Ajuste de su separador para un patrón de material óptimo

Jeff Dierig, gerente de marketing global, SWECO | 19 de agosto de 2021

Un separador vibratorio redondo estándar utiliza una tela de pantalla vibratoria montada encerrada en marcos como el medio en el que se produce el tamaño de las partículas o la separación líquido/sólido. La vibración del separador se atribuye a un generador de movimiento que consta de un motor de doble eje con pesos excéntricos en la parte superior e inferior del motor montado verticalmente. El motor gira en sentido contrario a las agujas del reloj cuando se ve desde arriba. A medida que el motor gira, los pesos generan una fuerza centrífuga radial que hace vibrar la máquina montada sobre resortes.

Figura 1

El peso superior tiene una salida de fuerza ajustable y una posición fija en el eje del motor. El peso inferior también tiene una salida de fuerza ajustable pero incluye una orientación angular variable en relación con el peso superior.

Hay tres variables independientes o ajustes en un separador vibratorio: fuerza superior, fuerza inferior y ángulo de avance. Ajustar estas variables cambiará la amplitud horizontal, la amplitud vertical y el ángulo de fase, respectivamente. Los pesos superior e inferior se deslizan alejándose y acercándose al eje del motor para ajustar las amplitudes horizontal (superior) y vertical (inferior) (consulte la Figura 2). El juego de pesas inferiores se puede girar alrededor del eje del motor en relación con las pesas superiores estáticas para producir el ángulo de avance. Al cambiar estas variables, un usuario puede ajustar el patrón de material en la pantalla para optimizar su proceso.

Figura 2

Los pesos del motor excéntrico superior se diseñaron para estar en el centro de gravedad (CG) del separador. La fuerza que actúa en el CG provocará un movimiento plano uniforme en la masa. En este caso, la fuerza del peso superior que gira en el centro de gravedad creará un movimiento radial horizontal de la máquina. Por lo tanto, la amplitud horizontal cambiará cuando se incrementen o disminuyan los ajustes de peso máximo. Aumentar la configuración de peso superior producirá más amplitud horizontal mientras que disminuir la configuración de peso producirá menos amplitud horizontal.

Los pesos inferiores del motor excéntrico están directamente debajo de los pesos superiores y, por lo tanto, debajo del centro de gravedad del separador. El peso inferior inducirá un par sobre el centro de gravedad creando un movimiento vertical a medida que la máquina se inclina desde el eje vertical. Al igual que con la configuración de peso superior, aumentar la configuración de peso inferior produce más amplitud vertical y disminuir la configuración de peso producirá menos.

En los separadores vibratorios, el ángulo de avance se define como el ángulo en sentido antihorario (CCW) entre el peso superior e inferior visto desde arriba. Cuando los pesos están alineados verticalmente, hay un ángulo de avance de cero grados. Cuando el peso inferior está a 120° CCW del peso superior y el motor gira en sentido antihorario, el peso inferior lleva el peso superior. Esto significa que el movimiento vertical máximo generado por el peso inferior ocurrirá 120° de rotación del motor antes del movimiento horizontal máximo generado por el peso superior.

Si bien los pesos superior e inferior (amplitud horizontal y vertical) pueden influir en el patrón de flujo de material en la pantalla, el ángulo de avance es el parámetro de control que le da a un separador vibratorio redondo una funcionalidad incomparable al controlar el patrón de flujo de material en el separador.

Ahora que tenemos una comprensión básica de los parámetros de entrada de la máquina (peso superior, peso inferior y ángulo de avance), podemos discutir cómo las diferencias en estos parámetros pueden afectar el flujo del material en el separador.

figura 3

La mayoría de los sistemas de peso de separadores vibratorios redondos tienen ángulos de avance disponibles en incrementos de cinco grados entre 0 y 355° (consulte la Figura 3). Aunque hay casos en los que sería apropiado un ángulo de avance más alto, casi todas las aplicaciones estarán dentro del rango de ángulo de avance de 0 y 90°. Si tuviéramos que dividir ese rango en tres subrangos (bajo = 0-30°; medio = 30-60°; alto = 60-90°), podríamos decir que la mayoría de las aplicaciones caerían en el rango de nivel medio de 30-60°.

En un separador con un ángulo de avance de 0°, si se alimenta en el medio de la pantalla, el material se moverá desde el centro radialmente a través de la pantalla hasta el marco. Esta configuración en la mayoría de las aplicaciones proporcionará una separación insuficiente y, por lo general, el material se enrollará alrededor del borde de la pantalla sin descargarse por completo. Hay aplicaciones en las que este tipo de configuración sería adecuada, pero son pocas.

