Las extrusoras también necesitan combatir el calor

Jun 25, 2023

Alan Griff | 18 de septiembre de 2022

La semana pasada hizo mucho calor en la mayor parte de América del Norte, un poco menos aquí en la Bahía Este de California, donde cualquier temperatura superior a 80°F se llama ola de calor. Algunos de ustedes en otros estados podrían considerarlo como un alivio para el verano. Hace unos años, visité a un cliente en el valle central de California cuando la temperatura era de 105°F cerca del extrusor y 105°F afuera. Creo que fue aún peor la semana pasada.

No existe el frío. Mencioné esto en mi artículo sobre calor, "Un tema candente, literalmente, en la tecnología de extrusión".

El calor es el movimiento de las moléculas, por lo que sin moléculas no tenemos temperatura, pero toda la materia está formada por moléculas, incluido el agua, el aire, todos los plásticos y nosotros. Todo es química, nada de magia orgánica o natural de ningún otro tipo.

Nos refrescamos sudando: se pierden 540 calorías por cada gramo de agua que se nos escapa y se convierte en agua en el aire o en nuestra ropa. El agua en el aire es humedad. Si el aire está “lleno” (saturado), no podemos refrescarnos sudando. Podemos ducharnos con agua más fría, beber algo frío o evitar movimientos que generen calor, pero una extrusora no puede hacer ninguna de esas cosas. Tanto nosotros como el extrusor podemos usar ventiladores, pero la máquina no sudará.

En una extrusora debemos poner calor para ablandar el plástico lo suficiente como para formarlo, pero luego tenemos que volver a quitar el calor para utilizar el producto. Esto suele hacerse pasando el producto por agua. Esto funciona porque el agua a la presión del nivel del mar es lo suficientemente fría como para endurecer (congelar) cualquier plástico. Algunas extrusiones, como las láminas y las películas fundidas, se enfrían pasándolas sobre rodillos metálicos, que normalmente se enfrían con agua. Algunos productos, en particular las películas sopladas, se enfrían soplando aire sobre el plástico emergente. Este aire puede preenfriarse para acelerar la producción, pero cuando la humedad es alta, el aire demasiado frío puede condensar agua en las superficies de los anillos de aire. Además, al igual que el aire acondicionado del hogar o de la oficina, enfriar el aire tiene un costo. Conozca los números del dinero y mantenga las mangueras aisladas para mantener bajos los costos. Recuerde también que la velocidad de enfriamiento afecta las propiedades físicas, por lo que es posible que se enfríe demasiado rápido.

Todos los plásticos se encogen al enfriarse, algunos mucho más que otros. Se debe gestionar el enfriamiento, ni demasiado rápido ni demasiado lento, y lo más uniformemente posible alrededor de la superficie del producto. Piense en un tubo flotando sobre agua fría, con la mitad inferior sumergida y la mitad superior abierta al aire (o al vacío). Esto puede explicar las variaciones de espesor dentro del producto.

La medición de la temperatura también forma parte de la gestión de la refrigeración. Disponemos de termómetros infrarrojos para medición sin contacto y termopares de inmersión en el cabezal de extrusión además de una ubicación tradicional pero menos útil al final del tornillo. La temperatura del metal (cabeza y matriz) no es la temperatura de fusión. No olvide registrar y mostrar los valores para no tener que escribirlos. Incluso puedes configurar alarmas si se salen del rango deseado.

Medir un producto irregular o redondo con un infrarrojo a medida que emerge de su matriz requiere una mano muy firme o, mejor aún, un dispositivo de medición fijo. Haga rondas escaneando el dispositivo hacia arriba y hacia abajo y observando el punto alto. Los medidores basados ​​en láser son comunes en algunos mercados. Todavía es necesario registrar la historia. Asegúrate de hacer algo, ya que no querrás quedarte ciego con una variable tan importante. Conozca las respuestas a la pregunta: "¿Qué sucede si la masa fundida sale demasiado caliente o demasiado fría?"

