Rediseño Rediseño d el Sistema de Molienda en en Planta Alic orp Balanceados Balanceados Trujil lo Wilfredo Juárez Peña Tesis Tesis para optar el Título de Ingeniero Mecánico Mecánico p or l a modalidad: Programa Experimental de Titulación a Distancia, pont ific ia Universidad Católic Católic a del Perú, Perú, Facultad de Ciencias e Ingeni ería, Lima Jun io d e 2006 2006 ,Perú ,Perú
RESUMEN El trabajo que se ha realizado consiste en el rediseño e instalación de Líneas de molienda fina
para insumos
mezclados mezclados operación que la denominamos molienda Mix , para
conseguir la especificación especificación de granulometría de los insumos , necesaria para la elaboración elaboración de las fórmulas , esta operación operación de molienda molienda se va a realizar en dos etapas : a.- La primera etapa, molienda molienda con molinos de tipo martillos martillos Buhler Modelo Modelo DFZC 655.De fabricación Suiza. b.- La segunda etapa con molinos molinos pulverizadores pulverizadores marca Reynolds de principio principio centrifugo, tecnología tecnologí a que se viene aplicando desde hace unos años y son de fabricación fabricació n Canadiense. Con este proceso de molienda en dos etapas
se consigue
moler
mezclas de materias
primas de alta granulometría granulometría que son usadas en las formulas formulas de alimentos.
Aumentar la capacidad y reducir los costos de producción, bajo una granulometría granulometría estándar, mejorando los índices de productividad de planta.
Posibilidad de utilizar otros insumos en las fórmulas de camarón como:(Arroz, afrecho de trigo, sub. productos de trigo, trigo, sorgo, cebada, Harina Harina de Canola, arvejas , harina harina de algodón ) y además tener la ventaja de realizar mezclas mezclas para poder desarrollar desarrollar nuevos productos
Enfocarse en la producción de la línea Camarón de Mar
Molienda fina en dos etapas (granulometría máx. 15% sobre malla de 250u)
Moler el 60% 60% de las formulacione formulaciones s (5 TM/HR – 3,000 3,000 TM/MES) TM/MES)
Utilizar la mínima infraestructura productiva. (Mínimo de transportes, silos, y equipos equipos )
II
Rediseño Rediseño d el Sistema de Molienda en en Planta Alic orp Balanceados Balanceados Trujil lo Wilfredo Juárez Peña Tesis Tesis para optar el Título de Ingeniero Mecánico Mecánico p or l a modalidad: Programa Experimental de Titulación a Distancia, pont ific ia Universidad Católic Católic a del Perú, Perú, Facultad de Ciencias e Ingeni ería, Lima Jun io d e 2006 2006 ,Perú ,Perú
RESUMEN El trabajo que se ha realizado consiste en el rediseño e instalación de Líneas de molienda fina
para insumos
mezclados mezclados operación que la denominamos molienda Mix , para
conseguir la especificación especificación de granulometría de los insumos , necesaria para la elaboración elaboración de las fórmulas , esta operación operación de molienda molienda se va a realizar en dos etapas : a.- La primera etapa, molienda molienda con molinos de tipo martillos martillos Buhler Modelo Modelo DFZC 655.De fabricación Suiza. b.- La segunda etapa con molinos molinos pulverizadores pulverizadores marca Reynolds de principio principio centrifugo, tecnología tecnologí a que se viene aplicando desde hace unos años y son de fabricación fabricació n Canadiense. Con este proceso de molienda en dos etapas
se consigue
moler
mezclas de materias
primas de alta granulometría granulometría que son usadas en las formulas formulas de alimentos.
Aumentar la capacidad y reducir los costos de producción, bajo una granulometría granulometría estándar, mejorando los índices de productividad de planta.
Posibilidad de utilizar otros insumos en las fórmulas de camarón como:(Arroz, afrecho de trigo, sub. productos de trigo, trigo, sorgo, cebada, Harina Harina de Canola, arvejas , harina harina de algodón ) y además tener la ventaja de realizar mezclas mezclas para poder desarrollar desarrollar nuevos productos
Enfocarse en la producción de la línea Camarón de Mar
Molienda fina en dos etapas (granulometría máx. 15% sobre malla de 250u)
Moler el 60% 60% de las formulacione formulaciones s (5 TM/HR – 3,000 3,000 TM/MES) TM/MES)
Utilizar la mínima infraestructura productiva. (Mínimo de transportes, silos, y equipos equipos )
II
Facilitar el acceso acceso para la limpieza limpieza a todo el recorrido recorrido de de las Materias Primas
Permitir la trazabilidad trazabilida d estableciendo PUNTOS DE MUESTREO
Al cumplir con estos parámetros de molienda se consigue un alimento para camarón de mar de
excelente
Calidad que es reconocida a nivel mundial en los productos de la marca
se comercializa comercializa este alimento alimento . Nicovita nombre con el que se
III
IV
V
ÍNDICE GENERAL Pag. Resumen Temario aprobado por el decano Introducción Capitulo I: Generalidades
1
1.1. Principales Insumos que se tienen que moler en las
1
fórmulas y su parámetros de Calidad y granulometría 1.1.1 Harina de Pescado
2
1.1.2.-Moyuelo de Trigo
3
1.1.3. Acemite de Trigo
4
1.1.4. Torta de Soya
5
Capitulo II: Descripción y diagrama de planta de alimento
6
balanceado para camarón de mar 2.1. Recepción y Abastecimiento de Materias Primas.
6
2.2. Molienda.
6
2.3. Formulación
7
2.4. Mezclado
8
2.5. Peletizadora
8
2.6 Envasado
9
2. 7 Layuot de Planta año 2004
10
2.8 Antecedentes al proyecto
10
2.9. Pruebas de Molienda
11
Capitulo III: Rediseño de molienda, selección de equipos y cotizaciones
13
3.2 Selección de equipos principales y compra
16
VI
3.2.1 Transportador a cadena (redler)
16
3.2.2 Elevador de cangilones
17
3.2.3 Transportador helicoidal (horizontal)
18
3.2.4 Mezcladora vertical
31
3.2.5 Molino de martillos
32
3.2.6 Asistencia de aire con Filtro de mangas de baja
33
presión (modelo cuadrado por estructura de planta) 3.2.7 Molino pulverizador
34
3.2.8 Asistencia de aire con Filtro de mangas de baja
34
presión (modelo cónico por estructura de planta) Capitulo IV: Selección de proveedores de montaje, instalación
36
y puesta en funcionamiento
Conclusiones
38
Recomendaciones
39
Bibliografía
40
Anexos
41
VII
INDICE DE FIGURAS
Pag. Figura Nº 1: Diagrama de Molienda Mix A y B
15
Figura Nº 2: Mezcladora Vertical
19
Figura Nº 3: Detalle de Molino de Martillos en Pulverizado de
20
Partículas por Impacto Figura Nº 4: Sistema de Asistencia de Aire con Filtro de
21
Mangas a Molinos de Martillos Figura Nº 5: Detalle de Molino de Pulverizando Partículas por
22
Impacto y Trituración Figura Nº 6: Sistema de Asistencia de Aire con Transporte
23
Neumático de Productos a Presión Negativa
VIII
INDICE DE CUADROS
Pag. Cuadro Nº 1: Especificaciones de calidad
2
De la Harina de Pescado Cuadro Nº 2: Especificaciones de calidad
3
Moyuelo Cuadro Nº 3: Especificaciones de calidad del
4
Acemite de Trigo Cuadro Nº 4: Especificaciones de calidad de
5
la Torta de Soya Cuadro Nº 5: Características Principales Individuales de los Insumos
11
Cuadro Nº 6: Características Principales Mixtas de Los Insumos
12
Cuadro Nº 7: Motores de la línea de molienda Mix A y B
16
IX
INDICE DE TABLAS
Pag. Tabla Nº 1: Clasificación del material
20
Tabla Nº2: Factor de Material
20
Tabla Nº3: Capacidad de transportes helicoidales
21
Tabla Nº 4: Factor Del Diámetro Del Transportador
25
Tabla Nº 5: F b-Factor de Buje para Colgante
25
Tabla Nº6 : F f - Factor de Vuelo
25
Tabla Nº7: Fo Factor De la Sobrecarga
26
Tabla Nº8: e Factor de la Eficacia
26
Tabla Nº9: Rangos de torsión para tornillos, ejes y tubos
27
X
INTRODUCCIÓN Alicorp Negocio de Nutrición Animal Planta Trujillo es una fábrica que fue adquirida por el grupo Romero el año 1997 como consecuencia de la fusión del grupo Nicolini Hermanos S.A. esta fábrica esta en Trujillo y elabora alimentos balanceados para animales de la Marca
Nicovita, con mas de medio siglo de experiencia y desde 1986 empezó a jugar un papel importante en la Acuicultura Peruana y Latinoamericana a través de la fabricación de nuestro alimento Nicovita Camarón de Mar . Para la elaboración insumos
de este alimento se tiene que realizar la operación de molienda de
que son utilizados en las fórmulas , esto se hace con molinos centrífugos
tipo
martillo, en la planta Trujillo se ha venido realizando esta operación de molienda en forma
Individual, de cada uno de los componentes de las fórmulas , lo que hace que se tenga que disponer de muchos silos de almacenamiento antes y después de la operación de molienda, debido a los diferentes insumos que se tienen que moler para la elaboración de estos alimentos. La Molienda es uno de los de los procesos principales en la industria de alimentos balanceados porque mas del 80% de los ingredientes que ingresan en las fórmulas deben ser molidos y para la elaboración del alimento para camarón de mar ,la molienda fina nos va a permitir obtener una mejor digestibilidad de los nutrientes en los animales, por esto la razón de implementar esta molienda mixta. En los capítulos desarrollados se muestras que los molinos de martillos adquiridos son de Fabricación Suiza, y nuestra experiencia nos da la garantía que son de excelente calidad para los molinos pulverizadores centrífugos se seleccionó los pulverizadores de la marca Reynods de fabricación Canadiense . Algunos equipos fabricados nacionalmente como elevador de cangilones y tornillos transportadores, cuyos cálculos se presentan en los capítulos siguientes .
