1. Definición

¿Cuál es el tiempo de ciclo de un mezclador?

El tiempo de ciclo del mezclador no debe confundirse con el tiempo de mezcla. Aunque el tiempo de mezcla está incluido en el tiempo de ciclo, el tiempo de ciclo cubre realmente todos los pasos del proceso que deben completarse para cargar los materiales al mezclador, mezclar y descargar. Es el tiempo necesario para completar el lote, no se aplica en procesos continuos.

2. Componentes del tiempo de ciclo del lote

¿Cómo calcular el tiempo de ciclo de un proceso por lotes?

El tiempo de ciclo de un mezclador seco está compuesto por los siguientes componentes, partiendo de una etapa vacía, lista para cargar :

• Carga de ingredientes / dosificación

• Mezcla

• Descarga

Esos diferentes pasos suelen sumarse para calcular el tiempo de ciclo, aunque se debe tener cuidado con los pasos realizados en tiempo oculto (por ejemplo, si la dosificación se realiza en un tolva encima del mezclador, puede hacerse, al menos parcialmente, en tiempo oculto)

Figura 1 : ejemplo de desglose del tiempo de ciclo para un mezclador de polvo

A estos pasos, a veces puede ser necesario considerar algún tiempo para que el PLC procese el cambio de pasos, de 1 a 5 s dependiendo del PLC y la programación.

Un punto importante a tener en cuenta es que, si la mezcla es muy rápida, lo cual puede ocurrir con mezcladores de paletas de doble eje que trabajan en estado fluidizado, o con mezcladores centrífugos, el tiempo de mezcla puede no ser un cuello de botella y, por lo tanto, formar parte del tiempo de ciclo. Por ejemplo, si la mezcla dura 1 min y su descarga 1 min, pero la dosificación de ingredientes en una tolva encima del mezclador toma 5 minutos, la dosificación definirá realmente el tiempo de ciclo de la línea de producción.

El resto de la página siguiente le ayuda a responder a la pregunta : ¿cómo reducir el tiempo de ciclo de un lote?

3. Carga de ingredientes / dosificación

¿Cómo cargar y dosificar los materiales más rápidamente?

3.1 Carga manual

En caso de que los ingredientes se carguen manualmente, la duración de este paso es simplemente el tiempo necesario para el operario para volcar los ingredientes. La velocidad de vuelco del operario debe evaluarse durante el diseño, basada en experiencia, o medirse para una operación existente.

Si solo hay un operario disponible para esta tarea, también puede ser necesario calcular el tiempo necesario para preparar las bolsas para volcar y realizar algún pesaje previo si es necesario. Si lleva demasiado tiempo, esto puede afectar el tiempo de ciclo del lote si el mezclador está listo para cargar antes de que el operario haya finalizado la preparación de la carga.

El diseñador no debería considerar que el operario sea productivo el 100% del tiempo, sino que debería tener en cuenta algunas distracciones, descansos...etc... que reducen el tiempo real que el operario tiene disponible para realizar las tareas asignadas.

3.2 Dosificación automática

Cuando un proceso de dosificación automática se utiliza, es necesario definir o comprender, para un sistema existente, cómo se realiza la secuencia de dosificación, ya que tendrá un impacto directo en la duración requerida para dosificar los ingredientes. Dependiendo del sistema, los ingredientes pueden dosificarse todos al mismo tiempo, la duración de la dosificación siendo el tiempo de dosificación más largo de un componente individual de la mezcla, o en secuencia, en cuyo caso la duración total será la suma de los pasos individuales de dosificación.

En algunos sistemas complejos, puede haber una combinación de las 2 estrategias de dosificación explicadas anteriormente.

Para acelerar la dosificación, el tamaño del equipo de dosificación (transportador de tornillo, tubo vibratorio, válvula rotativa...) debe aumentarse, y/o la secuencia de dosificación debe realizarse durante más tiempo a alta/velocidad gruesa y reducir la dosificación fina, pero esto puede afectar la precisión.

4. Mezcla

¿Cómo mezclar más rápido?

El paso de mezcla es el núcleo del proceso, el valor añadido de el proceso. Sólo puede realizarse cuando todos los ingredientes han sido introducidos en el mezclador, aunque algunos premezcla paso se utiliza ocasionalmente.

Es posible mejorar el tiempo de ciclo de un mezclador cuestionando la secuencia de adición de ingredientes al mezclador, el tamaño del lote, la velocidad de mezcla y el punto final de mezcla por realizando un análisis de homogeneidad (muchas veces el mezclador está sobremezclando frente al requisito real del producto).

5. Descarga

¿Cómo descargar más rápido?

El descarga del mezclador es el último paso del ciclo, una vez completado, el mezclador queda libre para cargar y puede reiniciarse un nuevo ciclo. El tiempo de descarga depende de la fluidez del producto, el tamaño de las válvulas o puertas de descarga, la velocidad del mezclador durante la descarga, y la cantidad aceptable de polvo residual en el mezclador.

6. Cómo mejorar el tiempo de ciclo

¿Cómo mejorar la capacidad del proceso de mezcla?

Es posible mejorar el tiempo de ciclo mediante :

Acciones para disminuir el tiempo de ciclo	Posibles palancas del proceso
Disminuyendo el tiempo necesario para los pasos individuales	Dosis más rápida : aumentar la velocidad de dosificación o la parte de la dosificación realizada a velocidad gruesa. Aceptar menor precisión de dosificación. Reducir tiempo de mezcla : aumentar la velocidad del mezclador, optimizar el tiempo de mezcla mediante validación de homogeneidad Reducir tiempo de descarga : aceptar unos pocos kg restantes en el mezclador antes de reiniciar un nuevo lote
Cambiar la secuencia del ciclo, especialmente la dosificación de los ingredientes de modo que algunos de los pasos se realicen en tiempo oculto	Utilice un sistema de aumento de peso con tolvas encima del mezclador para poder dosificar los ingredientes mientras el mezclador sigue mezclándose. Una vez que el mezclador ha descargado, los ingredientes están listos para ser cargados por gravedad al mezclador, ganando casi todo el tiempo de dosificación. Tenga en cuenta que esta estrategia solo puede ser posible en algunos casos : posible instalar el sistema de aumento de peso, precisión alcanzable de acuerdo con los requisitos del producto.

7. Cómo mejorar la capacidad del mezclador

La capacidad del mezclador puede aumentarse disminuyendo el tiempo del ciclo, aumentando el tamaño del lote, o mediante una combinación de ambos. Se debe realizar un estudio para determinar la mejor manera, lo que podría requerir una nueva validación de mezcla si los parámetros clave de la secuencia de mezcla se modifican (cambios fuertes en el tamaño del lote, cambio de velocidad de mezcla, cambios en la secuencia de carga...). Puede desear contactar a un consultor de manejo / mezcla de polvo para realizar este análisis por usted.

Tenga en cuenta que las nociones anteriores también pueden aplicarse ampliamente a los mezcladores húmedos !

Problemas comunes en la dosificación de polvo en lotes y cómo solucionarlos, Thomas Lamotte, revista Processing, marzo de 2018