procesos de fabricacion u5

8/15/2019 procesos de fabricacion u5

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE EL MANTE

• PROCESOS DE FABRICACION

TEMA:

• MAQUINADO POR CHORRO ABRASIVO

• M.D CARLOS G.MARTINEZ FLORES

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PROCESOS ESPECIALES DE MAQUINADO

El formado partes hechas de carburos y otrosmetales difíciles de maquinar, se ha limitado por

muchos años al esmerilado con ruedas de

diamantes.

Debido al costo de las ruedas de diamante y el

tiempo requerido para esmerilar, se ha efectuado

mucho esfuerzo hacia el desarrollo de métodos mas

económicos.

Se encuentran actualmente no menos de cuatro

métodos fundamentales de maquinado, siendo

estos mecánico, químico, electroquímico, ytermoeléctricos.


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MAQUINADO POR CHORRO ABRASIVO

• Es un proceso mecánico por el corte de materiales duros y

quebradizos, esto es similar a una ráfaga de arena, utilizando

pequeña partículas muy finas y control de cierre a baja

velocidad.

• La acción

de corte se

muestra enla siguiente

figura:


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• Por medio del aire o CO2 se llevan las partículas

abrasivas que chocan en la pieza a velocidades

alrededor de 900 a 18000 m/min.

• Este se utiliza para el corte, polvos de oxido de

aluminio o carburo de silicio, mientras que los polvos

ligeros como la delimita o bicarbonato de sodio, se

usan para limpieza, grabado y pulido.

• Los polvos no son recirculados a causa de posible

contaminación lo cual es apto a la obstrucción delsistema.

• El maquinado con abrasivo a chorro corta materiales

frágiles sin dañarlos.


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Otros usos incluyen vidrio escarchado, remoción de óxidos ensuperficies metálicas, rebabeado, grabado de moldes,

taladrado y corte de secciones finas de metal, corte y moldeo

de materiales cristalinos.

• Este no es adecuado para el corte de materiales blandos

porque las partículas abrasivas tienden a embutirse


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• En este maquinado se dirige un chorro de alta

velocidad de aire seco, nitrógeno o bióxido de

carbono, que contiene partículas abrasivas, contra la

superficie de la pieza de trabajo en condiciones

controladas.

• El impacto de las partículas desarrollan una fuerza

suficiente concentrada para realizar operaciones

como; corte de pequeños orificios, ranuras o patrones

intrincados en materiales metálicos y no metálicos muy

duros o incluso frágiles.

• Se muestra en la sig. Figura;


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• La presión del gas de suministro es de orden de 850

Kpa, la velocidad del chorro abrasivo puede ser

hasta de 300 m/s y se controla por medio de una

válvula.

• Por lo general la boquillas se fabrican con carburo

de tungsteno o con safiro, los cuales tienen resistenciaal desgaste abrasivo.

• Como el flujo de los abrasivos tienden a redondear

las esquinas, deben evitarse las esquinas agudas en

el diseño para el maquinado por chorro abrasivo.


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• Un abrasivo:

• Es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre otros

materiales con diferentes clases de esfuerzo mecánicotriturado, molienda, corte, pulido.

• Es de elevada dureza y se emplea en todo tipo de procesos

industriales y artesanos


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CLASES DE ABRASIVOS:

•

Hay dos clases de abrasivos:1. Los naturales, que son: • El cuarzo es anhídrido silícico y se utiliza en forma de

arena o en forma de piedra arenosa o asperón.

• El esmeril está formado de un 50-65% de alúmina quees el elemento cortante y el resto son impurezas de

óxido de hierro, sílice y cromo, se emplea pulverizadopara la fabricación de lijas.

.


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• El corindón está formado de un 70-75% dealúmina, es más duro que el esmeril y demejor calidad.

• El diamante es carbono puro cristalizado y se

utiliza en la fabricación de muelas

diamantadas


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• 2. Artificiales:

• El corindón artificial o alumdum, se obtiene a partir de la bauxita por fusión a400°C y se obtenemos este abrasivo que contiene del 75-85% de alúmina.

• El corindón blanco de mayor dureza se obtiene por fusión se la alúmina

pura.

