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07
'13
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NORD Drivesystems
Una producción récord de pasta de dientes necesita motorreductores grandes y fuertes
El fabricante de agitadores industriales a medida EKATO, ha aumentado a más del doble el modelo más grande de su línea UNIMIX, para llevar a cabo así el mayor sistema de producción discontinua de pasta de dientes en el mundo. Dos mezcladores, cada uno con 10.000 litros volumen efectivo, producen de 6.000 a 11.000 kg de pasta de dientes por hora, en función de la concentración del producto. Por lo tanto, se ha más que triplicado la producción. El especialista en accionamientos, NORD DRIVESYSTEMS, respaldó el desarrollo de los nuevos sistemas de tamaño récord.
Muchos fabricantes de alcance mundial están interesados en concentrar la capacidad de producción en sólo unos pocos lugares. Las industrias para la higiene y el cuidado personal siguen sin duda esta tendencia. En consecuencia, la demanda de productos tales como pasta de dientes es cada vez mayor. Además, en cada sitio se produce una gama más amplia de variantes. Por lo tanto, las plantas modernas deben ser capaces de producir grandes volúmenes y al mismo tiempo proporcionar la máxima versatilidad. Con esta tarea compleja en su punto de mira, EKATO SYSTEMS de Schopfheim, en el extremo sur de la Selva Negra, ha construido una nueva planta para la producción discontinua de pasta de dientes.
Estado actual de la tecnología
La capacidad máxima de las plantas de producción de pasta de dientes solía estar entre 4.000 y 5.000 litros, con unas producciones aproximadas de 2.000 a 3.000 litros por hora. Es posible la producción continua o por lotes. Los sistemas continuos permiten un alto rendimiento, pero no son muy versátiles en cuanto a los cambios de producto; puesto que los diferentes ingredientes a veces requieren su propia tecnología de distribución y mezcla, los cambios en las recetas suelen provocar conversiones y reajustes. También entra en juego que la crema dental no puede ser fácilmente reelaborada cuando no es suficientemente homogénea. El mayor desafío con plantas continuas es asegurar la dispersión uniforme de los ingredientes activos tales como el fluoruro de sodio, incluso después de cambios en los sistemas de dispensación. Por otra parte, la tasa de producción de plantas discontinuas existentes no se puede aumentar significativamente sin grandes modificaciones en el equipamiento de la planta. Con el fin de satisfacer las demandas de un fabricante de pasta de dientes, EKATO tuvo que construir plantas más grandes.
Diseño del mezclador de producción
Los sistemas de producción de pasta de dientes básicamente consisten en un recipiente que se pueda vaciar, con un agitador, un homogeneizador y diversos sistemas de dispensación para la introducción de los ingredientes en el proceso. Los ingredientes líquidos o bien se miden y luego se introducen por vacío en el recipiente o se dispensan por métodos gravimétricos. Los polvos y espesantes para aumentar la viscosidad se pueden añadir a través del homogeneizador integrado o verter en el recipiente a través de una válvula en su base.
Ilustración 2, 3: EKATO construye el agitador perfecto para cada producto.
Los cálculos complejos para la ampliación
Para un mezclador de mayores dimensiones, EKATO tuvo que determinar las dosis y los tiempos de dispersión de los componentes, los tiempos de mezcla y homogeneización, los valores de vacío y las prestaciones del agitador y el homogeneizador necesarios. El agitador y el homogeneizador se configuraron de acuerdo con la ecuación de rendimiento de la mezcla para la tecnología de mezclado. En base a su amplia experiencia, EKATO determina el coeficiente de potencia "Ne" (o número de Newton) correspondiente a cada impulsor y la curva de viscosidad específica del producto. Además de la concentración del producto, la ecuación contiene, por otra parte, la velocidad y el diámetro - con exponentes 2, 3, o incluso 5, estos valores son especialmente importantes. Es por eso que la configuración correcta de los accionamientos del agitador y el homogeneizador es crucial. El proveedor de accionamientos NORD tuvo que configurar los motores y reductores de acuerdo con las prestaciones según los cálculos de EKATO, y para que fueran lo más eficientes y duraderos posible. Dado que el accionamiento del agitador está instalado en la parte superior de la mezcladora de producción, debe ser tan compacto como sea posible a pesar del alto rendimiento requerido.
Un agitador con accionamientos tan grandes como un coche
Esta aplicación depende de la calidad homogénea del producto, requiere velocidad y continuidad. Las cargas radiales y axiales en el eje del agitador, son muy altas debido a la gran viscosidad del producto, deben tenerse en cuenta para configurar el accionamiento. NORD DRIVESYSTEMS configuró y suministró dos motores de 250 kW con reductores industriales que proporcionan pares nominales de salida de 242.000 Nm. NORD es el único fabricante mundial que produce reductores industriales tan sumamente grandes de este rango de potencia en una carcasa UNICASE de una sola pieza. Por lo tanto, el motorreductor de 3 trenes de engranajes tipo SK 15407, aunque de un tamaño impresionante, sigue siendo relativamente compacto, ya que el diseño UNICASE permite rodamientos mayores para poder soportar fuerzas superiores.
Ilustración 4: Los motorreductores de NORD DRIVESYSTEMS cumplen las normas establecidas para una planta de tamaño récord: ningún otro fabricante de accionamientos es actualmente capaz de producir reductores industriales de este tamaño en una carcasa de una sola pieza.
Ilustraciones 6, 7: Los autores son Alexander Lukas (izquierda), director de investigación y desarrollo de EKATO SYSTEMS y Peter Dittmers (a la derecha), director general de Alemania, de NORD DRIVESYSTEMS.
Autores:
Lukas Alexander, director de investigación y desarrollo en SISTEMAS EKATO y
Peter Dittmers, director general de Alemania, NORD DRIVESYSTEMS
