Monografía de la apertura y limpieza

SISTEMA FORMADORES DE HILOS I

APERTURA Y LIMPIEZA

(Blowroom)

INTRODUCCIÓN:

La sala de apertura y limpieza contribuye solo aproximadamente 5 o

10% a los costos de producción en el rubro de la fabricación del hilado. De un

punto de vista contable la instalación en si no es un factor de costo relevante,

sin embargo la perdida de materia prima que surge aquí si es un factor. La

maquina de apertura del algodón debe eliminar materia extraña, pero solo

puede hacerlo por la eliminación simultanea de algunas de la fibras buenas.

La pérdida de fibra requiere mayor atención, porque tiene una influencia

más significativa en los costos, como lo demuestra el siguiente cálculo. Se

asume que en la fábrica de hilado algodón con 20 000 husos usando 3000

toneladas de algodón por año a $2.00 el kilo, la eliminación de desperdicios

aumentado innecesariamente en 0.5%, además asume que buenas fibras

forman un 50% de los desperdicios eliminados, así los costos adicionales son:

Sin embargo, hay que tomar especial consideración en la maquina de

limpieza desde el punto de vista de la calidad tecnológica que es mas

importante que la valoración de sus aspectos comerciales. Ejercer demasiada

fuerza o presión a las fibras durante el proceso de la maquina de limpieza

puede influenciar considerablemente en las características de las fibras,

especialmente la fuerza, elasticidad y longitud de las fibras. Por ejemplo la

producción de fibras cortas se incrementa más del 10% si es que la línea de

apertura y limpieza contiene una maquina más de limpieza que es necesaria. El

incremento de neps es a la vez muy notorio en la sala de apertura.

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A la vista de estos puntos, junto con el hecho que la sala de apertura y

limpieza elimina cerca del 50% de las impurezas contenidas en el algodón

ingresado, la historia en cuanto al desarrollo de esta sección en el proceso de

hilatura, es un tanto sorprendente, la apertura y limpieza hoy en día son

llevados a acabo casi con el mismo equipo que hace 150 años y mas. Casi

ningún nuevo equipo ha sido introducido.

RESUMEN DEL PROCESO

1. OPERACIONES BÁSICAS EN EL BLOWROOM:

1.1.APERTURA

La apertura es la primera operación que significa, desgarrando el

comprimido y algodón enredado hasta que está muy suelta y se separa

en mechones pequeños con un tratamiento suave, y una pérdida de

fibras lo más pequeño posible.

También está relacionado con la limpieza.Hay dos distintos grados de

liberalización:

• Apertura a las borlas de fibra (interpretada en blowroom)

• Apertura en fibras individuales (interpretada en el cardado y el rotor

hilado)

El grupo de algodón que ingresa puede ser reducido cerca al 0.1mg en

el blowroon. Artzt, Schenek y Al Ali, indica que el grado de apertura

cambia a lo largo de la línea del blowroon como se muestra en la figura

1.

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Figura 01

Es evidente desde el aplastamiento de la curva hacia su final que cada

etapa adicional de apertura puede traer probablemente un

sobreesfuerzo de las fibras sin ningún otro mejoramiento.

1.2.LIMPIEZA

En primer lugar los tipos de impurezas que pueden tener las fibras son:

Materia en el copo de algodón:

Cáscara

Semillas fragmentadas

Fragmentos del tallo

Hoja fragmentada

Madera fragmentada

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Impurezas minerales:

Tierra

Arena

Polvo de mineral de carbón recogido en el transporte.

Otras materias extrañas

Metal fragmentado

Fragmentos de tela

Fragmentos de yute

El material de embalaje (en su mayoría los polímeros)

Fibra fragmentadas

Fibras partículas (que hace la mayor parte del polvo)

El blowroom no puede eliminar todas las suciedades o impurezas de la

materia prima. La instalación de una maquina de apertura quita

aproximadamente entre 40 y 70% de las impurezas. Los resultados

dependen de la materia prima, las maquinas y de las condiciones

climáticas. La dependencia de la materia prima, en este caso el nivel

de impurezas esta ilustrado por el diagrama de Trutzschler (fig2).

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Figura 02

De este diagrama se puede concluir que los efectos de limpieza no

pueden; ni deberían ser la misma para todos los niveles de impurezas,

porque un montón de desperdicios puede ser quitado más fácilmente

que un poco.

El efecto de limpieza de cada maquina blowroon, ciertamente pueden

ser incrementados por los ajustes apropiado. Sin embargo el

mejoramiento en la limpieza esta condicionado a un alta perdida de

fibra, además del esfuerzo de las fibras debido a que cada eliminación

de materia extraña esta acompañada por una simultanea eliminación

de buenas fibras.

En una investigación realizada por Siersch, la cantidad de desperdicios

eliminados en una maquina de limpieza tubo un alza del 0.6-1.2%,

mientras que la cantidad de materia extraña incremento un 41%, la

cantidad de fibras eliminadas se incremento al 240%. Normalmente las

fibras representan entre un 40-60% de los desperdicios del Blowroom.

Para limpiar es importante eliminar tanto la fibra como la materia

extraña. Dado que la proporción de fibras de desecho difiere en una

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maquina de otra, y puede ser fuertemente influenciadas; debe saberse

la fibra que se pierde en cada maquina. Esto puede ser expresado en

un porcentaje del total del material eliminado en una limpieza eficiente.

