“DESARROLLO TECNOLOGICO EN EL DISEÑO Y ADAPTACION DE UN SECADOR TIPO BATCH” TEJAS “EL ÁGUILA” LAPROBA “El Águila” S.A. de C. V. Q.F.B. Luis Alfredo Jiménez Romero manufactura@tejaselaguila.com.mx

Tejas el águila s.a. de c.v. Renacimiento Casa Grande

Tejas el águila s.a. de c.v. Riviera Flandes

Tejas el águila s.a. de c.v. Córcega

proceso

proceso

proceso

proceso

Comportamiento del proceso

Agua evaporada en 100 g de sólido Curva típica de secado Agua evaporada en 100 g de sólido % de agua evaporada % Contracción 5 10 14 18 21 23 100 1 3 7 9

Curva típica de bigot % de contracción Pérdida de peso 10 8 6 4 2 16 14 12 Curva de Bigot 1ª fase 2ª fase

Curva de bigot

Necesidades del proyecto Tabla RT1. Datos para el secador Peso del estante y soportes: 232.572 Kg 105.4930101 lb Peso de las tejas: 4.45 Kg 2.018488447 lb Peso del Agua de Plasticidad: 0.801 Kg 0.36332792 lb Peso de estantes y soportes totales por ciclo: 8605.164 Kg 3903.24137 lb Peso de las tejas totales por ciclo: 15806.4 Kg 7169.67096 lb Peso del Agua de Plasticidad total por ciclo: 2845.152 Kg 1290.54077 lb Calor especifico de la teja: 0.2 Btu/lb°F Calor especifico del estante y soportes: 0.12 Btu/lb°F Calor especifico del aire: 0.24 Btu/lb°F Temperatura del estante y producto 33 °C 91.4 °F Temperatura del producto entrando al secador 45 °C 113 °F Temperatura del producto a la salida del secador 100 °C 212 °F Tejas por ciclo 3552 pz

Requerimientos energéticos Requerimientos totales de calor [1] Para evaporar el agua: 1,426,046.7 Btu Para calentar las tejas: 141,959.48 Btu Para calentar el estante y soportes: 56,487.70 Btu Calor de la estructura: 159,526.30 Btu Calor perdido por convección entre el aire y las paredes: 1,283,407.55 Btu/h Calor perdido por radiación en las paredes: 106,661.96 Btu/h Calor perdido por radiación del piso: 204.01 Btu/h Para un ciclo de 6 horas 1,687,610.21 Btu por hora 10,125,661.3 Btu por ciclo Corrigiendo por la altitud de León. Gto., 1800 msnm (1,687,610.21 Btu/h)/0.8384 = 2,012,893.86 Btu/h 12,077,363.19 Btu/ciclo

Diagrama de Mollier, condiciones que se ocupan para secar antes de llegar al punto Bigot

Diagrama de Mollier, comportamiento de secado variando T (°C)

Diagrama de Mollier, comportamiento de secado variando % HR

Diagrama de Mollier, comportamiento de secado variando % HR

Diagrama de Mollier para altas temperaturas

Especificación de equipos

Corrigiendo por la altitud de León. Gto., 1800 msnm Necesidad de Energía Requerimientos totales de calor [1] Para evaporar el agua: 1,426,046.7 Btu Para calentar las tejas: 141,959.48 Btu Para calentar el estante y soportes: 56,487.70 Btu Calor de la estructura: 159,526.30 Btu Calor perdido por convección entre el aire y las paredes: 1,283,407.55 Btu/h Calor perdido por radiación en las paredes: 106,661.96 Btu/h Calor perdido por radiación del piso: 204.01 Btu/h Para un ciclo de 6 horas 1,687,610.21 Btu por hora 10,125,661.3 Btu por ciclo Corrigiendo por la altitud de León. Gto., 1800 msnm (1,687,610.21 Btu/h)/0.8384 = 2,012,893.86 Btu/h 12,077,363.19 Btu/ciclo

Necesidad de energía Se eligen 2 quemadores Eclipse mod. AH.v. 2.0 con capacidad nominal de 4,000,000 Btu/h a TPN cada uno, generando una capacidad total de 8,000,000 Btu/h con una flama ancha y larga pero de altura baja, dando oportunidad de abarcar el ancho total del secador.