XI
CAPITULO 1: GENERALIDADES 1.1. Principales Insumos q ue se tienen que moler en las fórmul as y su parámetros de Calidad y granulometría A continuación vamos a presentar las especificaciones de las principales materias primas ,que son molidas con sus características organolépticas y físicas que van a ser mezcladas ,antes de pasar por las etapas de molienda de martillos y pulverizados, Estas especificaciones son las que tenemos en nuestro sistema de calidad Norma ISO 9000 – 2000 certificada y aprobada por la Cia Auditora externa Germamiche Loy certificación realizada en el mes de mayo del año 2003. y refrendada los años 2004 , 2005 con la aprobación de las auditorias de seguimiento realizadas en estos años .
1
1.1.1. Harina de Pescado FAQ (FISH AVERAGE QUALITY) (MTN004) Es el producto obtenido al someter pescado crudo a cocción, prensado, secado a fuego directo y a molienda, al cual se le adiciona antioxidante en cantidades adecuadas para controlar la oxidación de la grasa según requerimientos.
Cuadro Nº 1: Especificaciones de Calidad de la Harina de Pescado
Presentación
GENERALES En sacos de Polipropileno con 50 Kg de peso Neto de producto, correctamente cocidos.
Aspecto Físico
Mezcla homogénea con partículas del mismo tamaño. Ausencia de terrones, bajo porcentaje de hueso.
Aspecto Sanitario
Libre de infestaciones, alteraciones o características anormales tales como: presencia de heces de aves, champas o grumos que reflejen humedad en el ingrediente y presencia de hongos. ORGANOLÉPTICAS
Color
Marrón a Marrón Verdoso (Según Muestra Patrón)
Olor
Característico a pescado fresco cocido, no debe tener olor a pescado descompuesto, rancio, oxidado, quemado y/o ácido. FISICOQUÍMICAS
Humedad Proteínas Grasa
Máx: 10 % Mín: 65 % Mín: 9 % Máx: 11% Ceniza Máx: 16 % Antioxidante Remanente (ppm) Mín: 150 Digestibilidad a la Pepsina 0.002% Mín: 95 % TVN (mg/ 100g) Máx: 150 Histamina (mg/Kg) Máx: 1000 MICROBIOLÓGICOS Enterobacterias Mesófilas (ufc/g) Hongos (ufc/g) Escherichia Coli (ugc/g) Salmonella spp 25 g Clostridium perfringens (ufc/g)
Máx: 102 Máx: 102 Máx. 3 Ausencia Máx: 100 2
1.1.2. Moyuelo de Trigo Es un sólido pulvurulento semi-fluido derivado de la molienda del trigo entero y considerado como un subproducto del mismo, usado como fuente de energía en los alimentos balanceados para animales. Está formado por partículas más pequeñas derivadas de las capas internas del grano y también por partículas pequeñas de afrecho. Cuadro Nº 2 Especificaciones de Calidad del Moyuelo Presentación Aspecto Físico Aspecto Sanitario
Color Humedad
GENERALES Sacos de Polipropileno con 40 Kg de peso Neto de producto, protegido adecuadamente. Polvo semi-fino Debe estar libre de infestaciones de insectos vivos y sus larvas u otras características anormales. ORGANOLÉPTICAS Beige jaspeado (Según Muestra Patrón) FISICOQUÍMICAS Máx: 14 %
Proteína
Mín: 16 %
Cenizas
Máx: 6.5 %
Granulometría
Línea Acuícola Camarón de Mar: sobre malla de 250µ. Línea Acuícola Peces: sobre malla de 250µ. Línea Mascota: sobre malla de 250µ.
Máx. 15% Máx. 25 % Máx. 25%
MICROBIOLÓGICAS Aerobios Mesófilos Viables (ufc/g) Máx: 106 Bacillus cereus (ufc/g)
Máx: 103
Mohos y Levaduras (ufg/g)
Máx: 104
3
1.1.3. Acemite de Trigo Es un sólido en polvo semi-fluido derivado de la molienda del trigo entero y considerado como un subproducto del mismo, usado como fuente de energía en los alimentos balanceados para acuicultura. Está formado por partículas más gruesas derivadas de las capas internas del grano y también por partículas pequeñas de Moyuelo.
Cuadro Nº 3: Especifi caciones de Calidad del Acemite de Trigo Presentación Aspecto Físico Aspecto Sanitario
Color Humedad
GENERALES Sacos de Polipropileno con 50 Kg de peso Neto de producto, protegido adecuadamente. Polvo semi-fino Debe estar libre de infestaciones de insectos vivos y sus larvas u otras características anormales. ORGANOLÉPTICAS Beige Claro (Según Muestra Patrón) FISICOQUÍMICAS Máx: 15.1 %
Proteína Cenizas
Mín: 12 % Máx: 7 %
Granulometría
Línea Acuícola Camarón de Mar : Máx. 3.5% Retenido sobre malla 1000 µ. Max : 20% Retenido sobre malla de800 µ Max : 32% retenido sobre malla de 500 µ
MICROBIOLÓGICAS Aerobios Mesófilos Viables (ufc/g) Máx: 106 Bacillus cereus (ufc/g)
Máx: 103
Mohos y Levaduras (ufg/g)
Máx: 104
4
1.1.4. Torta de Soya Es el derivado de la extracción de aceite de las semillas de soya procesadas por el sistema de solventes. Se caracteriza por ser una fuente de proteína, que contiene menos fibra que cualquier otra fuente de semillas oleaginosas.
Cuadro Nº 4: Especif icaciones de Calidad de la Torta de Soya
Presentación Aspecto Sanitario Color
Olor
GENERALES En sacos de Propileno o Polipropileno plastificado de 50 kgs; Pelletizado (a granel). Debe estar libre de infestaciones de insectos vivos y sus larvas u otras características anormales. ORGANOLÉPTICAS Crema claro o crema oscuro. Un color marrón oscuro es indicativo de un excesivo tratamiento térmico durante el procesamiento con la consecuente pérdida en la disponibilidad de aminoácidos (Según Muestra Patrón) Típico a leguminosa cocida, de olor agradable. No debe tener olor a hongo, ácido o quemado. FISICOQUÍMICAS
Torta de 47% Proteínas Fibra Grasa Cenizas Humedad Actividad Ureásica Solubilidad en KOH
Mín: 46% Máx: 7% Mín: 0.5% Máx: 7% Max: 12% Mín: 0.05% Máx:0.25% Mín: 75% Máx: 85% MICROBIOLÓGICAS Aflatoxinas (limite de detección Ausencia 5 ppb) Aerobios Mesófilos Viables Máx: 10^5 (ufc/g) Mohos y Levaduras (ufc/gr) Máx: 10^5
5
CAPITULO II : DESCRIPCIÓN Y DIAGRAMA DE PLANTA DE ALIMENTO BALANCEADO PARA CAMARÓN DE MAR Brevemente se va a describir las etapas de proceso para la elaboración de alimento acuícola Para camarón: Diagrama Anexo A 2.1. Recepción y Abastecimiento de Materias Primas. En esta etapa se abastecen los insumos que se van a moler y las que se van a dosificar en la fórmula sin moler , estos insumos son abastecidos en forma manual en silos de recepción que son transportados por elevadores de cangilones a las tolvas de dosificación a la sección de molienda y a la sección de formulación, estos insumos para el caso de Trujillo son suministrados en bolsas de polietileno de 40 y 50 kgr
2.2. Molienda. En esta etapa se define como la reducción por medios mecánicos del tamaño de las partículas de un ingrediente o mezclas de ingredientes que conforman una fórmula completa. El tamaño de partícula final dependerá del tipo de alimento que se va a fabricar .Con esto se quiere decir que no es lo mismo fabricar un alimento para camarón de una o dos semanas de edad, o alimento para camarón en la fase final de engorde, evidentemente el tamaño de las partículas de la mezcla para los iniciadores (150 . 180 micras ) debe ser mucho menor que para el camarón que esta en etapa de engorde.