Eficacia de la limpieza:

EL algodón contiene hasta un 18% la basura en la mayoría de los

casos. Para limpiar el material es inevitable eliminar tanta fibra como

gran cantidad de desechos.

Es necesario medir la cantidad de residuos retirados y su

composición.

También hay dos grandes problemas que se dan a continuación

que afecta a la calidad de los hilados.

At = total de desperdicios en porcentajes

Af = fibras buenas eliminadas en porcentaje

Ejemplo: At=2.1%

Af=0.65

Ce=69%

1.3.EXTRACCIÓN DEL POLVO

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Casi todas la manufactureras de maquinas procesadoras de hilos

ahora ofrecen una maquina eliminadora de polvo o tipos adicionales a

las maquinas limpiadoras y abridoras. Sin embargo eliminar el polvo no

es una operación fácil ya que las partículas de polvo se encuentran

dentro de los copos (agrupamiento) y durante la succión no son

obtenidos. Como demuestra el grafico son las unidades de succión que

eliminan el polvo (64%), mientras más pequeños los copos

(agrupamientos) más será la eliminación del polvo.

La eliminación del polvo toma un lugar en todas las etapas del proceso

de hilado.

Ver figura 3.

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Neps:

Neps son los pequeños enredos o nudos de las fibras, pueden ser:

1 Fibra neps

2 Neps la testa

Los neps de la fibra son principalmente de un reep y fibras muertas.

Existe una relación entre el índice de madurez y los neps. Los neps

también dependen de la finura, porque las fibras largas tienen menos

longitudinal rigidez que las fibras más gruesas.

El neps es principalmente extraído no en el cardado, en cualquier

etapa.

Polvo:

El polvo consiste en partículas pequeñas y microscópicas de diversas

sustancias, que están presentes como en suspensión en gases y se

hunden lentamente.

De conformidad con la clasificación de las partículas de polvo son de

tamaño siguientes:

Tamaño de partícula (μm)

La basura por encima de 500

Polvo 50-500

Micro conducto 15-50

Respirable de polvo por debajo de 15

Los problemas creados por el polvo:

Es desagradable para los ojos y la nariz y que puede inducir

alergias, las enfermedades respiratorias.

Se puede deteriorar la calidad, directa o indirectamente.

Mayor uniformidad de hilados y de rápido desgaste máquina si los

componentes.

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Factores que influyen en general a la apertura y limpieza:

La suciedad se retira sólo de las superficies.

Nuevos acabados superficiales se deben crear de forma continua.

Los dispositivos de apertura el progresivo más fino.

El grado de limpieza depende linealmente de la apertura de grado.

El espaciamiento de los piensos del dispositivo de apertura.

El tipo de red y su configuración.

La posición de la máquina en la secuencia de la máquina.

Mezclado:

La mezcla de la fibra se realiza esencialmente antes de la producción

de un hilo. Las fibras pueden ser mezcladas en varias etapas del

proceso. Esa posibilidad debe ser bien explotada. Sin embargo es uno

de los pasos más importante para la mezcla, dado que los

componentes aun están separados y pueden ser medidos o contados

con exactitud y sin depender de la suerte. Una adecuada reunión,

disposición y extracción de todas las balas o fardos de algodón son de

suma importancia.

Simultanea extracción de todas las balas, que anteriormente era

normal en una mezcladora convencional ya no pueden ser obtenidas

(abridor automático de balas). Una mezcla intensiva en una adecuada

o conveniente maquina de mezcla debe de llevarse a cabo luego de

separar grupos extraídos de las balas individuales de la disposición.

Esta operación de mezclado debe de tener una secuencia en la llegada

de grupos de fibras en las balas individuales y mezclarlas

completamente.

Mezclas:

Las materias primas utilizadas en la fábrica de hilados son siempre

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homogéneas en sus características, debido a una zona a otra y

escoger para recoger.

El efecto de obtener hilados regulares buenos es muy importante para

combinar o mezclar diferentes tipos de algodón.

También hay razones para combinar bien el algodón, para darle las

características necesarias para el producto final, para mantener bajo el

costo de las materias primas, compensar las variaciones en las

características, para mejorar las características de funcionamiento de

material de fibras cortas de mezcla de fibras de soporte.

Tipos de mezcla

Copos de mezcla

Vuelta de mezcla

Fragmentado de mezcla

1.4. ALIMENTADO DE MATERIAL A LA CARDA

En estos días se utilizan dos sistemas dada a continuación:

1. Vuelta sistema

2. Chute sistema de alimentación

El "Agramador" es una máquina para formar un rollo, que se denomina

como la vuelta, llamado también como la hoja compactadota de fibras.

El segundo sistema también es muy importante porque por medio de

succión de aire puede transferir el material a las máquinas de cardado.

Finalmente, la maquina de apertura de algodón debe asegurar que la

materia prima es repartida a la carda de forma uniforme; anteriormente,

esto se llevaba a cabo mediante vueltas precisamente pesados o de la

Scutsher, pero las instalaciones automáticas de alimentación de grupos

son cada vez mas usadas. Mientras en la fase introductoria tales

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instalaciones fueron sujetas a problemas referentes a la repartición de

grupo, ahora generalmente funcionan bien o al menos adecuadamente.