El agua municipal es el medio de refrigeración más común, pero puede complementarse con refrigeración a un costo adicional. En algunos casos, el agua se puede enfriar por evaporación y recircular. La tecnología para los sistemas de refrigeración internos de las plantas es bien conocida y debería ser posible comparar los costos para ayudar a decidir las acciones a tomar. En áreas donde la temperatura exterior varía mucho, ya sea de una estación a otra o de día y de noche, se debe prestar cierta atención a cómo esto podría mantener bajos los costos de refrigeración. Recuerdo una pequeña línea donde el dispositivo de control de temperatura era un gran bidón lleno de agua que un hombre alimentaba continuamente con nieve desde el exterior para mantenerla a 0°C. Era invierno en el noreste. No estoy seguro de qué hicieron cuando la nieve se derritió afuera.

A veces se utiliza más de un refrigerante o ubicación, especialmente en películas sopladas, donde el enfriamiento interno de las burbujas es común (más aire), así como extractores de iris, segundos anillos de aire e incluso anillos de vacío. El enfriamiento por aspersión es eficiente y tentador, pero necesita pulverizaciones finas y evitar goteos. Algunas líneas han agregado refrigeración por agua en el exterior.

Para las secciones huecas, resulta tentador enfriar desde el interior, pero eso no es fácil y rara vez se hace. Recuerde el factor de contracción. Las secciones muy gruesas, como varillas o tablas sólidas, tienen problemas de transferencia de calor y esto puede limitar la velocidad de enfriamiento.

Gran parte del esfuerzo de enfriamiento está destinado a aumentar la tasa de producción, pero al realizar ese esfuerzo, también debe preocuparse por perder precisión en el espesor y si el aumento de producción puede venderse de manera rentable. Hay pocas ganancias al llenar un almacén.

Por último, pero no menos importante, no desperdicies agua ni calor. El agua y el aire de refrigeración se calientan (la energía tiene que ir a alguna parte), pero su reutilización es poco común. Es posible reutilizar el aire de enfriamiento del barril para precalentar el alimento almacenado al aire libre en un clima frío, obteniendo también la ventaja de una temperatura del alimento más uniforme.

Vivo en una zona donde la sequía afecta nuestra agricultura, desde las alcachofas hasta las uvas zinfandel, por lo que soy sensible a la pérdida de agua, lo que puede justificar más tuberías y películas de riego extruidas y menos zanjas sin revestimiento. Se trata de una inversión que podría dar sus frutos, no sólo en dinero sino también en ayuda ecológica. Incluso podría darnos algo responsable para publicitar y mostrar a los críticos del plástico que podemos hacer el bien además de obtener ganancias, lo que aprendí hace años era el interés ganado sobre la inversión.

Y tampoco desperdicies comida (ni agua) en casa. Equilibra tus nutrientes, come lo que pones en tu plato, sé modelo para tus hijos y cuenta. Cuánto importa, al menos tanto como el gusto y la imagen.

Sobre el Autor

Allan Griff es un ingeniero de extrusión veterano que comenzó en el servicio técnico de un importante proveedor de resina y ahora trabaja por su cuenta durante muchos años como consultor, testigo experto en casos legales y, especialmente, como educador a través de seminarios web y seminarios, tanto públicos. y presencial, y ahora en su versión virtual. Escribió Plastics Extrusion Technology, el primer libro práctico sobre extrusión en los Estados Unidos, así como el Plastics Extrusion Operating Manual, actualizado casi todos los años y disponible en español, francés e inglés. Obtenga más información en su sitio web, www.griffex.com, o envíele un correo electrónico a [email protected].

No hay ningún seminario en vivo previsto en un futuro próximo, o tal vez nunca, ya que su seminario audiovisual virtual es incluso mejor que en vivo, dice Griff. Sin viajes, sin esperas por fechas en vivo, las mismas diapositivas de PowerPoint pero con explicaciones en audio y una guía escrita. Míralo a tu propio ritmo; La asistencia al grupo se ofrece por un precio único, incluido el derecho a hacer preguntas y obtener respuestas completas por correo electrónico. Llame al 301/758-7788 o envíe un correo electrónico a [email protected] para obtener más información.

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