6
La molienda es el paso más limitante en la producción de alimentos balanceados y representa el 50% - 60% de los costos de manufactura .La molienda tiene impacto en el mezclado ya que afecta directamente la homogeneidad de la mezcla y del producto final ( pellet o producto extrusado ) , de igual forma la molienda impacta en la operación de peletización en la que determina la compactación . A medida que el tamaño de la partícula es menor existen mas puntos de contacto. También la molienda juega un papel importante en el pre -acondicionamiento al igual que en la peletización a menor tamaño de partícula más superficie de área expuesta a la acción de vapor. Esto va a permitir que le vapor condense en mas partículas y al hacer esto transfiere su calor y el agua sea absorbida o internalizada más rápidamente.
2.3. Formulación: Es la etapa de la elaboración del alimento para camarón mediante el cual diferentes Ingredientes son combinados en la cantidad necesaria para proporcionar al camarón las cantidades de nutrientes necesarias para satisfacer objetivos específicos de producción al mínimo costo. Estos objetivos de producción son:
Crecimiento rápidos
Producción de larvas viables
Mejora de calidad organoléptica del producto final
Estas dietas o recetas son elaboradas por el acuerdo las cantidades y
los
nutricionista, es decir que se formula de
valores de proteína, grasas, hidratos de
carbono ,vitaminas ,minerales y además se adición los aditivos y preservantes en la proporción adecuada ,se debe escoger ingredientes apropiados ,fijar niveles mínimos y máximos ,establecer los niveles de nutrientes deseados en el alimento ,balancear el alimento establecer los porcentajes de los ingredientes .Se debe garantizar un correcto pesado de los ingredientes mayores , menores y adición de líquidos como son el aceite de pescado ,el antimicótico y el agua para darle a la mezcla la humedad necesaria para que se pueda homogenizar y posteriormente peletizar. 7
2.4. Mezclado: El mezclado es la operación en donde todos los ingredientes se incorporan con el objetivo principal de que la mezcla sea homogénea .Por lo tanto ,es una de las operaciones mas importantes en la fabricación de alimentos balanceados para camarón , si tenemos en cuenta
el
gasto/
inversión
que
se
hace
en
adquirir
los
ingredientes
de
calidad ,almacenarlos y pesarlos debemos entonces poner atención al proceso que se va a utilizar en poner todos estos ingredientes en una sola mezcla homogénea .En otras palabras cualquier muestra que se tome de una mezcla debe ser idéntica en contenido nutricional a cualquier
otra mezcla ,en este proyecto se ha establecido antes de la
molienda mix , realizar un mezclado de ingredientes en mezcladoras verticales como se va a ver en el diagrama de proceso de la molienda Mix
2.5. Peletizadora La peletización es el proceso de extrusión forzada ( a presión ), de una mezcla previamente acondicionada ( a un % de humedad y temperatura ) que a través de un molde o matríz con orificios que le da la forma ,comúnmente cilíndrica o “pellet” y la densidad . Este proceso debe proporcionar un pellet denso y sumergible que representa una fórmula completa con todos sus nutrientes listos para ser consumidos por el camarón . La peletizadora por lo general
se compone del alimentador, la cámara de
acondicionamiento o pre -acondicionamiento
y la misma peletizadora con sus otros
componentes los rodillos, el dado, motor y carcasa. El trabajo real se produce en la cámara de peletización ,que esta compuesta por los rodillos ( pueden ser 2-3 ) ,y el dado o matriz de peletización ,la producción efectiva de pellets para camarón va a depender de las partes mecánicas ( los rodillos ) y su ajuste para generar la presión necesaria para extruir la mezcla a travéz del dado o molde . Los moldes o dados para fabricar alimento de camarón deben ser de acero inoxidable altos en Cromo X46Cr13 CHROMADUR .Esto se debe a que las fórmula de camarón son bastante ácidas lo que puede causar corrosión .Si no se puede lograr la calidad del pellet 8
con tipo de dados la segunda opción es utilizar dados de acero inoxidable carburizado .Por el tipo de aleación el coeficiente de fricción es mayor que el acero al cromo lo que produce una mayor resistencia a la mezcla que se esta peletizando . El espesor efectivo de los dados para camarón debe ser de 45 a 50 mm. Este es lo que se conoce como espesor efectivo o área de trabajo y no se le debe confundir con los alivios por lo general ,los alimentos de camarón se peletizan en dados con agujeros de 1.8 a 2.5 m de diámetro y una relación de compresión que oscila entre 18 -22 . la relación de compresión es la división entre el espesor efectivo del dado (50mm) dividido por el diámetro del agujero ( 2.5mmn ) .
2.6 Envasado La última operación en la cadena de producción de alimento para camarón es el envasado y la estación descarga, el alimento procesado en la forma de harina o de pellets, se transporta a los compartimientos de donde se empaqueta o es cargado a granel en los vehículos, el alimento en cualquier forma, debe salir de la fabrica cuanto antes para mantener el tiempo de almacenaje al mínimo. El alimento debe ser alcanzado al cliente en condiciones frescas. Desde la estación del empaquetamiento y el sistema de descarga a granel tienen que ser clasificados de acuerdo con los índices del rendimiento de procesamiento del molino de alimento, es inevitable que cierta cantidad de los productos principales tiene que ser mantenida en stock. Esto puede ser mejorado, para proporcionar al cliente un servicio mejor. En la planta se embolsa en bolsas de polietileno laminado y con peso de 25 Kgms y se sella en ambos extremos del fulle ,se codifica el producto de acuerdo a los países al cual se Exportan ( Colombia , Ecuador ,Guatemala, Honduras, etc. y para la producción Nacional ), este código indica el % de proteína , la fecha de producción y vencimiento así como los aditivos que se utilizan en algunos productos que son a pedidos especiales .
9
2. 7 Layauo t de Planta año 2004 Anexo N° 1: Diagrama de Flujo de Planta balanceados Trujillo - 2004
2.8 Antecedentes al proyecto Debido a la gran demanda en el mercado de nuestro producto, junto con ello la escasez de los insumos que son sub-producto de la industria de trigo como Harinas residuales y lo que denominamos: Moyuelo y acemite que se forman de la cáscara del Trigo. El alto costo de la molienda del acemite, obligaron que nuestra empresa busque soluciones óptimas para poder así satisfacer las necesidades de sus clientes y a la vez aumentar la producción, al menor costo. Las principales materias prima que se usan son: Harina de pescado, Harina de soya y Sub Productos de trigo en sus dos modalidades: Harina Residual que se obtienen de la elaboración
de las Harinas para panificadoras y sus sub-productos (el moyuelo, el
acemite y el afrecho)
,donde
cada uno de estos productos
tienen un proceso
independiente que involucra que en el proceso de molienda pasen por un molino de martillos o molino pulverizador, separadores y otros equipos esto implica para nosotros, costo altos de producción para nuestro producto, costos que debemos optimizar en la fabricaron de nuestro alimento para camarón de mar . El problema de desabastecimiento de uno de nuestros principales materias prima, que es el moyuelo (granulometría = 15%) sufre una escasez, debido a que existe una sola molinera en el Perú que nos brinda como oferta 500 TN/mes siendo nuestra demanda actual de 1500 TN/mes, para producir 5000 Ton de alimento para camarón viéndonos obligados a usar en su reemplazo el acemite (granulometría =58%) ocasionando esto para nosotros un aumento del costo por materia prima, mayor consumo de energía y mayores costos de , mantenimiento y además que se produce el deterioro de nuestra maquinas, y perdidas en la capacidad instalada en la etapa de peletizado.