Hay muchos pasos que deben tomarse en cuenta antes de realizar la

operación en la sala a continuación.

Apertura de las balas:

• El primer paso hacia la colocación de algodón en el proceso de

fabricación es la eliminación de las bandas o aros y ensacado

material de la bala.

• Esta práctica varía en todas las fábricas, pero el mejor método es

cortar las bandas, bajar el ensacado y permitir que el

de algodón en reposo durante algún tiempo.

Acondicionamiento:

• Acerca de 1 o 2 días de algodón se extiende en la tienda, la ventaja

de esta práctica es que las fibras de la bala se comprimido, que pierdan

ellos de esa presión.

• También es útil para la apertura y las máquinas pueden manejar

hasta un tercio más de algodón y hacer un buen trabajo.

Humedad:

• Otro factor que también es importante es la humedad que debe ser

cerca de 6-8.5% para un mejor giro.

• Debido a esto las fibras de algodón propagación obtienen la cantidad

necesaria de la humedad del aire.

Mezcla:

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• El proceso de mezcla de algodón ha sido tomado de diferentes áreas,

para producir una distribución uniforme de cada una en todo el lote

completo.

• Debido a la gran variedad de algodón, un molino rara vez pueden

obtener exactamente el algodón que desee. Un lote es poco bajo en el

grado, otro es un poco corto en el alimento básico.

• Algunas veces es posible comprar algodón mejor de lo que se

necesita a un precio atractivo.

2. ALIMENTO DE MATERIAL:

2.1.Materia Prima

El material de la fibra usada en el hilado, puede dividirse en tres

grupos:

El algodón de varios orígenes.

Fibras sintéticas, principalmente el poliéster y poliacrilonitrilo.

Fibras regeneradas (fibras viscosas).

Una clasificación adicional puede ser basada en el grado de

procesamiento previo:

Fibra en bruto, directo del alejamiento del hilado o lo hecho por el

hombre (fibra manufacturada).

Limpiar desechos como astillas, lo que puede caer, todo lo que sale

de la maquina de extracción o limpieza de Roving Frame, Ring

Spinning Machine, o una maquina de hilatura a rotor.

Fibras recicladas de desechos sucios en el blowroon (maquina de

limpieza) y Carding room (sala de carda).

Fibras extraídas de desechos pesados como el Roving, el Yarn

(alguna forma de hilar) y el twister Threads (hilar en forma de rosca),

enrolladamente.

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Mayormente el algodón en bruto y la fibra sintética son usadas, con

una pequeña proporción de desecho limpio y posiblemente algunos

fibras recicladas mezcladas con la materia prima.

2.2.Cantidad de desecho

Binder nos brinda la siguiente tabla por la cantidad de buna fibra

obtenida de desechos de material.

Desechos limpios Buena fibra (%)

Quebrados, arrancado de astillas 100

Filtrar deshechos 95-98

Cardador o peinador de deshechos 95-97

Desechos sucios

De las maquinas de apertura y limpieza 35-55

De las cardas 35-55

De la maquina filtradora de deshecho 65-80

Desecho pesado y fuerte

Roving 95-97

Rieter, indica (en porcentaje) la cantidad promedia de desecho en la

maquina de hilado de países industrializados como se muestra en el

cuadro por la cantidad de buena fibra obtenible de desechos de

material.

Tabla N° 1: Porcentaje de desechos en máquina de hilados en países

industrializados

Máquinas ALGODÓN (LONGITUD) SINTETICA

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1“ 1 1/6” 1 1/8” 1 1/2”

Ring spin 1.5 2.2 2.7 3 2.2

Roving frame 1 1 1 1 1

Drawfrane per

passge

0.6 0.6 0.6 0.6 0.6

Comber 12 15 17 19 -----

Ribbon lap 1 1 1 1 -----

Oliver lap 0.5 0.5 0.5 0.5 -----

Card 5 3.8 3.1 2.8 0.6

Blowroom 6 5 4 3 0.5

2.3.Desechos mezclados:

Esto seria aparente que las fibras brutas son comúnmente mejores que

las fibras de desechos, porque contienen fibras procesadas y como

resultado son arduamente forzadas. Además, dado que las fibras de

desechos han experimentado diferentes procesos en la máquina,

difieren en sus características. Por ejemplo, lo que cae del hilo es

fuertemente comprimido pero el desecho de hilo de un sistema de

succión experimenta casi nada de compresión. Se debería evitar a todo

costo la reintroducción de la fibra (material), tanto al azar como la

incontrolada, al normal proceso de hilado, dado que resulta en una

considerable variación en la cuenta y en la calidad. Es preferible que un

porcentaje constante y fijo de los desechos de fibra sea agregado a la

mezcla de fibra; y dentro de ese porcentaje fijo debe haber porcentajes

constantes y fijos de desechos de fibras de diferentes tipos.