El carborundum es el nombre comercial del carburo de silicio y se obtiene a

2200°C carbón de cock, arena silícea, cloruro sódico y serrín, es el

abrasivo más duro que se conoce.


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MAQUINAS PARA EL MECANIZADO POR ABRASIVOS:

• Las esmeriladoras: Son máquinas muy sencillas, compuestas casi exclusivamente por las

muelas y un motor que las acciona. Pueden ser fijas y portátiles. Las fijas

se emplean para desbarbar o para dar formas rudimentarias para piezas

sin presión y las portátiles se emplean exclusivamente para desbarbar.• Las afiladoras:

Son similares a las esmeriladoras, pero dotadas de una mesa montada

sobre un pedestal y que desliza por unas guías verticales de éste.

• Las rectificadoras:Son máquinas de alta precisión empleadas para rectificar

a las medidas exactas piezas mecanizadas con otras máquinas

herramientas.


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APLICACIONES DE LOS ABRASIVOS

• 1. Chorros de arena:

Son aparatos compuestos de un depósito para la arena cuyo fondo

cónico está unido a un tubo por el que circula una corriente de aire

a presión que arrastra granos de arena del depósito y losproyecta sobre la pieza que se trabaja conducidos por una banda

elástica que termina en una boquilla manejada por el operario.

Las arenas son generalmente silíceas pero también se emplean

granos de corindón. Tiene una gran aplicación industrial para la

limpieza y preparación se piezas.


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• 2. Muelas:Son las herramientas de corte formadas por materiales

abrasivos cuyos filos son los granos de éste y actúan generalmente algirar la muela a gran velocidad. Se utiliza para desbastar o rebajar

piezas en trabajo de poca precisión, para afilar herramientas

restableciendo sus filos y ángulos de corte, para rectificar o afinar

piezas de elevado grado de precisión y para trozar(cortar) materialesduros.

• Hay muelas naturales o de agua son piedras de arenisca o asperón

cortadas en forma de disco, y las muelas artificiales que son las más

utilizadas se fabrican de acuerdo a las necesidades específicas de su

aplicación


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•Sus propiedades de las muelas quedan definidas por 4 características:

• Clase de abrasivo.

• Tamaño de grano.

• Grado de dureza. • Clase de aglomerado y estructura.

• Los abrasivos no naturales más utilizados son: el corindón artificial denominado por la

letra A, y el carborundum denominado por Ccf


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La mayoría de los procesos tradicionales de maquinado quitan

material formando

virutas, o lo hacen por abrasión. No obstante, existen numerosos

casos en que estos procesos no son satisfactorios o simplemente

no son posibles por alguna de las siguientes razones:

• El material tiene dureza o resistencia muy elevada, o el mismoes demasiado frágil

• La pieza es demasiado flexible o resulta difícil sujetar las partes

• La forma de la pieza es compleja


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• El acabado superficial y la tolerancia dimensional sonmuy rigurosos

• El aumento de la temperatura y los esfuerzos

residuales en la pieza no son deseables ni aceptables.

Dado que el uso de procesos avanzados de maquinado

ofrece mayores ventajas

técnicas y económicas que los convencionales, se

procederá a describir el método avanzado delmaquinado con chorro de agua.


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•

El corte con chorro deagua usa una corrientefina de agua a altapresión y velocidaddirigida hacia la superficie

de trabajo para producirun corte. Para ésteproceso también se utilizael nombre maquinadohidrodinámico.

El chorro funciona como

una sierra y corta una

ranura angosta en la pieza.


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Este haz de agua es capaz de cortar una gran

variedad de materiales. Los materiales blandos comolas gomas, espumas, compuestos para las juntas de

automoción, fibras de pañales e incluso los alimentos

se pueden cortar solamente con agua a alta presión.

En este caso solo utilizamos la energía cinética del

agua para producir el corte


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Para obtener un chorro fino de agua se utiliza una

pequeña abertura de boquilla con diámetro de 0.1 a 0.4mm. Para proporcionar al chorro una energía suficiente

para poder cortar, se usan presiones hasta de 400 MPa y

el chorro alcanza velocidades hasta de 900 m/s. en una

bomba hidráulica que presuriza el fluido al nivel deseado.


