, eventualmente, los niveles de vacío necesarios podrían llegar a ser tan altos que la bomba no pueda suministrarlos.

En cualquier caso será necesario realizar un mantenimiento para limpiar el filtro. Un receptor sin filtro no sufrirá el mismo problema, pero también tiene sus problemas de cabello de ángel.

Interrupción del flujo de materiales

En un receptor sin filtro, el cabello de ángel cae en el receptor junto con los gránulos. Incluso en una unidad con filtro, el filtro o malla no elimina el cabello de ángel y gran parte permanecerá con los gránulos.

El cabello de ángel puede entrelazarse entre los gránulos, provocando aglomeraciones o puentes en la base en forma de cono del receptor, impidiendo el flujo suave de los gránulos a través del receptor. El receptor no se vacía correctamente y, especialmente cuando se utiliza la detección de nivel como disparador para el siguiente ciclo de carga, el receptor deja de pedir más resina y cualquier proceso al que esté alimentando se quedará sin material, lo que eventualmente cerrará la operación.

En la válvula de descarga

Otro problema que puede causar el cabello de ángel es la obstrucción de la válvula de descarga. Cada receptor tiene una válvula de descarga que debe cerrarse para que se genere vacío, lo que arrastra el material hacia la línea y, en última instancia, hacia el receptor.

Una vez que se cierra el vacío, la válvula se abre para descargar la resina a la máquina de procesamiento o a lo que sea que esté alimentando el receptor. Sin embargo, si hay cabello de ángel en el material granulado, puede quedar atrapado en la válvula e impedir que funcione correctamente.

Esto puede suceder independientemente del tipo de válvula (ya sea una trampilla accionada por gravedad, una válvula de descarga positiva, una compuerta de guillotina, etc.) que esté involucrada, y cuando lo hace, la válvula no puede cerrar correctamente. Esto, a su vez, crea una fuga de vacío que, nuevamente, reduce la eficiencia del transporte o impide el transporte por completo.

Cabello de Ángel en Tolvas de Mezclado

Desde el receptor, la resina puede pasar a un mezclador donde pueden ocurrir más problemas. Las mezcladoras almacenan el material en tolvas o contenedores que, al igual que los receptores, generalmente se descargan por gravedad a través de una válvula.

Aquí no hay problema de fugas de vacío porque las tolvas no están bajo vacío, pero el cabello de ángel ciertamente puede causar puentes que interrumpen el flujo de material hacia la tolva de pesaje o la cámara de mezcla.

El problema es especialmente grave en los mezcladores volumétricos, donde la precisión depende del flujo constante de material a lo largo del tiempo. Pero incluso los mezcladores gravimétricos, que pesan cada dosificación para mayor precisión e intentan compensar automáticamente las variaciones en la cantidad de resina dispensada, aún pueden sufrir problemas de rendimiento y uniformidad de la mezcla.

Si la cantidad de cabello de ángel en la mezcla varía aleatoriamente, como suele ocurrir, el sistema tiene dificultades para encontrar un equilibrio que garantice una mezcla consistente y precisa.

Mantenimiento de la cámara de mezcla

Otro problema de la mezcladora ocurre cuando el cabello de ángel ingresa a la cámara de mezcla. Aquí, puede enredarse alrededor del eje de mezcla y las paletas, acumulándose hasta que comienza a afectar el rendimiento de la mezcla y potencialmente reducir el volumen de la mezcladora.

Cuando la cámara ya no puede acomodar el material que se le suministra, el sistema emite una alarma y eventualmente se apaga, y el personal de mantenimiento necesita limpiar físicamente la acumulación de cabello de ángel.

Problemas de secado

Los secadores están configurados para manipular material granulado, y para la calidad del producto final es fundamental el flujo uniforme de resina a través de la tolva, junto con una temperatura, flujo de aire y punto de rocío controlados con precisión.