Todos los desechos limpios que surjan en el hilado pueden ser

ingresados en la misma mezcla de la cual salieron o surgieron. El

peinador de desechos se usa mayormente en el rotor en la máquina de

hilatura, las fibras recicladas pueden ser reingresadas en cantidades

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limitadas a la mezcla de la cual surgieron. Schubert y Salzer dan la

siguiente figura para el reingreso de fibras recicladas:

Ring Spun Yarn

Carded arriba de 5%

Comped arriba de 2.5%

Rotor Yarns

Grueso arriba del 20%

Mediano arriba de 10%

Fino arriba del 5%

Con respeto a las fibras de desechos fuertes, generalmente se usan

solamente las del Roving. Si es que se usan, las fibras no son

reingresadas a la mezcla de la cual surgieron sino a una de menor

calidad y solamente en mínimas cantidades.

2.4.Material de bala o fardo

La producción de un producto homogéneo del material de una fibra no

homogénea requiere de una mixtura o mezcla de fibras de diversos

fardos o balas. En la práctica es tomada o sacada de 20 a 48 fardos de

algodón simultáneamente; con fibras sintéticas de 6-12 balas. La

extracción simultánea de agrupamiento de más de 48 balas o fardos es

raramente utilizada, porque usualmente no hay espacio para los

componentes de mezcla adicionales en la cámara de mezclas del fardo

o bala abridora o en la mezcladora sin disturbios en la distribución. Por

otro lado, la constancia de la mezcla puede ser mejorada si se ejerce

cuidado con respeto a la homogeneidad, al momento de separar las

balas en sus diferentes etapas. Las balas pueden ser elegidas de tal

forma que constantes valores de promedio son obtenidos, por ejemplo:

para la longitud, finura y/o fuerza, dentro de predeterminados límites

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inferiores y superiores. Para lograr esto, se debe saber la calidad de

cada bala.

2.5.Aclimatación de la materia prima

La temperatura del aire en el blowroom debe ser mayor de 23ºC con

una humedad relativa entre un rango de 45-50 %. La excesiva

humedad genera un pobre proceso de limpieza de fibra y un clima muy

seco, resulta fibras dañadas. Se debe tener presente que no importa la

condición del aire, sino la de la fibra. Se asume que las fibras se

adaptan a las condiciones del aire. Para que eso suceda la fibra debe

estar expuesta al aire por un periodo apropiado. Esto no se realiza si el

algodón o, peor todavía, fibra sintética son sacados del almacén frió de

materia prima y procesados al momento de ser dispuestos por el suelo

de extracción.

Las balas de algodón deben ser dejados en el blowroom(Apertura de

limpieza) en una condición abierta por lo menos 24 horas antes de que

empiece la extracción, mejor seria si están 48 horas antes. Las fibras

sintéticas deben ser dejadas 24 horas más que las balas de algodón,

pero no en una condición abierta. Esto permite al fardo calentarse, de

otra forma la condensación formara o tendrá lugar en la superficie de

las fibras. El sistema o mecanismo de transporte neumáticos sirve

también para la ayuda en la aclimatación. En tales mecanismos los

relativamente pequeños agrupamientos son continuamente sujetos a

corrientes de aire en los conductos de transporte.

3. LA INSTALACIÓN DEL BLOWROOM COMO UNA SECUENCIA DE

MAQUINAS

3.1.LA NECESIDAD PARA VARIOS TIPOS DE MAQUINA:

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En el procesamiento del material son necesarios diferentes tipos de

maquinas, principalmente los idóneos para aperturar (for opening), para

limpiar (for clearing), para mezclar (for blending). También se requieren

diversas intensidades de procesos porque los copos de agrupamiento se

empequeñecen continuamente a medida que van pasando de una a

otra. Por lo tanto mientras que un grupo de limpieza áspero es ideal

luego de la apertura de la bala por ejemplo, es inusable al final de la

línea.

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4. LOS COMPONENTES DE MAQUINAS DE LA SALA DE APERTURA Y

LIMPIEZA

4.1.DISPOSITIVOS DE ALIMENTACIÓN

La alimentación de materiales hacia los rodillos de aperturas ocurre en

vuelo libre (suave, pero menos intenso al trato de la fibra) o en

condiciones ajustadas (intensiva, pero un tratamiento menos

generoso).

El vuelo libre requiere sólo de un conducto de salida, un tubo de

succión o un vértice de transporte de los rodillos; una alimentación en

condiciones ajustadas demanda los componentes mecánicos

especiales. Básicamente, los dispositivos de alimentación pueden ser

distinguidos acordemente al cual pertenecen: Dos cilindros operativos

de compresión, un rodillo de alimentación y una plataforma de

alimentación; un rodillo de alimentación y pedales.

Operar con dos cilindros de compresión (fig. 8) da el mejor avance,

pero desafortunadamente también la mayor distancia de compresión

(a) entre los cilindros y los elementos batidores.

FIG. 8. ABRAZADERAS CILÍNDRICAS

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En un dispositivo que tiene un cilindro de alimentación y una plataforma

(fig. 9), la distancia de compresión (a) puede ser muy pequeña, esto da

como resultado un intensa apertura. Sin embargo, la compresión del

todo es pobre cuando el rodillo tan solo presiona el punto más alto de

la trama. Los lugares más delgados de la trama pueden ser retirados

por los batidores.

FIG. 9. RODILLO CILÍNDRICO

Cuando los pedales son usados (fig. 10), la plataforma está dividida en

muchas secciones, cada una presiona individualmente a la trama

contra el rodillo. Esto es una compresión segura con una pequeña

distancia de compresión.