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La unidad de boquilla consiste en un soporte

hecho de acero inoxidable y una boquilla de zafiro,rubí o diamante. El diamante dura más, pero es el

más costoso

En el maquinado deben usarse sistemas de

filtración para separar las virutas

producidas durante el proceso. Los fluidos

de corte en ese sistema son soluciones depolímeros, las cuales se prefieren debido a

que tienden a producir una corriente

coherente.


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• La distancia de separación es a distancia entre la boquilla y la

superficie de trabajo. En general, se prefiere que esta distancia seamínima para reducir la dispersión de la corriente del fluido antes deque golpee la superficie. Una distancia de separación normal es de1/8 de In. (3.2 mm).

El tamaño del orificio de la boquillaafecta la precisión del corte; lasaberturas más pequeñas se usan paracortes más finos sobre materiales másdelgados.

Para cortar materia prima más gruesase requieren corrientes de chorro más

densas y mayores presiones.

Esta tecnología permite la colocación de varias capas una encima de

otra para cortarlas a la vez manteniendo las calidades de corte con

cierta homogeneidad, aumentando así en gran medida la

productividad del proceso.


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La velocidad de avance del corte se refiere a la velocidada la que se mueve la boquilla a lo largo de la trayectoriade corte.

La velocidad de avance típica varía desde 12 in/min(5mm/seg) hasta 1200 in/min (500mm/seg),dependiendo del material de trabajo y su grosor.


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Cuanto menor es el índice de

mecanizabilidad, más lento se hace el corte,

y cuanto mayor espesor también se reduce

la velocidad de corte.

Por lo general, se hace en forma automáticausando un control numérico computarizado

o robots industriales para manipulación de

la unidad de boquilla a lo largo de la

trayectoria deseada.


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Se usa en forma eficaz para obtener tirasde materia prima plana, como plásticos

textiles materiales compuestos mosaicos

para pisos alfombras piel y cartulinas.

Se han instalado celdas robóticas con

boquillas para maquinado con chorro de

agua ensambladas como herramienta de

un robot para seguir patrones

tridimensionales de corte irregular, porejemplo para cortar y recortar tableros de

automóvil antes del ensamble.


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En estas aplicaciones, la ventaja es que la

superficie de trabajo no se tritura ni quemacomo en otros procesos mecánicos o

térmicos, en consecuencia, la pérdida de

material es mínima porque la ranura de corte

es estrecha, esto reduce la contaminación

ambiental y existe la facilidad de automatizarel proceso usando controles numéricos o

robots industriales.

Una limitación es que no es conveniente para

cortar materiales frágiles (por ejemplo, vidrio),

porque tiende a resquebrajarlos durante el

proceso.


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Corta formas casi netas de prácticamente

cualquier forma o complejidad de piezas

Piezas de tipo producción cuando resultan críticos

los recortes bajo tolerancias estrictas y complejas

Reduce el acabado secundario al

proporcionar piezas casi netas sin una zona

térmicamente afectada

En el 90% de los casos las piezas cortadas

por agua pueden tomarse como piezas

terminadas.


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1 - de alta presión de

entrada de agua

2 - joya (rubí o diamante)

3 - abrasivo (granate)

4 - tubo de mezcla

5 - la guardia

6 - chorro de agua

7 - el material cortado


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M.D. CARLOS GERARDO MARTINEZ FLORES


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La función básica

• Es unir dos o más partes entre sí para formarun conjunto o subconjunto completo. La uniónde las partes se puede lograr con soldadura de

arco o de gas, soldadura blanda o dura o conel uso de sujetadores mecánicos o deadhesivos.


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Sujeción mecánica

• Se puede lograr por medio de tornillos,remaches, roblones, pasadores, cuñas yuniones por ajuste a presión estos últimos se

consideran sempiternamente, las efectuadascon otros sujetadores mecánicos no sonpermanentes los mecánicos son más costosos

y requiere capacidad en la preparación departes por unir.


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Soldadura

Su importancia comercial y tecnológica se deriva de lossiguiente:

1. La soldadura proporciona unión permanente

2. La unión soldada puede ser más fuerte que los materialesoriginales.

3. En general, la soldadura es una forma más económica de unir

componentes, en términos de uso de materiales y costos defabricación.

4. La soldadura no se limita al ambiente de fábrica. Puede

realizarse en el campo.


