EL PROBLEMO

Uno de nuestros clientes tenía un problema al empacar diferentes clases de arcilla kaolín en forma uniforme a bolsas a granel a altas tasas. Las pobres características de manejo de la arcilla hicieron muy difícil mantener una descarga uniforme desde los silos existentes de 100 tons al equipo de empaque. Descargar desde los silos a alta densidad aparente era también crítico para un empaque eficiente.

Nuestros ensayos revelaron que los silos existentes descargaban la arcilla kaolín con un flujo tipo embudo. Con las pobres características de flujo del material, esto derivó en arcos y ratholes estables. Problemas adicionales con esta descarga con flujo tipo embudo incluyeron, flujo errático y capacidad viva reducida en el silo. Como polvo fino, la arcilla kaolín puede airearse y comportarse como fluido, produciéndose inundaciones a través del equipo de flujo abajo si un rathole colapsa o si se agrega material fresco al silo.

LA SOLUCION

El diseño debía cumplir las tres necesidades básicas del cliente:

• Cada silo debía tener una capacidad viva de 100 tons
• La arcilla descargada debía tener una densidad tan alta como fuera posible y
• Los silos debían descargar la arcilla a una tasa mínima de 6 tons por hora

Nuestro primer paso en la solución, fue diseñar silos que aseguraran flujo másico. Para superar la capacidad de formar arcos y características de fricción de la arcilla, seleccionamos una tolva de transición (diseñada con una abertura de descarga grande y alargada, en vez de una descarga redonda típica de una tolva cónica). Este diseño nos permitió crear ángulos de pared menos profundos que en un cono, por lo tanto ahorrando espacio. También fue más fácil juntar un alimentador a la descarga ranurada, la cual sería medida para prevenir la formación de arcos.

El siguiente desafío era alcanzar la tasa de descarga deseada. La baja permeabilidad de la arcilla caolín era limitada a flujo gravitacional a altas tasas. La solución acostumbrada para aumentar las tasas de flujo en materiales finos – aireándolos para crear una condición de fluido – no era apropiada para esta aplicación.

Recomendamos un descargador aero-asistido, de diseño especial y con forma oval. En vez de airear un gran volumen de material, el descargador aero-asistido fluidiza solamente una delgada capa de material cerca de las paredes del descargador. Esta delgada capa de material fluidizado reduce en gran forma la fricción en las paredes del descargador, permitiendo al material fluir a lo largo de los relativamente poco inclinados ángulos de las paredes. También, la adición de aire superó los problemas de tasas limitadas y aumentó la densidad de empaque en comparación con el sistema previo.

Ensayos en un modelo a escala del diseño conceptual confirmaron la noción contra intuitiva que la adición de aire aumentaría la densidad aparente de empaque. Entonces, diseñamos, fabricamos, ensayamos, y suministramos un descargador a escala completa.

EL RESULTADO

El diseño de flujo másico de Jenike & Johanson cumplió y excedió los requerimientos originales de nuestro cliente. No es solamente una solución efectiva y exitosa a un problema de flujo, sino también una muy efectiva en costos.

Adicionalmente, nuestro diseño fue capaz de llenar una bolsa de carga de una tonelada en aprox. dos minutos – cinco veces más rápido que el requerimiento original.

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