¿Qué medidas reducen los costes de mantenimiento y aumentan la vida útil en mezcladores continuos?
Los mezcladores continuos son componentes centrales en procesos de productos a granel, química, construcción, alimentación y alimentación animal. A menudo funcionan durante largos periodos con propiedades cambiantes de las materias primas, productos abrasivos, carga de polvo o caudales elevados. Un diseño optimizado frente al desgaste, una conducción del proceso adecuada y un mantenimiento preventivo y orientado al estado ayudan a reducir los costes de mantenimiento y a aumentar la vida útil.
Mantenimiento preventivo y orientado al estado
El cambio de un mantenimiento puramente reactivo a inspecciones planificadas y un mantenimiento orientado al estado puede reducir notablemente las paradas no planificadas y los daños consecuentes. En particular deben controlarse periódicamente las juntas de eje, los rodamientos, las herramientas de mezclado, los acoplamientos, los engranajes, los órganos de descarga y, en su caso, los órganos de transporte.
La supervisión de la corriente de accionamiento, el par, la vibración, la temperatura de los rodamientos, la velocidad de giro y, en su caso, la presión del producto o la acumulación de material puede indicar cambios de forma temprana. Un aumento del consumo de potencia puede deberse, por ejemplo, a adherencias, a propiedades cambiantes de las materias primas o a un desgaste creciente. Un aumento de las vibraciones o de la temperatura de los rodamientos puede indicar desequilibrio, desalineación o daños en los rodamientos.
El Condition Monitoring puede mejorar las decisiones de mantenimiento, pero no sustituye la inspección visual, el control funcional periódico ni la valoración técnica por parte de personal de mantenimiento experimentado.
Selección de materiales adecuada al desgaste
Los productos abrasivos someten a un esfuerzo especialmente intenso a las herramientas de mezclado, los ejes, los revestimientos de la cuba y los órganos de descarga. Los materiales y recubrimientos adecuados pueden aumentar la vida útil. Según el producto, se emplean aceros templados, recargues por soldadura resistentes al desgaste, metal duro, cerámicas técnicas o revestimientos intercambiables.
La selección debe adaptarse siempre a la tarea de mezclado concreta. Un recubrimiento muy duro puede tender a desconcharse ante cargas por impacto o temperaturas cambiantes. Los recubrimientos poliméricos pueden ser químicamente resistentes, pero no son adecuados para toda abrasión o temperatura. Por ello son importantes los ensayos con el producto, una evaluación realista de los mecanismos de desgaste y un diseño que facilite el mantenimiento.
En el caso de medios corrosivos, el material, la superficie, las juntas y los medios de limpieza deben evaluarse de forma conjunta. El acero inoxidable, las aleaciones especiales o los revestimientos adecuados pueden reducir la corrosión. La idoneidad real depende de la temperatura, la concentración, la humedad, el contenido de cloruros y la química de limpieza.
Conducción del proceso adecuada
Una de las medidas más eficaces para prolongar la vida útil es operar dentro de los límites de diseño previstos. La velocidad de giro, el rendimiento, el grado de llenado, el tiempo de permanencia y la alimentación del producto deben estar coordinados entre sí. Las sobrecargas debidas a caudales demasiado elevados, a una humedad del producto muy variable, a retenciones de material o a cuerpos extraños grandes pueden dañar considerablemente el órgano mezclador, los rodamientos y el accionamiento.
En los mezcladores continuos, una alimentación uniforme y controlada es especialmente importante. Las variaciones en el caudal másico, el tamaño de partícula, la humedad o la densidad aparente del producto pueden influir en la calidad de mezcla, el consumo de potencia y la carga mecánica. Por ello, los órganos de dosificación, la descarga y el sistema de control deben diseñarse y supervisarse como un sistema global.
Ejes, rodamientos y juntas
Las uniones eje-cubo deben estar libres de holgura, ser resistentes y estar dimensionadas para los pares requeridos. Los acoplamientos y las uniones de eje adecuados ayudan a limitar desalineaciones, cargas por impacto y vibraciones. La alineación del eje debe controlarse periódicamente, en especial tras trabajos de mantenimiento, cambios de herramienta o cargas fuera de lo habitual.
Las juntas deben impedir que el producto llegue a las zonas de los rodamientos o que se escapen medios del proceso. Qué junta es adecuada depende del producto, la presión, la temperatura, los requisitos ATEX y el procedimiento de limpieza. Entre los conceptos posibles se encuentran, por ejemplo, las empaquetaduras, los cierres mecánicos, las juntas laberínticas o los sistemas purgados con gas. No todas las juntas requieren poco mantenimiento ni son adecuadas para todas las aplicaciones.
Gestión de lubricantes
Una lubricación suficiente y adecuada es decisiva para los rodamientos y engranajes. El tipo de lubricante, la cantidad y el intervalo de lubricación deben corresponder a las indicaciones del fabricante, las cargas, las temperaturas y las condiciones ambientales. Tanto el exceso como la falta de lubricación pueden dañar rodamientos y juntas, al igual que unos lubricantes incorrectos o contaminados.
