Examen 3

 

 

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ

PRACTICA N°3

 

Trabajo que como parte del curso Procesos de Manufactura presentan los alumnos:

BURNEO GONZALES, Karla Antuanete HUAYLLACAYAN JACO, Nel Roger LEON SAAVEDRA, Viviana del Carmen SOTO DE LA CRUZ, Greyci Lindsay ZUÑIGA CATALAN, José Antonio

Lima, Octubre del 2017 

 

Ejercicio N°1 Elabore un diagrama de proceso del sistema de producción de película soplada por coextrusión (escoja un determinado número de capas), desde el suministro de materia prima a las extrusoras hasta la obtención de un producto terminado. Describa, asimismo, cada uno de los l os subprocesos que haya considerado en el diagrama.

¿Qué permite la coextrusión? La extrusión multicapa o coextrusión permite la combinación de polímeros que poseen diferentes propiedades para asegurar un empaque más económico y funcional. A su vez, se optimiza el consumo de resina cuando se extruye como capa(s) interna del coextruido material reciclado o materiales de menor costo. Con el uso de los procesos de coextrusión los procesadores consiguen mejorar propiedades como la resistencia a la punción del empaque, su sellado térmico o simplemente su apariencia cuando la capa externa es de color. Por otro lado la coextrusión permite la elaboración de un empaque con propiedades de alta barrera a gases.

 

 

 

SISTEMAS DE ALIMENTACION 2

SISTEMAS DE ALIMENTACION 1

CABEZAL DE COEXTRUSION DE 7 CAPAS

SISTEMAS DE EXTRUSION 1

SISTEMAS DE EXTRUSION 2

CONTROLADOR COMPUTARIZADO

BAÑO DE ENFRIAMIENTO

 

La línea de producción A grosso modo, la línea está constituida por el sistema de alimentación y mezcla de resinas, el sistema de extrusión, el cabezal de coextrusión, el anillo de aire y sistema de enfriamiento interno de la burbuja (IBC), la jaula de la burbuja, el colapsador, la plataforma de tiro oscilatoria, y los equipos aguas abajo (sistema de tiro secundario, tratadores corona y embobinadoras). Así, es importante contar con un sistema de dosificación gravimétrico (en este sistema la alimentación de las resinas se basa en mediciones de peso por lo que es más preciso que el dosificador volumétrico el cual basa su lógica de control en mediciones de volumen) y con un conjunto de extrusoras diseñadas para poder satisfacer una gama amplia de productos coextruidos pero a su vez especificadas adecuadamente en función de la ventana de operación específica de cada una. El cabezal de coextrusión es el corazón de la máquina, este ha de ser capaz de procesar diferentes resinas y ha de contar con un diseño de canales con la aerodinámica y tamaño adecuados para distribuir uniformemente uniformemente a los materiales, prevenir un excesivo tiempo de residencia en los mismos y su consecuente degradación, degradación, y presiones internas indeseablemente indeseablemente altas. El dibujo esquemático de un cabezal de 7 capas. En el dibujo se puede apreciar como las diferentes capas son distribuidas internamente por secciones cónicas apilables. Estas secciones cónicas cuentan con canales mecanizados en su superficie con dimensiones que son calculadas de acuerdo al comportamiento reológico reológico de los materiales asociados a cada una de ellas. Con el objeto de maximizar el caudal de producción, aspecto aún más crítico cuando se trata de producir películas con materiales de alto valor agregado, se cuenta con la presencia del anillo de aire y del sistema de enfriamiento interno de la burbuja. Con estos componentes se pueden obtener producciones de hasta 15 libras por pulgada lineal de circunferencia del cabezal en Película de poliolefinas de 50 micrones de espesor y unas 13 libras por pulgada lineal de circunferencia de cabezal en películas de alta barrera de 200 micrones de espesor. Otro componente necesario en máquinas de producción de película de alto valor agregado es el del controlador automático del espesor de la Película. Este subsistema está compuesto por un sensor de medición de espesor y por un controlador que transmite una señal correctiva de voltaje a resistencias instaladas en los labios de salida del cabezal automático. El cambio en la temperatura de las Resistencias genera el efecto corrector sobre el espesor de la Película que sale del cabezal. Con el sistema automático de control de espesor se pueden obtener películas con variaciones máximas de espesor en el orden de 2s = +/- 3%. Con relación a las embobinadoras, se recomiendan embobinadoras centrales periféricas. Este tipo de bobinadora cuenta con ejes motorizados de rotación que giran en el centro de la Bobina en

formación. Estas embobinadoras tienen la capacidad de controlar variables como la Presión y tensión del embobinado y facilitar un embobinado Gap en el que un mínimo colchón de aire es dejado entre los pliegues de la Bobina.

 

Finalmente, estas máquinas deben contar con un controlador computarizado de las funciones de la línea (control de temperaturas, velocidades, alimentación de materiales, control del espesor de la película) con capacidad de manejo de múltiples recetas de producto y de la evaluación en el tiempo del comportamiento de equipos críticos (análisis de tendencias).

 

 

 

Ejercicio N°2 Un cilindro extrusor, modelo JWS 150/33, que trabaja con PE (polietileno, densidad= 0.95g/cm3, viscosidad= 90 Pa-s, precio= 1.8 $/kg) tiene las especificaciones técnicas mostradas en la figura 1. Adicionalmente, Adicionalment e, la profundidad de canal es de dc= 5 mm y el ángulo de hélice es A=20°. También se ha determinado que en operación la presión estática (al final del cilindro) es de p=9 MPa. Se considera que la maquina trabaja 24horas/día con una eficiencia del 88%, todos los días de mes. Se solicita:

a)  Determinar la velocidad en RPM a la que debe trabajar el tornillo, de acuerdo al flujo de salida indicado en la figura 1 b)  Determinar los flujos de arrastre, contrapresión y total, en m3/s c)  Determinar si es factible producir 2000 rollos de material conforme, 1 TON c/u, en un mes. ¿Cuantos productos conformes se pueden producir como máximo en un mes? d)  Costo asignado para la adquisición de la materia prima para tener material suficiente en un mes y para trabajo con la mayor velocidad. Asimismo, un diagrama de proceso que muestre las entradas y salidas de los materiales con las cantidades respectivas.

DATOS 5mm= −   20° 9Mpa = −   150m =−   4.95m 9 pa-s

dc A P D L n

a)

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    =  . .    % %     =  ..            =     

 

Con este resultado podemos ver que no es factible producir 2000 rollos ya que lo máximo que podemos producir son 950 rollos conforme.

d)

     =   . .   . .       =   . .  $ 

$   

 

Diagrama de proceso

pellets Resistencia a temperaturas

tolva

tornillo cabezal

1080,01 toneladas

motor  

1

2

3

n

No conforme 12% 114,048 toneladas

Conforme 88% 950,4 toneladas