Aprender mas sobre tamaños de extrusoras

Los procesadores tienden a recomendar un extrusor mucho más grande que lo que es realmente necesario para el trabajo y las capacidades de los equipos subsiguientes.

Sabiendo que las necesidades de los clientes cambian continuamente y se están siempre siendo persiguiendo mejoras de producción la gente de operación hoy en día tiende a recomendar un extrusor mucho más grande que lo que es realmente necesario para el trabajo y las capacidades de los equipos subsiguientes. Mientras que obtener una extrusora de gran tamaño proporciona flexibilidad "just-in-case”, esto también puede resultar en costos de operación diarios mucho más altos. Veamos por qué.

Este es un cálculo aproximado de la producción de una extrusora de un solo tornillo a 100 rpm sobre la base de un peso específico de 1,0 (poliestireno). Esto se puede ajustar para otros polímeros multiplicando las salidas por su gravedad específica.

Tanto los mandos  AC como CC tienen un consumo de energía más alto por kg de producción a bajas velocidades. Los mandos CD son incluso más caros de operar que los mandos de CA a velocidades bajas debido a su desventaja adicional de un pobre factor de potencia a baja velocidad. La extrusora más grande incrementa las pérdidas térmicas al medio ambiente ya que este último es proporcional al área de la superficie calentada de la extrusora. Esto puede ser útil en un clima frío para calentar la planta, pero es un factor de costo importante en climas cálidos, en particular si se requiere el uso de aire acondicionado.

Los requerimientos eléctricos de calentamiento y mantenimiento de la temperatura también son proporcionales a la masa de la extrusora. El tiempo de calentamiento puede doblar de un tamaño de extrusora a la siguiente. Aunque no suele ser un factor de costo importante, extrusores más grandes también requieren más espacio. Más importante aún, también requieren servicios de mayor capacidad con mayores gastos asociados con la instalación y el mantenimiento.

Otro factor de coste importante es el tiempo extra que se necesita para poner en marcha y los cambios en una extrusora más grande. Este tiempo extra da como resultado la pérdida de producción y la generación de mayores cantidades de desperdicio. Incluso los cambios de rutina que requieren purga son más caros, ya que se necesita más material de purga para cambiar materiales o colores.

Naturalmente, el gasto de inversión de capital aumenta con el tamaño de la máquina, y que tiene que ser amortizado en el costo de producción. Subiendo un tamaño de extrusora o menos se duplica la inversión de capital instalado. En producciones equivalentes, los extrusores más grandes tienen más tiempo de residencia y tienen más material en el interior, aumentando la probabilidad de degradación, así como la cantidad de polímero degradado.

En pocas palabras, el tamaño de extrusora debe ser considerado en la economía diaria de producción de productos extruidos. Por ejemplo, la operación de una extrusora de 112.5 mm (4.5-in.) a 500 kg / hr y una extrusora de 125 mm (6 in) a la misma produccion puede dar lugar a un aumento de 50-100% en el costo total de funcionamiento, dependiendo de los detalles del equipo, costo eléctrico, número de cambios, y los polímeros que se están procesando.

Decidir sobre el tamaño de extrusora derecho es también importante al implementar las extrusoras que ya tiene en su lugar. Muchas veces, he visto poco o ningún pensamiento al momento de seleccionar la extrusora más económica. Recientemente vi correr una lamina de PET angosta de calibre delgado, en una extrusora de 125 mm (6-in.), 34:1con un mando de 500 hp. La velocidad del tornillo fue de 36 rpm, con un máximo de 125 rpm. Un poco mas alla había una extrusora de 112.5 mm (4.5-in), 30:1 con 200 hp que lo podía haber hecho bien. Sin embargo, el procesador prefirio la nueva línea porque era más fácil de operar. Aquí el costo de operación por hora fue de aproximadamente el doble de lo que podría / debería haber sido.

Escoger la extrusora del tamaño adecuado es más o menos una función de la producción a una velocidad razonable de tornillo. La relación L / D adecuada depende de los requisitos de mezclado, venteado, y la generación de presión. El caballaje es una función de la producción y el polímero que está siendo procesado y se puede calcular fácilmente. Sin embargo, esto puede ser una matriz más bien compleja de opciones, y las decisiones se dejan a los expertos.

Mi consejo es desarrollar un costo de operación por hora para cada línea de extrusión y tratar de encajar la producción en la línea más económica, como parte del procedimiento de programación.

Jim Frankland
Plastics Technology
Noviembre 2012

Jim Frankland es un ingeniero mecánico que ha estado involucrado en todo tipo de extrusión durante más de 40 años. Actualmente es presidente de Frankland Plásticos Consulting, LLC. Contacto jim.frankland @ comcast.net o 651-9196 (724).