Los sistemas de lubricación centralizada pueden ser útiles cuando hay muchos puntos de lubricación o de difícil acceso. Sin embargo, deben controlarse periódicamente en cuanto a su funcionamiento, el estado de las conducciones y la dosificación real de lubricante. En aplicaciones sensibles desde el punto de vista higiénico se requieren lubricantes adecuados y un concepto para evitar la entrada de lubricante en el producto.
Limpieza y prevención de adherencias
Las adherencias y los depósitos pueden aumentar el consumo de energía, desequilibrar las herramientas de mezclado y alterar la distribución del tiempo de permanencia. Una limpieza periódica y adecuada al producto reduce estos riesgos. En determinadas aplicaciones puede bastar con una limpieza en seco. En otros casos son necesarios la limpieza en húmedo, procedimientos WIP o CIP.
Los conceptos CIP solo tienen sentido si el mezclador continuo está diseñado constructivamente para ello y si todas las superficies en contacto con el producto se alcanzan de forma suficiente. Tras una limpieza en húmedo, el secado, la humedad residual y la liberación para el producto siguiente deben incluirse en el concepto de limpieza.
Diseño modular y gestión de repuestos
Las herramientas de mezclado intercambiables, los revestimientos segmentados, las placas de desgaste atornilladas y las juntas de fácil acceso facilitan el mantenimiento y reducen los tiempos de parada. Lo decisivo no es solo la intercambiabilidad, sino también el tiempo necesario para el desmontaje, el montaje, el ajuste y la nueva puesta en marcha.
Una gestión de repuestos basada en el riesgo reduce los tiempos de parada no planificados. Las piezas críticas con un plazo de entrega largo o una gran influencia en la producción deben evaluarse y, en su caso, mantenerse en stock. Entre ellas pueden encontrarse juegos de juntas, rodamientos, acoplamientos, sensores, componentes de engranajes o herramientas de mezclado especiales.
Cualificación y documentación
El personal de manejo y mantenimiento formado suele detectar cambios en el comportamiento de la instalación de forma temprana. Unas instrucciones de servicio claras, planes de mantenimiento, protocolos de control y vías de notificación ayudan a registrar las desviaciones de forma trazable y a tratarlas a tiempo.
Un historial de mantenimiento estructurado permite reconocer daños recurrentes, patrones de desgaste y cargas derivadas del proceso. Estos datos constituyen la base para mejorar de forma continua los intervalos de mantenimiento, la selección de materiales, los parámetros de proceso y la estrategia de repuestos.
Mediante la combinación de un diseño adecuado, materiales acordes al desgaste, una conducción del proceso controlada, una supervisión selectiva del estado, una buena limpiabilidad y personal cualificado, es posible reducir de forma sostenible los costes de mantenimiento y los riesgos de parada en los mezcladores continuos.
Así reduce amixon® los costes de mantenimiento y favorece una alta disponibilidad de la instalación en funcionamiento continuo
Los procesos de mezclado continuo plantean altas exigencias en cuanto a disponibilidad, protección frente al desgaste y organización del mantenimiento. Una instalación de mezclado debe funcionar de forma reproducible durante largos periodos de funcionamiento, también con propiedades cambiantes de las materias primas, productos abrasivos o caudales elevados. Los costes de mantenimiento no solo surgen por los repuestos y las intervenciones de servicio, sino también por las pérdidas de producto, las paradas no planificadas, el esfuerzo de limpieza y las consecuencias de una avería para los pasos del proceso anteriores y posteriores.
amixon® realiza las tareas de mezclado continuo con el AMK. El mezclador continuo está diseñado para una conducción del proceso estable, controlada y reproducible. La ejecución concreta depende del producto, el rendimiento, la tarea de mezclado, la abrasividad, los requisitos de higiene y el grado de automatización necesario.
Reducir constructivamente los puntos de mantenimiento
Una ventaja esencial de la técnica de mezclado amixon® es el órgano mezclador, apoyado y accionado exclusivamente en la parte superior. Con ello puede prescindirse de un paso de eje inferior en contacto con el producto. Esto reduce una zona que, en determinados conceptos de mezclador, puede verse especialmente solicitada por la presión del producto a granel, la abrasión, las adherencias de producto o los medios de limpieza.
La marcha a baja velocidad puede reducir las cargas dinámicas sobre las herramientas de mezclado, los rodamientos, los ejes y el accionamiento. Según el tipo de mezclador y el producto, la velocidad periférica puede situarse en torno a 0,8 metros por segundo. En combinación con una geometría de herramienta adecuada y un dimensionamiento acorde al proceso, pueden limitarse la fricción, la solicitación por impacto y la fatiga mecánica.
En el caso de productos abrasivos, amixon® puede ejecutar las herramientas de mezclado y las piezas de desgaste en contacto con el producto con materiales adaptados. Según el producto, se emplean aceros resistentes al desgaste, herramientas templadas, ejecuciones en metal duro o recubrimientos cerámicos por plasma. La selección de materiales depende del tamaño de partícula, la dureza, la humedad, el peso específico aparente, la corrosividad y el rendimiento.