10
Es por eso que nuestras materias primas deben llegar a nuestra línea de peletizado con una granulometría adecuada para que se puedan mezclarse con facilidad y así generar el pellets establecido por nuestras especificaciones de calidad.
2.9. Pruebas de Molienda Antes de realizar las pruebas de molienda mix, esta se realizaba en forma individual, obteniendo las características y capacidades siguientes con molinos de martillos modelo DFZ650 – BULHER Cuadro Nº 5: Características Princip ales Indivi duales de los Insum os Características Princip ales Individuales de los Insumos
Materia Prima Harina de soya Harina de pescado Acemite
Granulometría Humedad (%) (%) 89 9 58 10.5 74 14.34
Peso especifico (cm3/gr) 1.765 2.28 2.22
Capacidad (Tn/h) 1.5 2.5 1
Nota: Antes de entrar en los m olino s de martill os modelo DFZ650
Para las pruebas de molienda mix, se realizaron mezclas de forma manual con los insumos antes mencionados para determinar si era posible obtener la granulometría de la mezcla adecuada max 15 % sobre malla de 250 u, en una mezcladora vertical de 500 Kg de capacidad, después haberse realizado dos moliendas en serie , la primera con un molino de martillo y la segunda con un molino pulverizador, donde se evaluaron capacidades, consumo de energía y se proyectaron los costos de producción, además del problema de falta del insumos Moyuelo por la oferta de las molineras, es así que se determinó utilizar el producto acemite como mezcla insumo que tiene
una oferta de 1200 Ton /mes de las
molineras de Harinas y poder llegar a aumentar la capacidad de producción a 5000 Ton / mes de Producto terminado.
11
Cuadro Nº 6: Características Principales Mixtas De Los Insu mos CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES MIXTAS DE LOS INSUMOS
Secuencia Mezcla Mix antes de los Molinos de Martillos Mezcla Mix antes del Pulverizador Mezcla Mix obtenida después de ambos molinos
Granulometría Humedad (%) (%)
Peso especifico (cm3/gr)
Capacidad (Tn/h)
70 30-35
11.25 9
2.08 2.2
2.1 2.1
12
8
2.25
2.1
12
CAPITULO III: REDISEÑO DE MOLIENDA, SELECCIÓN DE EQUIPOS Y COTIZACIONES Según las pruebas realizadas se determinó el rediseño de la molienda individual para lo cual se adjunta Diagrama de flujo de molienda mixta. A continuación una breve descripción de acuerdo al diagrama: a.) Los insumos son abastecidos por las tolvas de abastecimiento en sacos de 40 y 50 kg con lo cual se abastece un bach de 1200 Kg entre Harina de Pescado, acemite, y torta de soya M05.- A y M05-B, estas materias primas son transportadas por dos elevadores de cangilones E-A , E-B de altura 24 mts y que son accionados por los motores MO4-A, MO4-B, depositan los insumos en las rastras MO2-A y MO3-B , las que llevan la materia prima a los mezcladores verticales M16-A y M16-B estas mezcladoras tienen un tornillo central mezclador donde se realiza la operación de mezclado , se tiene también a continuación tolvas de almacenamiento de la mezcla que son descargados por Bach y se tiene un sistema de compuertas cerradas y abiertas de acuerdo frecuencia y al tiempo que se ha determinado de mezclado que es de tres minutos por bach , se descargan a la tolva de descarga las cuales tienen censores capacitivos tipo bulbo para determinar los niveles altos y bajos de la tolva. b.) Estas tolvas descargan a la tolva de alimentación del Molino de Martillo M15-A y M15- B estas tolvas tienen también un sistema de alimentación con sensores capacitivos y control neumáticos para ir regulando la carga del molino, estos molinos de martillos son muy eficientes cuando se
usan mallas de 2.4 mm., pero para elaborar alimento para camarones es
inaceptable porque las partículas son muy gruesas para las larvas y alevitos nosotros estamos utilizando las mallas de 1.2-1.5 mm. con las cuales obtenemos tamaño de partículas de 300350 micras que esta por encima de del nivel mínimo de 250 micras estos molinos son de 120 13
Hp y 3500 rpm de velocidad , estos molinos tienen que tener un sistema de filtrado de aire con una ventilador centrifugo que genera vacío ( Presión Negativa ) para evitar recalentamiento y explosiones, este sistema de filtrado es tipo mangas y tiene sistema de soplado de aire con la frecuencia adecuada para que no se saturen las mangas .una vez que el producto esta molido en la tolva de descarga de los molinos de martillo es transportada M14-A , M13-A a la tolva de dosificación de los molinos pulverizadores a estos molinos se les alimenta por medio de un dosificador dual de tornillo y es gobernado por un variador de frecuencia de acuerdo a la señal del sensor capacitivo que tiene la tolva de alimentación , estos pulverizadores MA -10A, MA10B son molinos recomendados para lograr partículas inferiores a las 150 micras ,funcionan con un sistema de aire negativo , un ventilador y una válvula rotativa o llamada exclusa, el sistema de aire negativo sirve para separar las partículas de menor tamaño de las mas grandes en el plato clasificador en donde las más grandes son regresadas a la zona de molienda . Los molinos pulverizadores alcanzan velocidades de 27,000 pis/min ,en comparación con los molinos de martillos que solo alcanzan 22.00 pies/min, el tamaño de las partículas esta controlado por el flujo de aire el cual se puede cambiar durante el proceso .Lo contrario en los molinos de martillo en donde el tamaño de la partícula solo se pude reducir cambiando las mallas y esto requiere que se cambie el proceso , los molinos pulverizadores no utilizan mallas, por lo tanto no hay Tiempos muertos en cambio de mallas por rotura ,o limpiezas causadas por tapaduras Los molinos pulverizadores tienen un alto costo inicial , tienen un motor de 150 hp y 1800 rpm c.) Cuando la mezcla ya ha pasado por los pulverizadores esta es transportada en forma neumática por ductos a los silos de almacenamiento de mezcla molida , claro que se le hacen análisis de granulometría y debe tener max 15% sobre la malla de 250 micras después se pasa a las balanza de formulación de acuerdo a la receta del alimento que se va a procesar se utiliza en las peletización con esto se termina lo que es el sistema de molienda Actualmente en plantas de fabricación de alimento balanceado se utiliza lo que se denomina sistema de post-molienda que por lo general todos los ingredientes mayores son pesados y premezclados por mezcladoras estáticas, estas premezclas son después pasadas por unas 14
serie de molinos de martillas con cribas de selección o por pulverizadores como es nuestro caso. Con este sistema de obtienen un tamaño de partícula mas uniforme, se evitan tapaduras de las mallas causadas por ingredientes altos en grasas, se utilizan menos tolvas o silos de almacenamiento de ingredientes molidos, se mejora la homogeneidad de la mezcla y la calidad final del pellet. Figura Nº 1: Diagrama de Molienda Mix A y B
15
Cuadro Nº 7: Motores de la línea de moli enda Mix A y B MOTORES LINEA MIX "A y B" PROYECTO 776 ITEM
CODIGO
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 17
M05 M04 M02 M03 M01 M16 M17 M15 M07 M08 M14 M12 M11 M10 M09 M06
EQUIPO MOTOREDUCTOR MOTOR MOTOREDUCTOR MOTOREDUCTOR MOTOR MOTOR MOTOR MOTOR MOTOR MOTOREDUCTOR MOTOR MOTOR MOTOR MOTOR MOTOR MOTOR
DESCRIPCION
MARCA
REDLER ELEVADOR DE CANGILONES TRANSPORTADOR HELICOIDAL (M2) TRANSPORTADOR HELICOIDAL (M3) MESCLADORA VIBRADOR (ROTOFLOW) ROSCA DOSIFICADOR DE MOLINO MOLINO DE MARTILLO VENTILADOR FILTRO CUADRADO ESCLUSA FILTRO CONICO ROSCA DE TOLVA ROSCA DOSIFICADOR DE PULVERIZADO PULVERIZADOR BOMBA DE ACEITE PULVERIZADOR VENTILADOR FILTRO CONICO BOMBA SOPLANTE DE FILTROS
n
(RPM) POT. (HP) 1150
WEG MAGESTIC DELCROSA MARATHON NORO DELCROSA BALDOR WORLDWIDE MARATHON SIEMENS
1760 1765 1140/36 1765 3530 1750 1725 1785 1785 1.5 3530 1750
6.6 12 5 5 10 3 1.00 125 30 1 3 1 150 0.2 30 4 386.4
VOLT. (V) 220 220 220 220 220 220 220 220 230 230 220 220 230 220 230 220
AMP. (A) 22 27 11 11 26.3 1.7 3.7 310 72 2.3 8.3 3.34 326 0.66 72 13
3.2 Selección de equipos principales y compr a 3.2.1 Transport ador a cadena (redler) Están fabricados para el transporte horizontal de todos los materiales sueltos (cereales secos y húmedos, semillas y harinas) y polvorientos en general. El cereal es transportado en una caja sólo mediante una cadena, siendo superfluo por el elevado grado de roce del mismo usando palas adherentes a la caja. Para distribuir el cereal en montones diferentes y sucesivos son suficientes barritas de superficie
mucho
más
pequeña
que
la
caja
del
transportador.