La importancia en el sistema de alimentación de la apertura y limpieza

sólo radica en el tipo de compresión, principalmente la distancia de

compresión (a) a los elementos abridores.

FIG. 10. RODILLO Y PEDALES

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4.2.DISPOSITIVOS DE APERTURA

4.2.1. Clasificación

La gran mayoría de los dispositivos de operación de las máquinas

del blowroom funcionan como dispositivos de “apertura”. Sólo en

cooperación con los aparatos de limpieza puede ser que éstos

funcionen como unidades de limpieza. Por consiguiente, éstos

son diseñados para operar en máquinas de apertura y limpieza.

Las unidades de apertura pueden ser clasificados como: telera

sinfín, asidora, ensambles rotativos. Dependiendo del diseño,

construcción y ajuste, estas unidades ejercen enorme influencia

en todo el proceso.

4.2.2. Implementos de la telera sinfín (telera con púas)

Las teleras con púas sirven como implementos cursores y

abridores en las abridoras de balas y cargadora automática con

tolva. Consiste de listones o fajas unidas circularmente con barras

transversales a intervalos cortos. Las barras son de madera o

plástico. Las púas de acero están dispuestas en la barra en un

ángulo y a mayor o menor espacio.

FIG. 11. TELERA CON PÚAS

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Debido a su disposición, las teleras inclinadas alimentan el

material ascendiendo a un ángulo. Los materiales son llevados

por las púas que penetran en la materia prima. La apertura es

obtenido dado que en la parte superior de la telera existe un

contrarodillo rotativo, también con púas y localizado muy junto a

la telera, este rodillo parte en tiras el material de la telera.

La contraoperación de los dos sistemas de púas causa que las

flocas estén apelambradas. La intensidad de la acción de la

apertura depende de la distancia entre los dispositivos, relación

de la velocidad, la superficie total de trabajo y número de puntos.

Los efectos de apertura pueden incrementarse con la disposición

entre las púas. Dichas ya no son dispuestas en filas ni extraen el

material en líneas rectas. La apertura en la telera es siempre

suave, aun cuando es muy intensa.

Efecto del mezclado y paso por el rodillo

Las teleras son usualmente localizadas en las tolvas. Debido a

que tan sólo una pequeña parte del material-las flocas más

pequeñas- pueden pasar a través de pequeños espacios del

sistema de púas, la mayor parte es continuamente lanzado y

regresado a la tolva y retornadas otra vez de allí por la telera

inclinada. Una continua rotación se forma en la tolva y esto

provoca efectos positivos y negativos. Por un lado, la rotación

permite una buena mezcla y por el otro, se forman neps. Ambos

efectos se vuelven más notorios cuando la cantidad de material

en la tolva aumenta.

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4.2.3. Elementos de agarre

Algunos manufactureros como Schubert, Sulzer y Trüzchler han

usado y continúan usando los muelles abridores para la apertura.

Dos sistemas, mirándose uno con otro, como las garras de una

tenaza, son dejados en la alimentación del material y luego son

cerrados antes de ser levantados. Éstos empuñan el material

como dedos. Este tipo de transporte de material es el más suave

de todos los métodos de apertura, pero dan mayormente trozos

largos a muy largos de tamaño desigual.

FIG. 13. ELEMENTOS DE AGARRE

4.2.4. Dispositivo rotativo

Rodillos con dientes o púas (fig. 14)

Las barras planas, ovaladas o curvas están soldadas,

remachadas, o enroscadas en los cilindros, las barras planas y

ovaladas están aseguradas con el lado más angosto, mirando

hacia la dirección de rotación. Los rodillos son llamados batidoras.

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Se usan también varios espaciados de batidores. Estos

dispositivos son incorporados son incorporados principalmente en

los modernos limpiadores horizontales, conductos de

alimentación, abridores y mezcladores de balas, limpiadores

escalonados, etc., los cuales son localizados desde el principio a

la mitad de la línea de la sala de apertura y limpieza. Al comienzo

de la línea, el espaciamiento de los batidores en el rodillo es

grande, luego se va haciendo más fino desde el medio hasta el

final de la línea. El rango de velocidad es de 600 a 1000 rpm.

FIG. 14. RODILLOS CON DIENTES O PÚAS

Tambores con dientes y púas

Las partes cilíndricas son similares a aquellas en los rodillos con

púas, pero tienen mayores diámetros de 600mmm y más. Los

elementos batidores son generalmente del mismo tipo, pero

algunas veces estos difieren. En muchos diseños, los discos

llevados en el eje son usados en lugar de cuerpos cilíndricos. En

su periferia exterior, los discos contienen púas batidoras en forma

de barras soldadas o remachadas exteriormente. Los discos son

mantenidos a un espacio deseado mediante intervención de

collares.

En todos los ensamblajes de apertura, es importante evadir

materiales removidos de la telera alimentadora en tiras. Para este

propósito, los dientes o púas son usualmente diseñados para

variar sus ángulos.

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El espacio de los elementos de batido en los tambores son

grandes, cuando los tambores son designados para un uso al

principio del proceso (limpiador monocíclico Rieter, por ejemplo) y

fino cuando los tambores son designados para un uso en el medio

o hacia el final de la línea (por ejemplo como el limpiador espín).

El rango de rotación varía entre 400 a 800 rpm y los dispositivos

pueden ser arrojados en forma paralela o en ángulos rectos en la

dirección de entrada del material.