Inspección y limpieza con buena accesibilidad
Unos tiempos de mantenimiento cortos requieren que las zonas en contacto con el producto y los componentes críticos sean fácilmente accesibles. Las grandes puertas de inspección Clever-Cut® permiten el acceso a la cámara de mezclado y al órgano mezclador. Con ello, las inspecciones visuales, los trabajos de limpieza y los controles de desgaste pueden prepararse y realizarse con mayor facilidad.
En el funcionamiento a tres turnos, una buena accesibilidad resulta especialmente valiosa. Los trabajos de mantenimiento pueden ubicarse con mayor facilidad en ventanas de parada planificadas cuando las inspecciones o la sustitución de determinadas piezas de desgaste son posibles sin un desmontaje extenso. No obstante, el tiempo necesario concreto depende del tipo constructivo, los requisitos de seguridad y el alcance de cada medida.
Estrategia de repuestos frente a los costes de parada
Una estrategia de repuestos previsora ayuda a limitar las paradas no planificadas. amixon® puede suministrar determinadas piezas de desgaste ya con la primera entrega. De este modo, los componentes críticos están a disposición del operador antes de que se necesiten.
Otros repuestos pueden estar disponibles en la sede de Paderborn, así como en los centros de servicio internacionales. La disponibilidad a largo plazo de la documentación constructiva facilita la identificación, la evaluación y, en su caso, la refabricación de componentes, también en instalaciones con una larga vida útil.
Las inspecciones periódicas y el mantenimiento preventivo ayudan a detectar el desgaste de forma temprana y a trasladar los trabajos a ventanas de mantenimiento planificadas. Si se desea, el mantenimiento orientado al estado puede apoyarse mediante la evaluación de tiempos de funcionamiento, rendimientos, par, temperatura, velocidad de giro y otros datos del proceso. La fiabilidad de una solución de mantenimiento predictivo depende de la sensórica, la calidad de los datos y la tarea de mezclado en cuestión.
Conducción reproducible del proceso y documentación
Una conducción estable del proceso reduce las averías y puede limitar indirectamente el desgaste. En el AMK, los caudales de dosificación, las velocidades de giro, los parámetros de mezclado y, en su caso, los perfiles de temperatura pueden controlarse y documentarse conforme a la formulación. Una alimentación uniforme es especialmente importante en los procesos de mezclado continuo, ya que las variaciones en el caudal másico, la humedad, el tamaño de partícula o el peso específico aparente pueden influir en la calidad de mezcla y en la carga mecánica.
La conexión a sistemas ERP, MES o de mantenimiento es posible según el proyecto. Los escáneres de código de barras o sistemas de identificación comparables pueden vincular la formulación, los tramos de lote y los parámetros de proceso relevantes. Estos datos respaldan la trazabilidad de lotes, los análisis de OEE, la planificación del mantenimiento y el análisis de desviaciones del proceso.
Uso a largo plazo y modernización
Muchas máquinas mezcladoras amixon® se operan durante largos periodos. Unas construcciones robustas, un buen suministro de repuestos y la posibilidad de reequipamiento pueden prolongar la vida útil técnica y económica.
Las modernizaciones pueden afectar al control, la sensórica, las funciones de seguridad, la técnica de dosificación, la limpieza o la documentación. Ofrecen la posibilidad de adaptar las instalaciones existentes a nuevas formulaciones, rendimientos modificados, requisitos de seguridad actuales o conceptos de automatización más avanzados. Si un reequipamiento resulta económicamente conveniente debe evaluarse en función del estado de la instalación, la vida útil restante y los requisitos del proceso.
Cualificación y requisitos regulatorios
amixon® puede apoyar al operador en las actividades de cualificación y proporcionar documentación técnica específica del proyecto. Entre ella pueden encontrarse certificados de materiales, documentación de soldadura, protocolos de control, instrucciones de servicio y documentos de recepción. La instalación se diseña y fabrica sobre la base de la especificación de requisitos de usuario (URS).
En entornos regulados, amixon® puede proporcionar documentación técnica para la Design Qualification, la Installation Qualification y la Operational Qualification. La cualificación final, la validación del proceso y la liberación corresponden al operador. Los requisitos derivados de GMP, ATEX, EHEDG, 3-A Sanitary Standards, ASME o la normativa de la FDA deben evaluarse y aplicarse siempre de forma específica para cada proyecto.
Ensayos en el centro de ensayos amixon®
Antes de la inversión, la tarea de mezclado continuo puede estudiarse en el centro de ensayos de amixon® con producto original. Allí se dispone de más de 30 instalaciones de prueba en distintos tamaños constructivos. Los ensayos pueden realizarse en condiciones lo más realistas posible, con los rendimientos, la temperatura y los rangos de presión previstos.
Pueden evaluarse la calidad de mezcla, la protección del producto, el aporte de energía, la limpiabilidad, la capacidad de vaciado, la abrasión, el comportamiento del tiempo de permanencia y la reproducibilidad. Los resultados documentados ayudan a ajustar el AMK, la selección de materiales y el concepto de mantenimiento a la aplicación concreta.