La velocidad de la cadena, relativamente baja, varía de 0.30 a 1.00 m/seg según el tipo de producto, arrastrando la masa de producto a su misma velocidad, generando fricciones internas mínimas y, por lo tanto, roces irrelevantes, siendo necesario diseñar bocas de descarga más grandes para velocidades más elevadas. Datos de planta:
Volumen de la tolva (m3) – 4557
Material constructivo: Fierro negro
Capacidad de transporte: 25 Tn/Hr.
Paso de la cadena 4”
Material de Caparazón: fierro negro
Material de eslabón de cadena: 16
Long. Del caparazón donde va: 5.104487 x 0.44m
Paso de la transmisión: 1”
Disco dentado del reductor: 20 dientes
Disco dentado de la rastra es de 50 dientes
Diámetro del eje: 0.05m
Diámetro del eje de la rastra 21/4" (bocamasa)
3.2.2 Elevador de cangil ones Los elevadores de cangilones están constituidos esencialmente por una cinta en forma de anillo, en el que están fijados cangilones a intervalos regulares, que gira sobre dos poleas puestas en los extremos del aparato, todo encerrado en una tubería metálica denominada “caña”. La polea de cabeza realiza las funciones de tambor motor y su diámetro está dimensionado para permitir una fácil y completa descarga del material El producto es conducido al pie del elevador para ser recogido en secuencia continua por los cangilones y transportado en vertical sobre el cabezal donde, por la peculiar forma de éste y por efecto de la velocidad de transporte, es proyectado hacia la descarga centrifuga, en nuestro caso, ya existía este equipo por eso con los datos actuales se aplico el método de ingeniería inversa para saber su capacidad
Numero de capachos: 221
Capacidad de capachos: 2 kg
Metros de fajas del elevador: 70mtrs
Distancia entre capachos: 20 cm.
Altura total del elevador es de 30 mts
Transmisión a cadena paso 1 1/2”
Disco dentado del motoreductor es 16 dientes
Disco dentado del elevador es 48 dientes
Diámetro del eje del elevador 3”
2 chumaceras de pie
Transmisión posterior 2 chumaceras diámetro de eje 2”
Faja marca monarca de 13” de ancho x 6 pliegos de lona y jebe
Armazón del elevador es 40mts x 15” de ancho 17
3.2.3 Transport ador helicoidal (horizontal) Están fabricados para el transporte vertical y/o horizontal, para breves distancias, de uno o varios materiales y calidades, contemporáneamente también en direcciones diferentes gracias a su compatibilidad doble, triple, múltiple. La simple rotación de la espiral determina el transporte, está prefijada mediante la combinación del sentido de rotación de la espiral con la inclinación derecha o izquierda de la misma En el caso de la rosca en espiral, la dirección de transporte se puede también variar, la capacidad de estos espiral la determina el diámetro, el paso, el grado de llenado y el número de vueltas de la espiral , pero igual que el elevador de cangilones se tomo los datos actuales y se aplico el método de ingeniería inversa para saber su capacidad
Dos chumaceras de pared de Ø del eje 2"
Paso 30 cm
Tubería de 3” de lama
Machón para chumacera de 2”
Acople para bocina cada 3.30 mts (4)
Moto reductor de HP= 4.8, RPM = 1760/246, piñon de 15 dientes, engranaje de 40 dientes, cadena 3/4”
Distancias medidas externas de 330 x280 x 740 mm
Cálculo del Torni llo Sin Fin para una Capacidad de 25 TN/H El procedimiento de cálculo es el siguiente tomando la base y las instrucciones del catálogo de MARTIN:
Paso1: Establecer factores conocidos o
Tipo de material a transportar
o
Máximo tamaño de partículas duras
o
Porcentaje de partículas duras por volumen
o
Capacidad requerida en pies cúbicos/hora
o
Capacidad requerida en libras/hora 18
o
Distancia de material a transportar
o
Cualquier factor adicional que pueda afectar el transportador o las operaciones
Paso2: Clasificación de material o
Clasifique el material de acuerdo a la tabla Nº 1
Paso3: Determine la capacidad de Diseño
Paso4: Determinar el diámetro y la velocidad del tornillo
Paso5: Revisar el diámetro mínimo del helicoidal para limitaciones de tamaño de trozos
Paso6: Determinar el tipo de bujes
Determinar los HP necesario
Revisar rangos de Torsión de componentes transportadores
Seleccione los componentes
Planeación de transportadores
De acuerdo a la Tabla Nº 3 “Clasificación del material y Tabla Nº 4 “Factor de Material” ; para Harina de pescado, se tiene los siguientes datos:
Código de material: C1/2 45 HP
Selección de rodamiento: L.S.B
Serie de componentes: 1
Carga de Artesa: 30 A
19
Tabla Nº 1 : Clasificación del material
Tabla Nº 2: Factor de Material
20
Primero determinaremos la capacidad del transportador, con la siguiente fórmula:
N
Capacidadr equerida ( pies 3 / Hr )
( pies 3 / Hr ) a1 RPM
Para nuestro caso se necesita poder contar con una capacidad de 25 TN/Hr, para esto tenemos que tener en cuenta que la densidad de la harina de pescado es 0.6 TN/m 3 dando como resultado una capacidad de 1472 pies 3/Hora. Entonces de acuerdo a la Tabla Nº 5-“Capacidad de transportes helicoidales”, se tiene que para 30 A (30% de artesa) y una capacidad de 1472 pies 3 /HR se tiene los siguientes datos:
Tabla Nº 3- Capacidad de transportes helicoidales
21
Diámetro del Helicoidal (“)
Capacidad en pies 3/Hora
Máximas RPM
12
1160
90
Ф
1472
RPM
14
1770
85
Interpolando, tenemos que será necesario: Un diámetro Ф = 13” Una velocidad en RPM = 88
Con los datos obtenidos hasta este momento podemos realizar una revisión del caudal o de la capacidad que podrá transportar este tornillo, con los factores dados con la siguiente fórmula:
Q = 3600S v (pies 3/hora) Donde:
Q = Capacidad de transporte S= Área de relleno del canalón del transporte (pies 2) v= velocidad de desplazamiento El área de relleno de la sección del canalón, se determina con la siguiente fórmula:
S
D
2
4
Donde: =
Coeficiente de relleno de la sección del canalón tomado menor que la unidad,
para evitar el amontonamiento de material cerca de los cojinetes intermedios. D= Diámetro del helicoide Se toman los siguientes valores de
para
las distintas cargas:
Pesadas y abrasivas....................... 0,125 Pesadas poco abrasivas....................
0,25
Ligeras poco abrasivas.................... 0,32 22
Ligeras no abrasivas...................... 0,4
Despejando tenemos que
S 0.32
(1.083) 2 4
0.2948 pies 2
En tanto que la velocidad de desplazamiento por el transportador de tornillo sin fin es: v
tn
60
,
Donde: V=Velocidad de desplazamiento en m/s t = Paso del tornillo, el cual debe estar entre (0,5: 1,0) D n= RPM Tomaremos un paso t = Al Diámetro del helicoide que es de 13” ≈ 1.083pies
Reemplazando:
v
1.083 * 88 60
1.5884 pies / s
Luego reemplazando en la ecuación principal tenemos que:
Q 3600 * 0.2948 *1.5884 1686 pies 3 / Hr
Comparando con la capacidad requerida que es de 1472 pies3/Hora, obtenemos que:
1686 pies3/Hr>1472pies3/Hr, entonces es correcto.