FIG. 15. TAMBOR CON DIENTES O PÚAS

Rodillos con discos dentados (fig. 16)

En contraste con los roidillos de púas o tambores, que tienen

elementos cuadrilátero o redondeados, las unidades de discos

dentados tienen picos triangulares (dientes de sierra gruesos), el

dispositivo completo de apertura esta hecho de muchos de

aquellos discos dentados, asegurados a un eje, con una

apropiada distancia entre las piezas. En este caso también la

remoción del material en tiras puede ser evitado.

En los discos dentados, los dientes generalmente son de forma

asimétrica, dado que éstos tienen que operar sólo en una

dirección y por eso sólo rotan en un sentido.

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FIG. 16. RODILLOS CON DISCOS DENTADOS

Las máquinas abridoras automáticas de balas generalmente

requieren de arreglos alternos, ya que en muchos casos éstos se

mueven hacia delante y atrás, esto es la dirección del movimiento

y la remoción del material del material varía. El rodillo de

extracción del material debería entonces rotar algunas veces en

una dirección y algunas veces en otra. Si solamente un rodillo es

usado, entonces éste debe tener dientes simétricos que son

efectivos en ambas direcciones. Estos requerimientos pueden ser

satisfechos si es que los elementos están formados por dientes

dobles (fig. 17).

Los rodillos con discos dentados pertenecen al centro de la línea

del blowroom, excepto todos aquellos incluidos en las abridoras

de balas.

FIG. 17. RODILLO CON DISCO Y CON BORDE DE DOBLE FILO

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Rodillos de cardado

No solamente la cantidad de suciedad del algodón se ha

incrementado grandemente en las pasadas décadas, las

impurezas se han convertido regularmente más pequeñas en un

fuerte desmotado. Consecuentemente, éstas son más difíciles de

remover. Si la máquina tiene que eliminar aun las más pequeñas

partículas, entonces más superficies de flocas deben ser creadas,

aun antes, los materiales deben ser abiertos a flocas

sustancialmente más pequeñas. Esto no es posible con los

dispositivos de apertura descritos anteriormente; son necesarios

espacios significativamente más finos de los elementos para este

propósito, por ejemplo.

Como resultado se vuelve necesario muchos años atrás, integrar

el tomador, esto es un rodillo de carda, en el salón de apertura y

limpieza. Este rodillo da una apertura más fina y con mayor

limpieza; pero tensa la fibra más fuertemente. Regular la

velocidad de rotación y hacer ajustes, demanda “tacto” para la

operación.

El tipo de revestimiento corresponde aproximadamente al de la

carda, con espacio de 6 a 8,5mm, y una altura de 4,5 o 5mm y

alrededor de 6 a 8 VPP.

La púa es asegurado del mismo que el tomador. La velocidad de

rotación oscila entre 600 a 1000 RPM. Los rodillos de carda son

usados en el final de línea.

FIG. 16. RODILLO DE CARDADO

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Brazos batidores (reglas batidoras múltiples)

Las reglas batidoras múltiples, consisten principalmente de 2 a 3

barras batidoras dispuestas paralelamente al eje del soporte y

sostenido por 4 o 5 brazos de hierro fundido. En el curso de

rotación del eje, la proyección del velo de los rodillos de

alimentación está sujeta a 2 ó 3 soplados durante todo su

recorrido. Es pequeño el efecto de apertura, y en consecuencia el

efecto de limpieza.

FIG. 19. BATIDOR MÚLTIPLE

Esta máquina es poco usada hoy en día; si la encontramos ahora,

es solamente en la forma de doble batidora del batán.

Batidoras de barras con púas batidores Kirschner

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Estas máquinas son similares a las reglas batidoras múltiples,

pero en vez de barras batidoras se usan las barras con púas

(reglas de madera con púas) que son aseguradas al final de los

brazos de hierro fundido. El batidor Kirschner peina a través del

velo a una velocidad de 800 a 900 RPM. El ángulo de penetración

relativamente alto, da una buena apertura. Los batidores

Kirschner son por eso usados frecuentemente en la última

posición de apertura en la línea del blowroom, ya que una buena

pre-apertura del material, permite una suave apertura en el taker-

in de la carda.

La eficiente limpieza del batidor Kirschner es alta pero

desafortunadamente produce también la eliminación de fibra.

Algunos operarios han reemplazado la rejilla de la batidora

Kirschner por un plato guía; la máquina resultante es una

abridora, pero ya no una limpiadora.

FIG. 20. BATIDOR DE BARRAS CON PÚAS

Rodillos de barras con púas (rodillos Kirscner) fig. 21

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Abridores modernos Kirschner son generalmente formados como

rodillos cercanos, más que como una batidora de triple armazón.

El diseño es más simple y las condiciones de flujo son más

favorables; en otros aspectos, éstos operan como batidores

Kirschner, pero usualmente tienen de 4 a 6 barras dentadas en

lugar de sólo 3.