Adelanto de 0°: el material se lanza en línea recta y proporciona una separación insuficiente

Los ángulos de avance inferiores moverán el material desde el centro de la pantalla radialmente hacia el marco. A medida que aumentan los ángulos de avance, el material comienza a adoptar un patrón en espiral en la pantalla, y cada incremento de 5° produce un efecto de espiral más pronunciado. Con un ángulo de avance de 15°, el patrón en espiral del material es lo suficientemente prominente como para que se note en la pantalla.

Adelanto de 15°: el material comienza a girar en espiral

Mientras que los ángulos de avance inferiores alejan el material radialmente del centro hacia la periferia de la pantalla, los ángulos de avance de nivel medio mueven el material desde el centro hacia el borde en un patrón en espiral. Este patrón en espiral maximiza la cantidad de tiempo que el material permanece en la pantalla. En muchas aplicaciones, esto es ideal ya que cuanto más tiempo permanece el material en la superficie de la malla de la pantalla, más posibilidades hay de que la fracción más pequeña atraviese la pantalla. Esto puede aumentar la eficiencia del proceso. Un ángulo de avance de 30-35° genera un movimiento que proporciona un patrón de cribado de máxima eficiencia, maximizando la cantidad de tiempo que el material permanece en la criba.

Adelanto de 35°: brinda al material un patrón de cribado de máxima eficiencia

A medida que el ángulo de avance aumenta a través del rango de nivel medio, la espiral del material aumenta junto con la velocidad de descarga del material. Sin embargo, a medida que los ángulos de avance aumentan en el rango más alto, el material tiende a girar sobre sí mismo, regresando al centro de la pantalla, lo que dificulta la descarga del material de gran tamaño. Hay muchas aplicaciones que requieren un ángulo de avance mayor. Algunas aplicaciones de desbastado en las que el material debe mantenerse en la pantalla durante más tiempo para garantizar que todo el material bueno pase y no se descargue con el material grueso podrían usar un ángulo de avance en el rango de 70-90°.

Adelanto de 90°: evita que se descargue material de gran tamaño y ayuda a recibir el máximo rendimiento de material negativo

Diferentes fabricantes pueden usar terminología diferente al describir los procesos de separación. Pero independientemente de los términos que se utilicen, la mayoría de las aplicaciones se incluirán en uno de los cuatro procesos principales de separación: clasificación por tamaño, decapado, filtrado por gravedad y limpieza de aguas residuales.

El tamaño es la segregación de una variedad de partículas sólidas en grupos separados que contienen tamaños comparables. Dependiendo del tipo y tamaño de la máquina, algunos separadores pueden producir hasta cinco fracciones simultáneamente.

Varios productos alimenticios y químicos se clasifican por tamaño utilizando separadores circulares vibratorios. La mayoría de las aplicaciones de dimensionamiento se cubrirán con ángulos de avance de 30 a 60°. Por lo general, el dimensionamiento requiere que el material resida en la pantalla tanto como sea posible. Por lo tanto, crear una espiral eficiente y aumentar el tiempo de residencia proporcionará cortes más limpios y eficientes y maximizará el rendimiento.

Sin embargo, hay aplicaciones de desempolvado en las que se requeriría un ángulo de avance mucho más bajo (0-10°). Un producto como la comida para perros tiene un bajo porcentaje de finos y un alto volumen de overs. El separador necesita eliminar los finos (polvo) y mover el material bueno (comida para perros) fuera de la pantalla rápidamente para manejar el mayor volumen de alimentación. El ángulo de avance más bajo es ideal para una aplicación con estos requisitos.

Scalping es la eliminación de una pequeña cantidad de partículas de gran tamaño indeseables en un proceso de alto rendimiento. Por lo general, el material debe mantenerse en la pantalla por más tiempo para garantizar que todo el material bueno pase y no se descargue con el material grueso. Cuando la aplicación tiene un material de gran tamaño mínimo, se puede usar un ángulo de avance más alto (70-90°) si no es necesario descargar el gran tamaño. Pero si el material sobredimensionado es significativo, entonces el ángulo de avance debe ser un poco más bajo (40-60°) para permitir que el material se descargue.