Necesidad de energía Se colocó un sistema de control del pulsos “Pulse-firing” con algoritmos de amplitud y frecuencia variable, el cual, nos provee un método para repartir el calor en el plano superior con menor riesgo de sobre calentar esta sección, además permitiendo trabajar los quemadores con un ahorro de energía ya que pueden llegar a trabajar solo el 50% del tiempo total de secado mediante los ciclos de encendido y apagado.

Necesidad de aire Volumen del secador: V=5.624 m de ancho x 15.00 m de longitud x 2.49 m de altura=210.05 m3. Recirculación del aire necesaria en frío 7417 ft3. Volumen de aire necesario para remover el agua de las tejas 645,270.385 ft3. Para un ciclo de 6 horas Recirculación necesaria 1792 c.f.m

motores Se eligen 4 ventiladores de tipo axial de alta velocidad de 800 mm de diámetro con capacidad de 8000 c.f.m. @ 0.5”c.a. de presión @ t.p.n. Usando motor de 7.5 H.P. con transmisión de poleas y bandas y girando a 1,610 r.p.m., la elección de esta capacidad es para trabajar de modo intermitente y continuo el secador, y los ventiladores se puedan prender alternadamente con el fin de generar turbulencia en todo el secador.  

conos   Los conos repartidores de flujo nos proveen la uniformidad deseada al dirigir el flujo de aire caliente girando los 360º necesarios para este fin.

extractores Los extractores sacan del secador el vapor de agua que se genera durante la combustión y se extrae de las tejas. La capacidad es de 2,491 c.f.m. @ 05” c.a. a T.P.N. Su capacidad se acercó la de inyección de volumen aire de los ventiladores de los quemadores.

Logros Una vez puesto en marcha el secador hemos logrado disminuir los vacios dentro del horno, así como una, disminución de 514.41kcal/kg del proceso de cocción a 458.39 Kcal/Kg de producto en el proceso de cocción de las tejas, lo que representa una disminución del 10.8% de ahorro energético en el horno.

Logros CONSUMO DE Kcal/Kg promedio en proceso Horno SACMI Secador SACMI Vena de aire y Secador intermitente jul-09 729.73 437.84 218.92 72.97 jun-09 720.53 432.32 216.16 72.05 may-09 762.73 457.64 228.82 76.27 abr-09 790.55 474.33 237.17 79.06 mar-09 768.45 461.07 230.54 76.85 feb-09 837.86 502.71 251.36 83.79 ene-09 738.06 442.83 221.42 73.81 Promedio 763.99 458.39 229.20 76.40 Tabla IF1. Consumo de Kcal/Kg por producto, del primer semestre del 2009

Logros Se logró realizar una curva de secado de 5 horas en un equipo intermitente. Con este proyecto hemos logrado disminuir los “huecos” que anteriormente afectaban nuestro proceso de manera considerable, aumentando la producción durante los diferentes cambios de moldes que se llevan a cabo de manera cotidiana de hasta 3 veces por semana. Se han recuperado alrededor de 9 hrs. de producción por semana, (equivalentes a 59,360 pzas/mensuales modelo Renacimiento a ciclo de 48 minutos de cocción). Por otro lado se ha podido aumentar la producción en 20.6 % bajando los tiempos de quemado hasta 40 minutos, auxiliados con el llenado manual que nos proporciona este secador.

Logros Se capacitaron 5 supervisores en el manejo del equipo, así como al personal operativo. Además se logró la capacitación de 4 personas por parte de la SACMI, en Italia, para la optimización y aceleración del horno para reducir tiempo de quemado y secado en la línea de producción. Se realizaron dos estancias de estudiantes de la Universidad Tecnológica del Norte de Guanajuato, de la carrera de Técnico Superior Universitario en Procesos de Producción, logrando titularse con este proyecto desarrollado durante su estancia. TSU Eduardo Alejandro Lira López y el TSU Eduardo Ayala Montelongo

Logros

Logros

Gracias por su atención Estación FFCC La Trinidad s/n Camino a Santa Ana del Conde CP 37680 León Gto., México Tel (477) 7725050 Fax (477) 7725152