La historia de la mezcla y dosificación

En los primeros días de la transformación de plásticos, la mayoría de los procesadores compraba resinas pre-pigmentadas y / o especialmente formuladas para cada producto que producían, o medían concentrado de color y aditivos utilizando una cuchara y una balanza. Se utilizaban a menudo tambores para mezclar los aditivos con materiales vírgenes y remolido, una vez que se habían dosificado de forma manual.

Las imprecisiones e ineficiencias eran grandes, pero no había otra alternativa. Más tarde, para mezclas simples o uso de remolido, las válvulas proporcionales se adjuntaron a cargadores de vacío y receptores para crear capas por tiempo de carga de material triturado y virgen en proporciones muy gruesas.

A medida que la industria creció y aumentaron los volúmenes, los procesadores demandaron equipos que mezclaran y homogenizaran ingredientes en cantidades más grandes y con mucha mayor precisión.

Evolución de los mezcladores volumétricos

Esta necesidad dio lugar al desarrollo de la mezcladora volumétrica. En este dispositivo, los materiales que se mezclaban, se dispensaron desde sus respectivos contenedores basándose en el tiempo y suponiendo una cierta tasa de flujo constante para cada ingrediente.

Por lo general tornillos sinfines corrían debajo de cada contenedor de material para mover los materiales en una cámara de mezcla donde se combinan todos los ingredientes. Los tornillos eran bien diferentes en diámetros y / o corrían a velocidades diferentes o con diferentes duraciones para lograr la mezcla proporcional aproximada, buscando que los materiales se mezclaran. Los materiales de cantidades más grandes, como la resina virgen y el remolido a menudo se dispensaban mediante dispositivos eléctricos o neumáticos, válvulas de pistón o compuerta en sus contenedores, o eran proporcionados durante la carga.

La queja más común de los clientes era la inexactitud de la mezcla, en gran parte debido a la inexactitud de las cantidades de los materiales principales y la acción natural de "pulso" de los sinfines. La precisión de dosificación dependía de la posición de cada sinfín al iniciar y terminar la dosificación y la vibración indeseable, común con el moldeo por inyección, exageraba los errores. Se requería una calibración precisa e incluso regular de los dispositivos de dosificación, pero la calibración de aparatos volumétricos es engorrosa, lenta y plagada del riesgo de error humano.

Introducción de los sistemas gravimétricos

En el mundo de la extrusión continua de consumo superior de material, algunas de estas cuestiones fueron solucionadas con el uso de los sistemas gravimétricos por "pérdida de peso". En sus formas originales, estos sistemas incluían contenedores de suministro para cada ingrediente que se suspendían en celdas de carga de modo que su peso podría ser monitoreado individualmente a medida que dosificaban cada ingrediente en la mezcla.

Estos sistemas eran complejos y costosos, pero eran típicos de las líneas de extrusión capaces de correr grandes volúmenes durante períodos de tiempo largos e ininterrumpidos y no sufrían de las vibraciones comunes para el moldeo por inyección. Este tipo de dispositivo normalmente no era adecuado para el moldeo por inyección debido a los costos, la complejidad, largos tiempos de preparación y su intolerancia para la vibración.

Avances en los mezcladores gravimétricos

Mientras tanto, se estaban desarrollando los métodos alternativos de medir los ingredientes dispensados que utilizaban un principio de “ganancia de peso” en una sola tolva, junto con un control de mezcla que podría supervisar el estado de las celdas de carga y ser insensible a las vibraciones típicas. El resultado fue una serie de mezcladores gravimétricos simplificados, de fácil limpieza, resistentes y rentables, adecuados para el moldeo por inyección y prácticamente cualquier proceso.

La accesibilidad y la facilidad de uso de este nuevo mezclador con pesaje, fácil de usar, pero sofisticado, originó que el uso de mezcladores gravimétricos se expandiera rápidamente. Casi cualquier procesador ahora podía permitirse el uso de este dispositivo que proporciona dramáticamente un mayor control de la mezcla y bajó el costo de operación a través del ahorro en colorantes y otros aditivos y la eliminación del engorroso proceso de calibración.

Control avanzado y optimización en mezcladores modernos

Los procesadores ahora podían mezclar con confianza aditivos caros que eran pre-compuestos anteriormente. Los procesadores ahora podrían añadir remolido sin el riesgo de un comportamiento errático del fundido debido a la mala mezcla. Esto proporcionó un ahorro de costos dramático y mejora de la eficiencia de los procesadores de plásticos.

Los mezcladores gravimétricos iniciales podían mezclar hasta 4 componentes utilizando dos válvulas de corredera y dos tornillos alimentadores. Eventualmente se añaden más modelos proporcionando una capacidad de rendimiento superior y se convirtieron en prácticos para el uso en el mercado de la extrusión que había dependido previamente exclusivamente en modelos por “pérdida de peso”. Se desarrollaron también los mezcladores para dispensar hasta 12 ingredientes incluyendo una amplia variedad de remolidos, vírgenes, polvos, gránulos, harina de madera, recuperado y escamas.

Nuevas válvulas dosificadoras se han introducido a medida que se requieren mejores dispositivos de dosificación para mejorar la precisión de medida de una gama más amplia de materiales.

Como estas nuevas mezcladoras inicialmente sirvieron al cambio rápido del mercado de moldeo por inyección, se puso especial énfasis en los controles con interfaces muy fáciles de usar para el trabajador típico de planta. Los primeros modelos, aunque llenos de cerebros informáticos para el funcionamiento a toda prueba, utilizaban entradas de ajuste fáciles como ruedecillas para cantidades de material, permitiendo que aquellos con sólo una modesta comprensión del proceso los pudieran configurar y operarlos. A medida que se mejoraron las características de los mezcladores, también se ha desarrollado la nueva tecnología de control.

Los controles de pantalla táctil a color y un nuevo software han hecho a los mezcladores más versátiles, permitiendo el inventario detallado y otras funciones de mantenimiento de registros y el control a través de conexiones de red como Ethernet, Bus e incluso módems.

La capacidad de leer códigos de barras se añadió como una manera de introducir automáticamente los ajustes de la receta. El control de lazo cerrado del calibre de extrusión también está disponible. La gama de funciones disponibles en mezcladoras modernas por pérdida de peso garantiza su aceptación en las instalaciones de procesamiento de plásticos técnicamente más exigentes.