FIG. 21. RODILLLO DE BARRAS CON PÚAS

4.3.LA REJILLA

4.3.1. La rejilla como dispositivo operacional

En el análisis final, es la rejilla o una estructura como rejilla bajo el

ensamblaje de apertura, que determina el nivel de desperdicio y

su composición en términos de impureza y fibra buena. Las rejillas

son dispositivos de formas segmentadas, bajo los ensamblajes de

apertura y consisten de muchas barras o reglas individualmente

poligonales con filo que juntas forman una canal. La rejilla

encierra al menos ¼ a lo más ¾ y usualmente 1/3 a ½ del

ensamblaje de apertura.

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La rejilla tiene una gran influencia en la vía de limpieza: la sección

de las barras, los efectos de rozamiento con los filos de las barras

poligonales, los ángulos ajustados de las barras relativas a los

elementos de apertura, el ancho de las rendijas entre las barras,

toda el área de superficie de la rejilla.

FIG. 22. DOS PARES DE REJILLA

4.3.2. Los elementos de la rejilla

Los siguientes elementos pueden ser ubicados en la rejilla:

Laminas acanaladas (a)

Láminas perforadas (b)

Barra de sección triangular (c)

Barras de ángulo (d)

Hojas cortantes (e)

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Estos pueden ser usados individualmente o en combinación, pero

las láminas acanaladas y perforadas, las cuales están ubicadas

formalmente bajo las cardas, son ahora usadas en un grado

decreciente. Las rejillas modernas, son generalmente hechas con

barras triangulares. Estas son robustas, fáciles de manipular y

dan un buen efecto de limpieza.

Lo mismo pasa con la lámina con hojas cortantes. Éstas han sido

usadas como elementos de la rejilla por largo tiempo, aún también

en combinación con las barras de sección triangular. Hoy en día,

las rejillas son hechas solamente con cuchillos cortantes sin

contar con otro tipo de elementos. Las barras en ángulos, son un

poco menos robustas y pueden tender a crear obstrucciones.

FIG. 23. LOS ELEMENTOS DE LA REJILLA

4.3.3. Cámara recolectora de desperdicios bajo la rejilla

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Las impurezas y la fibra, caen a través de las rendijas de la rejilla

y se acumulan en grandes cantidades en una cámara bajo ésta.

Los desperdicios solían ser periódicamente removidos en forma

manual, pero hoy en día son usados sistemas removedores

automáticos. A medida que los efectos de limpieza son

importantes, las modernas cámaras de desperdicios van

haciéndose elementos pasivos sin influencia en la operación. En

diseños más antiguos éstos participaban activamente y tenían la

posibilidad de dar una significativa influencia en los elementos,

permitiendo que parte del aire transportador conduzca las flocas

(el llamado aire secundario), a través de la cámara de

desperdicios de la rejilla. Tales sistemas imposibilitaron la mejora

de la interacción del aire conductor y el poder de la mezcla. Las

partículas pesadas podían ser eliminadas, contra el flujo de aire, a

través de los canales de la rejilla, dado al elevado valor de la

masa, comparado con su volumen. Las fibras, en cambio, eran

llevadas hacia arriba con el chorro de aire, dado su valor de masa,

comparado con su volumen. En nuestros días, este principio no

puede ser aplicado, por el pequeño tamaño de las materias

extrañas, que deben ser ahora eliminadas junto con las fibras.

Acordemente, ahora se usa la llamada cámara muestra: nada del

aire transportador pasa a través de la rendija de la rejilla.

4.3.4. Ajuste de la rejilla

La rejilla puede estar en una, dos o tres partes,

correspondientemente, puede ser ajustada como una unidad o en

secciones individuales. Tres ajustes básicos son posibles: la

distancia de la rejilla al batidor; el espesor de las ranuras entre las

barras (a= cerrado, b= abierto); ángulo relativo a la superficie del

batidor (c= agresivo, b= de refilón u oblicuo).

Raramente es posible hacer los tres ajustes: las máquinas son

generalmente diseñadas para hacer sólo dos.

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FIG. 24. AJUSTE DE LA REJILLA

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4.4. INTERACCIÓN DEL ENSAMBLAJE ALIMENTADOR, ELEMENTOS

DE APERTURA Y LA REJILLA

Las figuras 25 y 26 demuestran la influencia de los ajustes de estos

elementos:

Fig. 25, distancia entre el dispositivo de alimentación y la batidora (6).

Fig. 26, ancho de la abertura de la rejilla (2).

Fig. 27, velocidad de la batidora 740 RPM (7) (y el ángulo fijado de las

barras de las rejillas).

Fig. 28, velocidad de la batidora 550 RPM (7).

Las figuras no muestran el deterioro de las fibras o cualquier daño que

puedan haber sido causados. No obstante, las fijaciones muy finas y

velocidades de rotación altas pueden producir efectos muy negativos.

Por otro lado, el número de neps es sustancialmente afectado.

El diseño de las máquinas y sus componentes ejercen una fuerte

influencia en la formación de neps.