23
Proseguimos con el cálculo de la potencia en HP, a la cual deberá de trabajar el tornillo para nuestra necesidad, a través de la siguiente fórmula: HP f
HPm
HP
L * N * F d * f b
1,000,000
= Potencia en vació
C * L * M * F f * F m * F p
1,000,000
( HP f
= Potencia para mover el material
HPm ) * F o e
= Potencia total
Los factores siguientes determinan el requisito de los caballos de fuerza de un transportador del tornillo que funciona bajo condiciones precedentes Donde: L = longitud total del transportador, pies = 43.3 pies N = velocidad de funcionamiento = 88RPM (revoluciones por minuto) Fd = factor del diámetro del transportador (Tabla Nº 6) = 66.5 Fb = factor del cojinete de la suspensión (Tabla Nº7) = 2 C = capacidad en pies cúbicos por hora = 1472 pies3/Hora. W = peso del material, libras por pie cúbico = 35 FF = Factor del vuelo (Tabla Nº 8) = 1 Fm = factor material (Tabla Nº4) = 1 Fo = de la sobrecarga (Tabla Nº 9) = 1.42 e = eficacia de la impulsión (Tabla Nº10) = 0.87, para motoreductor con transmisión de cadena.
24
Tabla Nº 4: Factor Del Diámetro Del Transportador
Tabla Nº 5:Fb-Factor de Buje para Colgante
Tabla Nº 6 Ff - Factor de Vuelo
25
Tabla Nº 7: Fo Factor De la Sobrecarga
Tabla Nº8 : e Factor de la Eficacia
Reemplazando, se tiene que
HP f
HPm
HP
43 .3 * 88 * 66 .5 * 2 1,000 ,000
0.507 HP
1472 * 43 .3 * 35 * 1 * 1 * 1 1,000 ,000
( 0 .507
2 .23 ) * 1.42
0 .87
2 .23 HP
4 .467
5 HP 26
Los transportadores helicoidales están limitados en su diseño global por la cantidad de Torque que puede ser transmitido con seguridad a través de los tubos, ejes y tornillos para ensamblar; la tabla Nº 15 Tabla-Rangos de torsión para tornillos, ejes y tubos, determinará los mismos. Para hallar el Torque, usaremos la fórmula: HP a Torque en (Lbs. pulg) Torque
63025 * HP RPM
Donde: HP = Potencia total necesaria para mover el transportador RPM = Del transportador helicoidal Reemplazando se tiene que:
Torque
63025 * 5 88
3580 Lbs. pu lg .
De la tabla Nº 13, podemos decir que ejes de 2” con perforaciones para tornillos y tubo estándar de 2 ½” (3580 <7600)
Tabla Nº 9- Rangos de tor sión para tornillos , ejes y tubo s
27
Luego de esto, procedemos al cálculo de la deflexión del transportador, a través de la siguiente fórmula:
D
5 * W * L3 284 ( 29000000 )(l )
Donde: D= Deflección en longitud medida en pulgadas W = Peso total del helicoidal en libras L = Longitud del helicoidal en pulgadas l = Momento de inercia del tubo, o eje en la siguiente tabla:
Debido a que la longitud L a la cual el material será transportado es larga, se ha separado en tres pedazos, de acuerdo a la longitud estándar mostrada en la tabla Nº 16, ya que L = 43.3 pies* Para tubo cédula de 40º; de la tabla se escoge el
Ф
= 2 1/2” y por consiguiente l = 1.53
Reemplazando se tiene que, para un tubo cédula 40
D
5 * 240 * 129 .9 3 384 ( 29000000 )(1.53)
0.15 pu lg adas
Entonces se separarán por tramos de acuerdo a la longitud estándar establecida, será de 129.9 pulgadas, entonces despejando, tenemos que dará una deformación de 0.15 pulgadas en cada tramo. Lo recomendado es que la deformación sea menor de 0.29 pulgadas.
28
Para la selección del motor, se tienen las consideraciones siguientes: Para la potencia calculada, la velocidad comercial (rpm) para motores eléctricos es de 1760 rpm; por lo tanto la relación de transmisión es 1760/62.5 = 26.54. Esta es una relación muy alta para una transmisión por cadena, en tal caso se optará por seleccionar un motorreductor. Asumiendo una eficiencia de la transmisión de 0.85 y un factor de servicio de 1.25 (24 horas de servicio). 0.226
H P motor = 0.85
X 1.25 0.332 HP
En los catálogos de DELCROSA encontramos el siguiente que mas se adapta a nuestros requerimientos: MARCA
:DELCROSA
POTENCIA
:5 HP
RPM SALIDA
: 88
TIPO DE REDUCTOR
: U – 14
TIPO DE MOTOR
: 71 a 4
REDUCCIÓN
: 26.354
COMBINACIÓN
: 775/771
PESO
:27 kg
Para el Cálculo del esfuerzo cortante promedio se usará la fórmula siguiente: prom
Donde:
T
2tAm
T = Par torsión al cual está sometido t = Espesor de pared del tubo Am = Área medida encerrada por el radio medio o línea central del tubo
29
Para este caso que es el tubo cédula, tomamos los datos de la tabla Nº 9:
Espesor t = 0.1875 pulgadas Diámetro interior = 2 1/2” Diámetro exterior = 2 7/8” Por consiguiente el rm será de 1.34375”
Entonces Am = Π * rm2 = 5.672 pulgadas2 T = 3580 Lbs. Pulgadas prom
3580 2 * 0.1875 * 5.672
1683.12lbs / pu lg adas 2
1683.2 PSI
Podemos verificar la validez de este resultado aplicando la fórmula de la torsión: prom
T * r m J
Donde: T = Par torsión al cual está sometido
J = 2 (ro 4 - ri4) = Momento polar de inercia rm = Radio medio del tubo
Entonces despejando J = 2 (1.4375 4 – 1.254) = 2.872 pulgadas4
prom
3580 * 1.34375 2.872
1676 PSI
30
3.2.4 Mezclador a vertical Se diseño y fabrico debido a las características físicas y lugar de trabajo esta mezcladora iba a estar montada dentro de un silo o tolva de 2.4 x2.4 x5.5 mts. Para eso se bosquejo y elaboro un tornillo helicoidal funciona verticalmente, que tiene una entrada por la parte inferior (recepción del producto ), y una descarga en la parte superior, donde el producto es arrojado a un silo cerrado, para luego continuar con ciclo por un lapso de 6 minutos y así poder obtener un buen mezclado.