Con la mayoría de las aplicaciones de desbastado, para tener en cuenta el alto volumen de material fino que pasa a través de la pantalla y sale de la máquina, el marco inferior se modifica en lo que se denomina un "marco de desbastado" que proporciona una descarga de pendiente pronunciada para facilitar la salida del material de la máquina. separador. Por lo tanto, además del mayor ángulo de avance, se requieren mayores amplitudes horizontales y verticales debido al peso adicional del marco de desbastado.

Muchos alimentos y bebidas en polvo son aplicaciones típicas de decapado que utilizarán un ángulo de avance más alto para mantener el material en la pantalla por más tiempo que otros procesos.

La filtración por gravedad, o recuperación de productos, es la separación de sólidos de gran tamaño de todo tipo de lodos o mezclas de sólidos/líquidos deshidratados. El objetivo es separar el líquido de los sólidos para recuperar cualquier sólido utilizable o líquido de clarificación, cualquiera de los cuales tiene un valor económico adicional.

Una aplicación típica que puede usar el filtrado por gravedad serían los jugos de frutas u otros tipos de productos alimenticios. Considere una instalación de procesamiento de jugo de naranja. El proceso requeriría la eliminación de varios sólidos (cáscaras y pulpa) del producto final (jugo) antes de las etapas finales de procesamiento. Los ángulos de avance típicos para una aplicación de este tipo, así como para la mayoría de las aplicaciones húmedas, estarían entre 40 y 60°.

La limpieza de aguas residuales, o el control de la contaminación del agua, es la recuperación eficiente de sólidos utilizables de una corriente de desechos o la limpieza de una corriente de agua con el propósito de reutilizarla.

La mayoría, si no todas, las plantas de procesamiento de alimentos tendrán algún tipo de flujo de desechos que necesita limpieza. Las fábricas de conservas, por ejemplo, deberán limpiar las frutas y verduras antes del procesamiento final. Esta agua de lavado, que normalmente tendría un gran porcentaje de sólidos, se desechará o se reutilizará. Si la intención es disponer del agua, el agua no puede simplemente enviarse a las alcantarillas. Habría preocupaciones ambientales y consecuencias para el gobierno. Los sólidos que están en el agua deberán eliminarse antes de desecharse. Del mismo modo, si se va a reutilizar el agua, primero se debe limpiar. Es por eso que la mayoría de los procesadores de alimentos utilizan separadores vibratorios para limpiar sus flujos de desechos. Y como con la mayoría de las aplicaciones húmedas, un ángulo de inclinación típico para las aplicaciones de limpieza de aguas residuales estará entre 40 y 60°.

Incluso si dos materiales son de naturaleza similar, no significa que se usarán los ajustes de parámetros exactos en el separador para ambos materiales. Tome el azúcar y la sal, por ejemplo. Ambos se pueden procesar en forma granulada y tienen atributos similares, pero eso no significa que la configuración de su separador sea idéntica. Incluso el mismo material de diferentes procesadores podría potencialmente usar diferentes configuraciones porque las características de los materiales podrían ser ligeramente diferentes, lo que podría hacer que el material reaccione de manera diferente en la pantalla. Cada aplicación tendrá su propia configuración óptima.

Debido a que los productos iguales o similares pueden ser tan diferentes, antes de comprar cualquier equipo de separación vibratoria, la mejor práctica es hacer que el fabricante realice pruebas en su material para asegurarse de que el equipo de separación sea factible, así como para determinar la configuración óptima en el separador. Esto le asegurará que está eligiendo el equipo correcto y le presentará las configuraciones que brindarán la máxima eficiencia y rendimiento para el material.

Todas las referencias de ángulo de avance mencionadas en este artículo suponían el uso de un separador redondo estándar que funcionaba a 1200 RPM sin ninguna característica adicional. Si el separador agregara un kit de autolimpieza, un conjunto de bandeja de bolas, tecnología ultrasónica o cualquier otra característica, esto podría alterar el patrón del material en la pantalla, lo que requeriría un ajuste de configuración para corregir el complemento. De manera similar, si el separador fuera una unidad de alta velocidad que funcionara a 1800 RPM, esto podría alterar drásticamente el patrón. Podría requerir un cambio de ángulo de avance de 30° a 90° debido a la velocidad adicional.

Hay muchos factores que pueden provocar ajustes en la configuración de un separador. Pero encontrar la configuración ideal es crucial para calificar su separador para que funcione con la capacidad de flujo y los niveles de eficiencia óptimos de cualquier proceso.

Jeff Dierig es gerente de marketing global, SWECO (Florence, KY). Para obtener más información, llame al 859-727-5116 o visite www.sweco.com.

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