engormix
search
search
El servicio no esta disponible para contactar a esta empresa desde Estados Unidos de América

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras

Publicado el: 26/1/2021
Autor/es: Saúl Diaz, Ventas de Refacciones y Servicios - Alimentos Balanceados para México y Centroamérica – Bühler México

Introducción

Comunidad de engormix, el presente artículo es el primero de una serie de 3 artículos enfocados en las Herramientas para Peletizado: Dados y rodillos, también llamadas Matrices y Conchas o Rolos. A lo largo de esta serie de artículos se abarcarán diversos temas acerca de estos importantes elementos de desgaste para maquinaria de peletizado, buscando generar contenido de fácil entendimiento para todos los participantes de este foro, dichos artículos se estarán publicando en diferentes fechas pero con la continuidad necesaria para hacer que este trabajo los pueda ayudar a adquirir mayor conocimiento y resolver dudas que le sirvan en mejorar y potenciar la producción en sus plantas de alimentos balanceados.

Articulo 1: Teoría del Diseño de Dados y Rodillos para Peletizadoras.

En este 1° artículo se discutirá sobre diversos detalles en el diseño específico de las herramientas de desgaste llamadas dados y rodillos para equipos de peletizado. Como base fundamental de este tema, es importante entender cuál es la ubicación, función e importancia de estas herramientas en el equipo de peletizado, por lo cual antes de profundizar en el tema, en la Figura 1 podemos visualizar un ejemplo de equipo para peletizado mencionando de forma básica algunas de las partes que lo componen:

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras - Image 1

Cámara de Procesos o Peletizado

Dentro de la cámara de procesos o peletizado encontraremos diversos mecanismos y herramientas necesarias para lograr generar el flujo constante de las harinas entre el dado (1) y rodillos (2), los cuales se encargaran de generar la compactación necesaria de las harinas hasta formar un Pellet específico definido por el cliente, recordemos que el tipo de pelet tiene diversas variantes como: tamaño de diámetro, longitud, compresión (l/d), receta, especie, etc. Todo lo antes mencionado es diferente con cada cliente dependiendo de sus necesidades.

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras - Image 2

Dado para Peletizado

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras - Image 3El Dado también llamado Matriz o troquel, es un anillo de acero forjado y maquinado en base al diseño y configuración que el cliente necesite, por ejemplo; existen dados con diseños de montaje tipo de abrazadera , tipo sujeción mediante tornillería, etc., y comúnmente todos los tipos de dados llevan instalados los llamados anillos de refuerzo, los cuales le ayudarán al dado a tener mayor resistencia ante los esfuerzos mecánicos a los que se está sometido ya que los 2 o 3 rodillos montados en el equipo ejercerán un esfuerzo de compresión sobre el dado, generando que la harina sea peletizada en cilindros para su fácil transporte y mejor digestión en los animales sea cual sea la especie.

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras - Image 4


Acero y composición física del Dado

Las propiedades físicas básicas del dados para peletizado son controlados por la composición del acero utilizado y el proceso de tratamiento térmico aplicado. Los dos elementos clave en los dados son carbono y cromo, donde el contenido de carbono en el acero determina la dureza del material, mientras que el contenido de cromo del acero afecta la resistencia a la corrosión y la resistencia al desgaste de la matriz.

Por lo general, un contenido de cromo libre superior al 12% se clasifica como un acero inoxidable. Carburos de cromo se forman durante el proceso de tratamiento térmico a través de una combinación de átomos de cromo y carbono, aumentando la resistencia al desgaste. No existe tal cosa como un "acero inoxidable" libre de óxido, ya que todos los dados se oxidan cuando se expone al calor, la humedad y la acidez en un lapso de tiempo variable.

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras - Image 5

Los dados son comúnmente tratados térmicamente en dos diferentes formas: carburizado o cementado del dado y endurecimiento por neutralización del dado. La cementación de los dados se puede hacer en un pozo horno o en un horno de vacío, mediante la adición de un gas rico en carbono como el propano. Las aleaciones de acero del dado se procesan en un horno en forma de pozo, mientras que algunos tipos de troqueles de acero inoxidable son carburizados al vacío. Cuando se agrega carbono a la atmósfera de cualquiera de estos hornos, se sumergen en el acero para formar una superficie más dura.

Los dados carburizados - resistentes a la abrasión, tienden a crear más fricción en la cámara de proceso, lo que generalmente resulta en una mejor calidad del pellet debido a la mayor resistencia de la superficie y del agujero. Los dados de aleación son de grado medio acero al carbono que es carburizado para una superficie más dura en su exterior de 57 HRC y un núcleo blando.

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras - Image 1

El endurecimiento neutro - resistente a la corrosión y arranque fácil, es un proceso que proporciona la misma dureza relativa en todo el espesor del dado.