Figura Nº 2: Mezclador a Verti cal
31
3.2.5 Molino de martillos Debido que las materias primas utilizados para el proceso de fabricación de alimento balanceados para camarón se procesa con la molienda de los insumos muy fina (Granulometría de 10-15 % sobre malla 250 u ; prueba de laboratorio realizada en una equipo retostar y la norma es en un tiempo de 5 min). Estos insumos son derivados de la industria acuícola(harina de pescado, harina de pota) y sub productos de la industria del trigo(panificación) y torta de soya que es un sub producto de la industria aceitera estos
insumos cuyas partículas ya se
encuentran procesadas y transformadas físicamente( abrasivos, duros y con porcentaje de grasa de 9% ) , para poder procesar estos insumos se debe utilizar la tecnología de rompimiento de sus partículas por impactos y esto solamente es posible con los molinos de martillos y pulverizadores. De acuerdo a la experiencia que se tiene en la fabricación de productos balanceados para camarón estos molinos son los más eficientes. Figura Nº 3: Detalle de Molino de Martillos en Pulverizado de Partículas por Impacto
Alimentador
Martillos
Anexo N” 2: Cotización de Molino de Martillos BULHER
32
3.2.6 Asistencia de aire con Filtro de mangas de baja presión (modelo cuadrado por estructu ra de planta) Para que los sistema de molienda con molinos de martillos estén bien diseñados, su funcionamiento eficiente y a la vez reducir los costos de potencia, ayudando al control de la reducción de la Partícula, se utiliza un sistema de aire que origina una reducción de la presión y perdida de calor por fricción permitiendo que la partícula pulverizada pase a través de una malla y , este volumen de aire es de 1 a 2 CFM por cada pulgada cuadrada de malla. Este aire que arrastra las partículas finas filtrado por un filtro de mangas que captura las partículas mas finas en su cabezal conformado de mangas de fibra de algodón, para luego, a través de un sistema neumático de auto limpieza son descargados a la tolva de producto molido El ventilador se selecciona de acuerdo a la cantidad de m3 de aire que se necesitan para que puedan absorber las partículas que pasan por las mallas del molino de martillo
Figura Nº 4: Sistema de Asistencia de Aire co n Filtro de Mangas a Molinos de Martill os
Anexo N” 3: Cotización de Filtro de mangas Tipo Cuadrado - UAS
33
3.2.7 Molino pulverizador Los únicos pulverizadores centrífugos que se fabrican en el mundo y que pueden dar una partícula mas fina (granulometría) que los molinos de martillos, son los de la marca reynolds que tiene un sistema de molienda por impacto y trituración Figura Nº 5: Detalle de Molino de Pulverizando Partícul as por Impacto y Trituración
Anexo N” 4: Cotización de Pulverizador Reynolds y Filtro de Magas Cónico
3.2.8 Asistencia de aire con Filtro de mangas de baja presión (modelo cónico po r estructu ra de planta) Para que los sistema de molienda con molinos pulverizadores estén bien diseñados, su funcionamiento sea eficiente y a la vez reduzca los costos de potencia, y ayudando al control de la reducción de la partícula, se utiliza un sistema de aire que origina una reducción de la presión y pérdida de calor por fricción permitiendo que la partícula pulverizada se pueda arrastrar a través de un sistema de aire negativo, un ventilador, un filtro de mangas y una válvula rotativa o esclusa. El sistema de aire negativo sirve para separar las partículas de menor tamaño de las mas grandes en el cabezal conformado de mangas de fibra de algodón, para luego, a través de un sistema neumático de auto limpieza son descargados a la tolva de producto molido. 34
El ventilador se selecciona de acuerdo a la cantidad de m3 de aire que se necesitan para que puedan absorber las partículas y la distancia que va hacer transportada con presión negativa Figura Nº 6: Sistema de Asist encia de Aire con Transpor te Neumático de Productos a Presión Negativa
35
CAPITULO IV: SELECCIÓN DE PROVEEDORES DE MONTAJE, INSTALACIÓN Y PUESTA EN FUNCIONAMIENTO Para las adquisición de los materiales eléctricos y estructuras metálicas, tuberías Planchas de Fierro negro, ángulos vigas H, que se usaron en la instalación de estos equipos se Seleccionaron Proveedores homologados por el departamento de compras de ALICORP. Asi tenemos los siguientes: La contratación de los proveedores de servicios para el desarrollo del proyecto de molienda mixta fue de forma indirecta, ya que los materiales utilizados fueron suministrados por la empresa (materiales, instalaciones, etc.) .Ver en CD cotizaciones de los materiales usados Estos proveedores fueron elegidos después de un concurso de precios y criterios a tomar en el montaje, siendo los elegidos en diferentes rubros las empresas Faminmur – Sergo Montaje Mecánico, Indurel – Montaje de Estructuras, JT Técnicos Ejecutores – Instalaciones eléctricas. Faminmur, fabricación y
montaje de mezcladora vertical, filtro cónico de mangas,
pulverizadores y tuberías de aspiración de aire. Costo total de mano de obra S/.38, 254. Sergo, montaje de filtro cuadrado de mangas, molino de martillos y tolva de molino de martillo. Costo total de mano de obra S/.24, 137 Indurel, reforzamiento de segundo nivel de planta con estructura vigas H , ya que en esta zona se encontraría montado dos molino de martillos y un filtro cuadrado de mangas. Costo total de mano de obra S/. 5, 256 Otros proveedores, Costo total de mano de obra S/.4, 195 JT Técnicos Ejecutores, encargado de las instalaciones eléctricas, y semi automatización de la línea de molienda mixta. Costo total de mano de obra S/.35, 377 La empresa que abasteció los materiales eléctricos fue Dirime- Trujillo, teniendo una gasto total de estos materiales de S/.222, 548 36
La empresa que nos abasteció los materiales mecánicos fue Rodrigo Carranza, Ferretería KOU, Province, La abeja, etc - Trujillo, teniendo una gasto total de estos materiales de S/.102, 457 La puesta en funcionamiento de la línea de molienda mixta, estuvo bajo la supervisión de la empresa JT Técnicos Ejecutores Todos estos proveedores lograron concluir con su participación de una manera u otra el proyecto de molienda mixta en la empresa Alicorp Anexo N” 5: Trabajos realizados por los proveedores mecánicos
37
CONCLUSIONES
La molienda es uno de los procesos principales en la industria de alimentos balanceados con este proyecto realizado de molienda mixta se ha logrado moler el 65% de los insumos de nuestras formulas. Con lo que se pudo lograr sastifacer la demanda de ventas correspondiente al año 2005, que fue 63,000 TN de alimento para camarón
Con este proyecto de molienda mixta se logro mejorar la digestibilidad de todos tipos de alimento para camarón que fabricamos.
Con la molienda mixta y por etapas hemos obtenido mejores granulometrías de las mezclas usadas en la formulación ,y por consecuencia una mejor distribución en el pellets, formando una estructura mas resistente a la degradación en el agua.
Se ha logrado menores costos de producción y de energía x Ton de insumo molido con este tipo de molienda mixta en dos etapas. El estándar de consumo de energía x Ton de molienda individual es de 110 Kw/Ton, y el estándar medido para la molienda mixta es de 100Kw/ Ton ,lo que significa un ahorro de 10 Kw /ton ,a un costo de 0.05$xKw nos da un ahorro de 0.5 $ /ton molida ,en el año 2005 se produjo 37,800 ton de molienda lo que significó un ahorro para el negocio de 18,990 UDS en el año .
Se a logrado realizar una mejor trazabilidad, debido a que la molienda mixta requieren menor infraestructura y por ende es mas factible tener puntos de muestreo óptimos
38
RECOMENDACIONES
Instalar en en las futuras inversiones inversiones del negocio negocio tres líneas líneas mas de molienda molienda mixta, para asegurar la demanda de producción proyectada en los próximos 5 años que es de 120,000 TN x año
Cambiar las antiguas líneas individuales de molienda que existen a moliendas mixtas por etapas.
Usar la mayor cantidad cantidad de insumos mezclados, mezclados, para molerla molerla por etapas por por que se se obtiene mejor distribución de la partículas en el producto final
39
BIBLIOGRAFÍA Libros
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Kart Heinz Maisold 2004 Powder Haldling & Processing Catalogo Martin 1993 Sprockets and Gears
Paginas Webs:
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http://www.jacobscorp.com
http://www.ilustrados.com/publi http://www.ilustra dos.com/publicaciones/Epyp caciones/EpyppFVZkpkdzGjCY pFVZkpkdzGjCYR.php R.php
http://www.cdts.espol.edu.ec/htm/proy8.htm
40
ANEXOS
41
ANEXO N°1 : Diagrama de Flujo d e la Planta balanceados Trujillo ,año 2004
42
ANEXO N° 2 Cotización de Molino de Martillos BUHLER Alicorp S.A.A. Av .Argentina No.4793 Carmen de la Legua Reynoso / Callao Perú Su solicitud : 31.01.2005 Su referencia : Sr. Wilfredo Juárez P Su comunicación : e-mail Nuestra referencia: Buhler S.A. Teléfono : 0051 1 445 6020 Telefax : 0051 1 447 9356 e-mail :
[email protected] Uzwil, 15 de Enero de 2005 Oferta No. FU-05-00628-01 Con referencia a las Condiciones generales de suministro les ofrecemos: 1.MOLINO DE MARTILLOS DESCRIPCIÓN TÉCNICA Tensión trifásica:230 VAC, 60 Hz Tensión monofásica: 230 VAC con transformador separado Tensión de mando: 24 DC VDC Fluctuación máxima de tensión: +/- 5 % Fluctuación máxima de frecuencia: +/- 2 % SUMINISTRO Posición
Can.
1
1
Descripción MOLINO DE MARTILLOS DFZC
Un Ali mentador DFZC- 400 Para su montaje sobre el molino de martillos DFZC – 655 43
Construcción robusta de acero para el mando en función de la carga del molino de martillos, También funciona como separador por gravedad y separador de hierro. La extracción por gravedad se efectúa a través de un cajón extraíble. Control del aire de aspiración mediante una chapaleta .La dosificación de gruesos se realiza a través de una clapeta de entrada que se puede abrir continuamente, la regulación exacta se efectúa a través de un cilindro de alimentación regulado por frecuencia (para un mando en función de la carga con el aparato de mando DFCM). Con un mando lineal para la regulación de la claveta de entrada Con motor-reductor de 0.37 kW y convertidor de frecuencia. Molino de martillos DFZC-655 Con 8 bulones de martillos y 120 martillos. Estructura construida en acero, consta de cámara de molienda y tapas fácilmente desmontables. Seguro de puerta con accionamiento neumático para impedir abertura de puertas, con la máquina en marcha. Rotor con cojinetes exteriores y martillos templados de intercambio sencillo. Compuerta desviadora en la entrada con accionamiento neumático para desviar producto al invertir sentido de giro en el rotor. Con 2 juegos de tamiz en 4 partes, placa base para máquina y motor con bancada para motor y protector de acoplamiento. Tipo de tamiz: INOX pequeña perforación Ø 0.8 mm Tipo de tamiz de repuesto: INOX pequeña perforación Ø 0.8 mm Con control de temperatura para la cámara de trituración: 1 Sonda térmica PT 100. Incluyendo regulador de temperatura. Con controlador de parada.