FIG. 25. INFLUENCIA DE LA DISTANCIADEL PEDAL ALIMENTADOR

EN LA PÉRDIDA DE ELIMINACIÓN

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FIG. 26. DEPENDENCIA DELA ELIMINACIÓN DE BASURA EN EL

ANCHO DE LA RENDIJA DE LA REJILLA (1 CERRADO, 4 ABIERTO)

A= PROPORCIÓN DE FIBRAS BUENAS; B= PROPORCIÓN DE

DESPEDICIOS

FIG. 27 DEPENDENCIA DE LA ELIMINACIÓN DE BASURA DEL

ÁNGULO DE LA REJILLA CON RESPECTO AL BATIDOR; I

PROPORCIÓN DE FIBRAS; PROPORCIÓN DE SUCIEDAD; III

PÉRDIDAD DEL TAMBOR DE FILTRO. (BATIDOR DE ROTACIÓN

740 RPM)

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FIG. 28. DEPENDENCIA DE LA ELIMINACIÓN DE BASURA DEL

ÁNGULO DE LA REJILLA CON RESPECTO AL BATIDOR. BATIDOR

DE ROTACIÓN 550RPM.

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4.5.POSIBLES ALTERNATIVAS DE LIMPIEZA

Con la posible excepción de la limpiadora a chorro de aire (fig. 29), no

hay otras alternativas comunes de limpieza mecánica en uso. El

limpiador a chorro de aire impide la inercia del material.

La limpiadora a chorro de aire de Platt Saco Lowell comprende dos

partes, rodillo de Kirschner como ensamblaje de apertura (y pre

limpieza) y la máquina a chorro de aire propiamente dicha mostrada en

la fig. 29 el algodón pasa desde el rodillo de Kirshcner en el ducto A. El

transporte de aire es sujeto primero a una aceleración debida a la

convergencia de los bordes del ducto, y a una corriente de aire

adicional creado por un ventilador (V).

FIG. 29. CORRIENTE DE AIRE LIMPIO

En la región c, toda la corriente de aire experimenta un cambio de

dirección de más de 90º hacia la torre E. Mientras las flocas

relativamente delgadas van cambiando su dirección; las partículas

extrañas más pesadas vuelan por un ducto de apertura hacia la región

C, a la cámara de desperdicios. Esta es una técnica de limpieza

extremadamente suave, pero requiere un nivel bajo de materiales

extraños menos capaces de flotar que las fibras, esto es, deben ser

sustancialmente más pesadas que las fibras.

Posibilidades de Limpieza de Contaminación en la Línea de

Preparación Blanca

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La firma Loptex ha desarrollado una nueva máquina para la detección y

remoción de materias contaminantes, y la cual usa tanto sensores

ópticos como acústicos con gran efectividad.

Dr. Hermann Spinner, de Loptex S.r.l., Montano Lucino, Italia

Máquina SORTER de Loptex

Desde hace unos 10 años se han propuesto máquinas para la

remoción de la contaminación en la línea de preparación. Todas estas

máquinas se han basado en la asunción de que los materiales foráneos

son diferentes al algodón en rama con respecto al color y brillantez.

Por lo tanto, todos los abastecedores de estas máquinas han usado

sensores ópticos. La contaminación se detecta al ser más oscura y por

consiguiente al absorber más luz.

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Máquina para la mezcla de fibra de algodón pre-abierto. Ésta es una

operación importante en la línea de limpieza del algodón. También

se utiliza para el mismo trabajo en fibra artificial similar al algodón.

Máquina comercializada por la firma SHANDONG WEICHAI.

Presentada en la Feria Internacional de Canton, China, 2000.

Esquema de una maquinaria

muy simple para la limpieza

de las impurezas

gruesas en la fibra de algodón.

Mediante centrifugación y

aire, extrae de la masa las

partículas más gruesas y las

que son más pesadas que el

algodón. Máquina comercializada por la firmaSHANDONG WEICHAI.

Presentada en la Feria Internacional de Canton, China, 2000.

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Otra máquina de limpieza de fibra, especial para extraer cualquier

cuerpo o partícula metálica, mediante un detector de metales y un

rápido mecanismo con imanes.

Dispositivo de detección de partículas metálicas y evacuación

automática de las materias contaminadas. Puede ser combinado

con un dispositivo de detección de incendio.

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Central de filtración con pre-filtro, tambor filtrante, ciclón y

compactador de polvos y desechos.

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Dispositivo de separación aire-fibra con separación del flujo de aire en

exceso.

4.6.FACTORES GENERALES QUE INFLUYEN EN LA APERTURA Y

LIMPIEZA

El grado de apertura, el grado de limpieza y la pérdida de fibra son

primordialmente dependientes unas con otra, y por lo tanto pueden ser

influenciadas por:

El tipo de dispositivo de apertura;

La velocidad del dispositivo de apertura;

El grado de penetración;

El tipo de alimentación;

El espacio entre la alimentadora y el dispositivo de apertura;

El tipo de parrilla;

El área de superficie de la parrilla;

El ajuste de la parrilla;

El chorro de aire a través de la parrilla;

Condiciones de pre-apertura;

El espesor de la trama alimentadora;

El material puesto.

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5. BIBLIOGRAFIA

Norman Hollen, Introducción a los textiles, editorial Mc Millan, año 1973

http://www.textilespanamericanos.com/Articles/2005/Enero/Articles/

Posibilidades_de_Limpieza_.html

http://www.edym.com/CD-tex/2p/matprim/cap06/cap06-1.htm

http://www.crosrolpacific.com/qhsb05.asp

http://www.laroche.fr/domaine-activite-accessoirescontrole.php?

pge=56&lang=es

http://www.rieter.com/cz/rikipedia/articles/technology-ofshort-staple-

spinning/cleaning/possibilities-for-cleaning/

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Monografía de la apertura y limpieza

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