¿Qué es la dosificación? Dosificación de precisión en la producción industrial

¿Qué es la dosificación?

La dosificación es la alimentación al proceso productivo de las materias primas de una receta, medidas en la cantidad definida, en el orden definido y de forma repetible. La medición puede hacerse por masa (gravimétrica) o por volumen (volumétrica); la dosificación puede funcionar por cargas (discontinua) o de forma continua (por caudal). El objetivo es obtener la misma composición en cada carga o en cada hora.

La dosificación se utiliza en muchos sectores, como plásticos, química, alimentación, químicos para la construcción y pinturas. En este artículo explicamos el tema a partir de las líneas de mezcla de PVC, porque las recetas de PVC muestran muy bien por qué la dosificación es importante.

¿Por qué es tan importante la dosificación en la producción de PVC?

Una receta de PVC no se compone de una sola materia prima. Junto a la resina de PVC contiene estabilizante, lubricantes, cargas minerales como el carbonato de calcio, modificador de impacto, coadyuvante de proceso, pigmento y, en el PVC flexible, plastificante. Algunos de estos componentes representan una gran parte de la receta, mientras que otros se usan solo en proporciones pequeñas. Incluso una desviación en un componente de baja proporción puede generar una diferencia notable en el resultado:

• Si falta estabilizante, el material puede amarillear o degradarse prematuramente durante el procesamiento.
• Si se altera el equilibrio de lubricantes, la presión y el par fluctúan en la extrusora y baja la calidad superficial.
• Si cambia la proporción de carga mineral, cambian las propiedades mecánicas del producto y su costo unitario.
• Una desviación de pigmento se ve directamente como una diferencia de color.

Por eso la dosificación es el primer paso que determina la calidad del dry blend de PVC. Por muy buena que sea la mezcladora, no puede corregir una carga mal pesada.

Dosificación de polvos y dosificación de líquidos

En las líneas de PVC se dosifican dos tipos de materiales, y cada uno plantea problemas distintos.

En los materiales en polvo, un mismo volumen puede corresponder a una masa distinta según la humedad y el lote. En los líquidos, la viscosidad y la densidad cambian con la temperatura ambiente. Tratamos los detalles de la dosificación de líquidos en nuestro artículo sobre dosificación de líquidos.

Dosificación gravimétrica y volumétrica

La dosificación volumétrica mide el material por volumen; por ejemplo, mediante un número determinado de vueltas de un tornillo o un volumen fijo de tolva. Es sencilla y económica, pero comete errores cuando cambia la densidad del material.

La dosificación gravimétrica pesa el material directamente y detiene la alimentación cuando se alcanza la masa objetivo. No se ve afectada por los cambios de densidad. En las recetas de PVC, que contienen cargas minerales que varían de un lote a otro y aditivos de baja proporción pero críticos, este suele ser el método preferido.

Para una comparación detallada de los dos métodos, consulte nuestro artículo sobre la diferencia entre dosificación gravimétrica y volumétrica.

Dosificación por cargas y dosificación continua

Los sistemas de dosificación también se dividen en dos según su modo de funcionamiento.

• Dosificación por cargas: los componentes se pesan uno tras otro para formar una carga, que se entrega al proceso de una sola vez. Las líneas de dry blend de PVC que trabajan con mezcladoras caliente-frío para PVC utilizan este método, porque la propia mezcladora funciona por cargas.
• Dosificación continua: el material se alimenta sin interrupción a un caudal definido. Suele aplicarse en la boca de la extrusora, por ejemplo en líneas de compounding o masterbatch, con alimentadores que funcionan por pérdida de peso.

Cuál es la opción correcta depende del proceso. En una línea que prepara dry blend, la necesidad básica es que cada carga de la mezcladora sea conforme a la receta y esté lista a tiempo.

¿Cómo se conecta la dosificación con la mezcladora?