Los dados utilizados en este proceso son de acero inoxidable o aquellos dados que tienen un alto contenido de cromo. Debido a la dureza homogénea en todos estos tipos de troqueles, generalmente ofrecen una excelente vida útil. Estos tipos de dados también tienen una superficie de orificio más lisa, lo que resulta en un arranque más fácil. Los dados de acero inoxidable endurecido neutro tienen una dureza de 52 a 54 HRC en todo el grosor del troquel.

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras - Image 2

Definiciones Técnicas

La resistencia a la abrasión es la capacidad de un material para resistir el desgaste por fricción que se produce en la cara de un dado y dentro de los agujeros. Por lo general, aumenta en proporción directa a la dureza del acero del que está hecho el troquel; sin embargo, a medida que los troqueles se endurecen, pueden ocurrir reducciones en la resistencia estructural.

La resistencia a la corrosión es la característica del material del dado para resistir la oxidación química o atmosférica. La corrosión puede aparecer como óxido en la superficie de un dado o picaduras dentro de los agujeros.
El ambiente caliente y húmedo durante la granulación crea un entorno extremadamente activo para que ocurra corrosión, especialmente con la presión intensa causada por el proceso de extrusión. Los dados de acero inoxidable con un alto contenido de cromo (HI CHROME) deben usarse para estas aplicaciones.

La resistencia a la rotura es necesaria para resistir las tremendas tensiones causadas por el proceso de granulación. La facilidad de arranque es importante para ayudar al molino de pellets a alcanzar su capacidad máxima lo antes posible. Cada uno de los diferentes materiales de troquel requiere un procesamiento especial para permitirle alcanzar su objetivo de granulación. Como resultado, cada dado tiene una velocidad variable a la que comenzará a granular, siendo los dados de acero inoxidable endurecido neutro las más fáciles de comenzar. Los dados carburizados tardan más debido a que sus superficies más duras y ásperas, tardan más en desgastarse o pulirse hasta el punto en que pueden alcanzar su capacidad total.

Espesor del Dado y su relación con el L/D.

Las características físicas de un dado determinan su rendimiento al especificar el anillo forjado correcto o el grosor total, el tamaño del orificio, el tipo y la profundidad del orificio. Esto determina el grosor efectivo, el patrón de agujeros y, por supuesto, el material utilizado. La Figura siguiente muestra una vista en sección transversal de un dado típico:

Teoría del diseño de dados y rodillos para Peletizadoras - Image 3

El espesor o Longitud Total del anillo de acero determina la resistencia general del dado. Cuanto más grueso es el dado, más resiste la deflexión causada por el proceso de granulación en el punto de separación entre el dado y los rodillos. La Longitud Efectiva es la distancia de trabajo por donde se están formando los pellet dicha longitud determina la cantidad de trabajo que realizará el dado en un material, lo que afecta la calidad de pellet. También afecta la cantidad de estrés en un dado causada por el proceso de extrusión que tiene lugar en el dado, de lo cual surgen las siguientes variantes:

Entre más Longitud Efectiva se tenga:

• Mayor calidad de pelet
• Mayor consumo energético.
• Mayor esfuerzo mecánico.
• Mayor desgastes de los rodillos.
• Baja capacidad de producción o limitada.

Entre menos Longitud Efectiva se tenga:

• Menor calidad de pelet
• Menor consumo energético
• Menor desgaste de los rodillos
• Alta capacidad de producción.

En resumen es necesario equilibrar el valor de la longitud efectiva para lograr cubrir la necesidad de la especie a la cual alimentar, teniendo en cuenta las variables antes mencionadas.

Es común escuchar el termino L/d, lo cual es un valor que nos ayuda a determinar el valor y tiempo de resistencia que tiene la harina y/o pelet al pasar por la superficie del orificio del dado. En pocas palabras esto no es más que la división entre la Longitud Efectiva / el diámetro del barreno del dado, por ejemplo:

Tenemos un dado: 4.5 mm x 90 mm / 50 mm, siendo:

• Diámetro : 4.5 mm
• Longitud Total : 90 mm
• Longitud Efectiva : 50 mm

Para determinar el L/d del dado mencionado solo tendremos que dividir 50 / 4.5 = 11.1.

El L/d 11.1 indicado en el resultado es útil para la producción de pelet para aves de granja, es importante mencionar que los resultados serán variables dependiendo de la receta, situación geográfica del animal, granulometría y procesos de acondicionado de la harina.

Estimado lector, le agradezco el tiempo dispuesto para leer este artículo y espero que le sea de utilidad, estoy a sus órdenes.

Próximamente continuaremos con el segundo artículo, el cual será publicado en Engormix. ¡No se lo pierda!

Referencias bibliográficas

 
Autor/es
 
remove_red_eye 349 forum 0 bar_chart Estadísticas share print
Compartir:
close
Ver todos los comentarios
Productos
Bühler está especializado en la fabricación de matrices ...
Garantiza la mejor mezcla posible, intensiva y homogénea, del vapor ...
La Peletizadora Kubex™ P9 cuenta con una producción de gran ca...