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1.11 MOTOR opcional Motor inducido en cortocircuito de 75 kW. 2.1 APARATO DE MANDO ELECTRONICO DFCM Aparato compacto. Aparato de mando para el mando automático de los alimentadores de molinos de martillos DFAJ/DFAT/DFAV/DFZC o de una rosca alimentadora con convertidor de frecuencia. Aparato de 2 canales para la regulación de alimentación, para obtener una carga constante del o de los motores principales. Los pesos nominales se pueden ajustar manualmente en el accionamiento frontal a través de una regulación a distancia o a través de un adaptador de un sistema de dirección. Los valores se pueden leer en amperios ó %.La conexión de la alimentación se puede realizar de dos formas: • A través de una señal 0/4 - 20 mA, que acciona un convertidor de frecuencia (rosca alimentadora). • A través de una señal digital para un accionamiento neumático del aparato alimentadora DFAJ/DFAT/DFAV/DFZC El aparato de mando de molino de martillos está compuesto por carcasa, grupo constructivo de mando y alimentación. Con los convertidores de corriente necesarios.
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ANEXO N” 3: Cotización de Filtro de mangas Tipo Cuadrado - Uas
1. FILTRO DE BAJA PRESION MVRT-26 opcional Filtro sobrepuesto Side Removal NT. Construcción cilíndrica de chapa de acero para aplicaciones de -20 hasta + 90°C. En la parte superior están montadas la cámara de aire limpia, depósito de aire de barrido, válvulas de diafragma en carcasa de aluminio y toberas de aire de barrido. Con aparato de mando electrónico-neumático del tipo MVRY. El cambio de las 26 cestas y mangas de 2400 mm de longitud debe realizarse por la puerta montada en la carcasa del filtro. La limpieza de mangas está accionada de forma electroneumática y mediante intervalos de tiempo. Con brida de apoyo. Con rejilla de parrilla de seguridad y servicio.Válvula de seguridad de presión en tubería de barrido. 2. VENTILADOR RADIAL MHTO opcional Cantidad de aire: 70 m³/min. Ejecución estándar: Construcción compacta de chapa de acero. Soporte de motor con carcasa de difusor atornilada. Rodete fijado con chaveta al eje del motor. Motor inducido en cortocircuito de 7.5 kW. Soporte antivibrante con rieles de sujeción. Incluyendo contrabridas en la entrada salida.
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COMPOSICIÓN DE LOS PRECIOS Posición
Descripción
Precio
Suministr o de Bühler AG : 1
1
MOLINO DE MARTILLOS DFZC-655
CHF
49’511,-
2
1
APARATO DE MANDO ELECTRONICO DFCM
CHF
3’625,-
PRECIO TOTAL Para el sumini stro de las pos. 1 hasta 2 FOB Puerto europeo, según Incoterms 2000 Francos suizos
CHF
53’136,-
Opciones: Los precios se entienden como FOB Puerto europeo según Incoterms 2000. 1.1
1
MOTOR 75 kW
CHF
6'993,-
3
1
FILTRO DE BAJA PRESION MVRT-26
CHF
24'813,-
4
1
VENTILADOR RADIAL MHTO
CHF
4'351,-
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ANEXO N” 4:. Cotización de Pulverizador Reynolsd y Filtro de mangas Cónico. Se adjunta la cotización January 16th 2004 Alicorp, Martin Williams G. NNA Trujillo planta Balanceados Av.Argenti na 5027 Callao 3 Peru Phone 011-511-315-0800
FAX 011-511-315-0837 RE: Peruvian Fishmeal Project We are pleased to provide a quotation from REYNOLDS ENGINEERING for an Air Swept Pulverizer. The prices in this quotation are valid for 60 days from date of issue. The system components herein have been selected for optimum performance in processing Peruvian Fishmeal at a capacity of 2.5 to 3.0 Metric tons Per Hour. UAS CANADA Inc reserves the right to modify or withdraw this quotation at any time prior to your acceptance. Your acceptance of this quotation will be deemed as an acceptance of all terms and conditions within this document. Note: Due to the unstable US Dollar this quote is in Canadian Funds
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Quotation Number: LF-20040116-1 Item
Description
Unit Price CND
100 REYNOLDS 28H Air Swept Pul verizer, as follows:
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
Cast Iron Carbon Steel Mill Housing. Cast Iron Carbon Steel Mill Base. Carbon Steel Sub-base with Isolation Dampening Pads. Carbon Steel Motor Base. Scrolled Hardened Wear Resistant Door. Exterior Primed & Painted w/ Industrial Alkyd Enamel. Three Single Carbide Tipped Beater Plates w/ replaceable beaters. (h) Two Corrugated Wear Liners. (i) One Retaining / Protective Wear Ring. (j) Inlet Housing with Magnet Protection. (k) Drive: Belts with Sheaves for speeds of 3000 and 3300 RPM. (l) Dual Bearing Housing Design. (m) Oil Re-circulating & Filtering System, w/ Reservoir, 110/1/60 VAC. (n) Motor: 150 HP, TEFC(IP-55), 440/3/60 VAC. 200 REYNOLDS Model 240 Feeder, as follows:
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
Carbon Steel Construction. Flanged Integral 1.0 cu.ft. Feed Hopper. Twin 4.0” diameter Screws. Drive: Chain and Sprocket. Motor: 1.0 HP, TEFC-ID, 440/3/60 VAC. Toshiba, Inverter Speed Control, NEMA 1 enclosure.
$
$ US 66,499
$ 7,600.00 $ US 5,863
300
$ 9,972.00
Conveyi ng Exhaust Fan, Model 303-300, as follows:
(a) Carbon Steel Construction with Flow Control Valve. (b) Drive: Belt & Sheave. (c) Motor: 30HP, TEFC, 440/3/60 VAC. (d) Manually Adjustable Flow Control Multiple Vane Valve. (e) Silencer: Designed for 75 Db a. at one meter. (f) Pitot Tube Installation Kit w/Readout 400 Rotary Air lock, Model 10, as follows:
(a) Cast Carbon Steel Construction. (b) Inboard Bearings w/ end removal. (c) Fixed Rotor Tips. (d) Drive: Direct Drive, Gear reducer. (e) Motor: 0.75 HP, TEFC, 440/3/60 VAC.
86,200.00
$ US 7,693
$
3,878.00 $ US 2,991
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500 Product Filter Collector, 610 sq.ft. filter area, as follows:
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
Carbon Steel Construction w/Domed Plenum Top Filter Removal Plenum. NEMA 4 Enclosure, 110/1/60 VAC. Full Set of 16 oz. Singed Polyester Top Removal Filter Bags Galvanized Steel Cages, Stainless Steel Clamps. Tangential Inlet and 70o Hopper.
600 Recommended ASP Spare Parts Package, as follows:
(a) Three Single Carbide Tipped Beater Plates w/ replaceable beaters. (b) (40) [2 sets] Ni-Hard Liner Segments. (c) One Set of Bearings & Seals.
$ 19,667.00 $ US 15,180
$
10,927.00
$ US 8,430
700 Start-up and Training Servic es, as follows:
(a) One Reynolds technician for 2 working days at plant including travel to local international airport, however the customer is responsible for local lodging and transportation. System Ex-works Price, Abbot sford Canada UAS Shop $ 138,244 CAD $ 106,656 US
50
ANEXO N” 5: Trabajos realizados por los proveedores mecánicos
INDUREL Reforzamiento del segundo nivel de planta con viga de 12", ya que en esta zona se encontraría ubicados 2 molinos de martillos y 1 filtro cuadrado de mangas
51
FAMINMUR
Montaje de Pulverizador
DESCRIPCION DEL PULVERIZADOR LIMPIEZA, INSPECCION Y LUBRICACION
52
Montaje de Mezclador a Vertical
Montaje de Transport ador Helicoidal
53