En una línea de dry blend, el sistema de dosificación y la mezcladora en caliente trabajan juntos:

1. Se selecciona la receta. Se recupera del sistema la receta del producto.
2. Se pesan los componentes en polvo. La resina, la carga mineral y los aditivos en polvo se alimentan desde sus propios depósitos a la tolva de pesaje.
3. Se pesan los líquidos. En las recetas flexibles, el plastificante y los estabilizantes líquidos se preparan en una unidad de pesaje de líquidos separada.
4. La carga se entrega a la mezcladora. Los polvos y los líquidos se transfieren a la mezcladora en caliente según el orden de la receta.
5. Se prepara la siguiente carga. Mientras la mezcladora trabaja, la dosificación pesa la carga siguiente; así la mezcladora no espera.

En esta conexión también importa el orden. La etapa en la que cada aditivo entra en la mezcladora influye directamente en la calidad del dry blend.

Dosificación manual y dosificación automática

Muchas plantas empiezan a dosificar con pesaje manual: se abre el saco, se pesa con un cubo y se vierte en la mezcladora. En volúmenes pequeños esto puede funcionar, pero a medida que crece la producción aumentan estos problemas:

• Resultados de pesaje que varían de un operario a otro y de un turno a otro
• Cargas defectuosas por un saco equivocado o un componente olvidado
• Pérdida de polvo, ambiente de trabajo con polvo y manipulación de sacos pesados
• Imposibilidad de registrar qué se puso en cada carga

La dosificación automática convierte estos pasos en un proceso cerrado y repetible. Explicamos cómo se configura un sistema automático en nuestro artículo sobre dosificación automática.

Sistemas de dosificación de Erk PVC Makine

Los sistemas de dosificación de Erk PVC Makine están diseñados para líneas de mezcla de PVC:

• Sistema automático de dosificación de polvos: pesa gravimétricamente la resina de PVC, la carga mineral y los aditivos en polvo según la receta y transfiere la carga a la mezcladora en caliente, a un silo o, según las necesidades de la línea, al lado de la extrusora.
• Sistema automático de dosificación de líquidos: pesa gravimétricamente los plastificantes y los estabilizantes líquidos y trabaja bajo la misma receta que la dosificación de polvos.

Ambos sistemas pueden planificarse como una sola línea junto con la mezcladora, los silos y los equipos de alimentación.

¿Qué hay que tener en cuenta al elegir un sistema de dosificación?

• Número de componentes y sus proporciones: ¿cuántos componentes en polvo y cuántos líquidos hay, y cuál es el de menor proporción?
• Tamaño y frecuencia de las cargas: la dosificación debe seguir el ritmo del ciclo de la mezcladora.
• Forma de la materia prima: ¿llega en big bag, en sacos o en silo?
• Frecuencia de cambio de receta: en plantas con muchos productos, la gestión de recetas y la facilidad de limpieza ganan importancia.
• Necesidad de registro: ¿se requiere trazabilidad de los pesajes realizados?

Errores frecuentes en la dosificación

Incluso en plantas que ya tienen un sistema de dosificación instalado, los problemas suelen surgir en los mismos puntos:

• Pesar componentes pequeños en una tolva de pesaje grande: una unidad de pesaje elegida para los componentes principales puede no ofrecer suficiente resolución para pigmentos o aditivos en cantidades muy pequeñas. Una solución habitual es usar una unidad de pesaje pequeña separada o una premezcla para estos componentes.
• Descuidar la calibración: los sistemas de pesaje deben comprobarse periódicamente con pesos conocidos.
• Ignorar el flujo de la materia prima: los polvos que forman puentes o absorben humedad alargan el tiempo de alimentación y dificultan el pesaje. El diseño del depósito y del alimentador debe elegirse según el material.
• No actualizar la receta: cuando cambia el proveedor de materia prima, también deben revisarse la receta y el orden de adición.

Conclusión

La dosificación es el punto donde empieza la calidad de la mezcla. Un método de medición correcto, un modo de funcionamiento adecuado y un sistema de dosificación compatible con la mezcladora facilitan obtener la misma receta en cada carga. Si está planificando un sistema de dosificación para su línea, complete el formulario de presupuesto junto con su lista de componentes.