Si se mezcla cabello de ángel con los gránulos, puede causar problemas de flujo de material, tal como ocurre en las mezcladoras, de modo que algunos gránulos se mueven más rápido a través de la tolva y el tiempo de secado es inconsistente. El cabello de ángel puede llenar los espacios entre los gránulos, interrumpiendo el flujo de aire caliente y seco necesario para secar el plástico adecuadamente.

Finalmente, el cabello de ángel de menor densidad aparente se puede secar en exceso o incluso quemar en la tolva.

Final de la línea

En última instancia, la resina que se transporta, y posiblemente se mezcla o seca, se alimenta a una máquina de moldeo por inyección, extrusora o sopladora donde se funde y se mezcla para formar un producto terminado.

Los tornillos de plastificación, así como los parámetros de procesamiento (temperaturas, presiones y velocidades), están optimizados para procesar pellets. Con su menor densidad aparente y diferentes características de fusión, las finas hebras de cabello de ángel pueden causar problemas de procesamiento y calidad inconsistentes, como geles o motas negras de material quemado.

Superar los problemas del cabello de ángel

Cada vez que se transporta polietileno u otro polímero más blando a altas velocidades, se puede desarrollar cabello de ángel, ya sea entre un vagón y un silo, en el camino hacia la planta de procesamiento o durante la manipulación interna. Los problemas que puede provocar son claros y, en su mayor parte, bien conocidos.

Atrapando cabello de ángel

La forma tradicional de prevenir los problemas que puede causar el cabello de ángel ha sido eliminarlo, utilizando acertadamente el nombre de trampas de cabello de ángel. Estos dispositivos se pueden colocar casi en cualquier lugar aguas abajo de cualquier punto donde se desarrollen estos hilos. Sin embargo, las rejillas, los filtros y las trampas de cabello de ángel deben limpiarse con frecuencia para evitar interrupciones en el proceso, y esto requiere mano de obra, que puede ser costosa y, cada vez con mayor frecuencia, menos que la disponible.

Prevenir el cabello de ángel

Parece que sería mucho mejor evitar que suceda el cabello de ángel, ¿no es así? Bueno, es posible que haya notado repetidas referencias al transporte de “alta velocidad”.

Esto se debe a que, como se explicó al principio de este artículo, la velocidad es la culpable del cabello de ángel. No se ve cómo se crea cabello de ángel cuando la resina se transporta desde un Gaylord o contenedor del lado de la máquina hasta la garganta de alimentación de una máquina de moldeo o extrusora. Esto se debe a que las distancias son cortas y la velocidad es menor.

Entonces, ¿por qué no puedes simplemente transmitir más lentamente a todas partes de tu planta? La respuesta requiere una breve lección de física, pero el simple hecho es que el transporte convencional en fase diluida (que ha sido la única tecnología práctica disponible durante décadas) debe mover los gránulos a altas velocidades para poder transportarlos a distancias más largas.

Pero todo eso cambió hace unos años con la introducción del sistema Wave Conveying™ patentado de Conair.

Utilizando una ingeniosa disposición de válvulas, bombas de vacío de frecuencia variable y algoritmos de control, Wave Conveying puede controlar la velocidad de los gránulos transportados con mucha precisión y puede variar esa velocidad fácilmente para que coincida con los polímeros que se mueven (ya sean duros o blandos o algo así). entre) y las distancias que deben recorrer.

Dependiendo de cómo esté configurado el sistema, este puede mover resina:

• a velocidades de fase diluida convencionales de hasta 5000 pies/min
• a una frecuencia de pulso de onda muy lenta entre 300 y 1000 pies/min, o
• a una velocidad de Wave Stream que alcanza el punto óptimo entre 1000 y 2800 pies/min.

Y lo hace sin limitar el rango de transporte del material.

De hecho, los sistemas Wave Conveying instalados mueven grandes volúmenes de resina a distancias que los sistemas de fase diluida de alta velocidad no pueden alcanzar.

A las bajas velocidades de Wave Conveying, puedes decir adiós al cabello de ángel, a las trampas y filtros, y a todos los problemas que pueden causar.