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Tipos de Soldadura

Soldadura por fusión:

Estos procesos usan el calor para fundir losmateriales

base. En muchas operaciones de soldadura porfusión,

se añade un metal de aporte a la combinaciónfundida

para facilitar el proceso y aportar volumen y

resistencia a la unión soldada.


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Soldadura de estado sólido

Algunos procesos representativos de esteproceso son:

• Soldadura por difusión: las partes se colocan juntas bajo presión a una temperaturaelevada.

•

Soldadura por fricción: es un proceso similaral de difusión, solo que la temperatura seobtiene al friccionar las partes a unir.


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La Unión por Soladura

• La soldadura produce una conexión sólidaentre dos partes denominada unión porsoldadura, así es como se denomina a este

contacto de los bordes o superficies de laspartes que han sido unidas.


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La soldadura por resistencia

• Es principalmente un tipo de soldadura porfusión donde el calor se obtiene mediante lageneración de un gran resistencia eléctrica

dirigida hacia el flujo de corriente en la uniónque se va a soldar


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Uniones adhesivas

• El uso de adhesivos data de épocas antiguas, yel pegado fue probablemente el primero delos métodos de unión permanente utilizado.

Los adhesivos tienen un alto rango deaplicaciones de unión y sellado, para integrarmateriales similares y diferentes, como

metales, plásticos, cerámica, madera, papel ycartón entre otros.


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Principios

• 1. Se debe maximizar el área de contacto de launión

• 2. Los pegados son más fuertes en cizalla y en

tensión, y las uniones deben diseñarse paraque se apliquen tensiones de esos tipos.

• 3. Los pegados son más débiles en hendiduras

o desprendimientos, y deben diseñarse paraevitar este tipo de tensiones.


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Tipos de Adhesivos

• Los adhesivos naturales :son materiales derivados defuentes como plantas y animales, e incluyen las gomas,el almidón, la dextrina, el flúor de soya y el colágeno.

•Los adhesivos inorgánicos : se basan principalmenteen el silicio de sodio y el oxicloruro de magnesio,aunque el costo de estos es relativamente bajo, suresistencia es similar a los naturales.

• Los adhesivos sintéticos: constituyen la categoría másimportante en la manufactura; incluyen diversospolímeros termoplásticos y duroplásticos


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Métodos de aplicación de

adhesivos

• 1) Aplicación conbrocha

•

2) Rodillos manuales

• 3) Serigrafía

• 4) Por flujo

• 5) Por aspersión oatomización

• 6) Con aplicadoresautomáticos

• 7) Recubrimientomediante rodillo


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Ensamble Mecánico

Tornillos, Tuercas y Pernos

• Los tornillos y los pernos son sujetadores conroscas externas. Hay una diferencia técnica

entre un tornillo y un perno, que confrecuencia se confunde en el su uso popular.


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• Un tornillo es un sujetador con rosca externaque, por lo general, se ensambla en un orificioroscado ciego.

• Un perno es un sujetador con rosca externaque se inserta a través de orificios en las

partes y se asegura con una tuerca en el ladoopuesto.


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Otros sujetadores roscados

y equipo relacionad

• 1) Los insertos con tornillo de rosca son pernossin cabeza con rosca interna o rollos de alambrehechos para insertarse en un orificio sin rosca y

para aceptar un sujetador con rosca externa.

• 2) Los sujetadores roscados prisioneros son

sujetadores con rosca que han pre ensambladopermanentemente a una de las partes que se vana unir.


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Remaches y ojillos

• Los remaches son sujetadores que se utilizanampliamente para obtener una uniónpermanente en forma mecánica. Estos

remaches son una punta con cabeza y sinrosca que se usa para unir dos(o más) partes,la punta pasa a través de orificios en las partes

y después forma una segunda cabeza en lapunta del lado opuesto.


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Ajustes por interferencia

• Los ajustes de agarre automático son la uniónde dos partes, en las cuales los elementos quecoinciden poseen una interferencia temporal

mientras se oprimen juntos, pero una vez quese ensamblan se entrelazan para conservar elensamble.


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Existen otros ajustes por

interferencia como

• a) Puntillado : es una operación de sujeciónen a cual se usa una maquina que produce laspuntillas en forma de U de alambre de acero,

y de inmediato las inserta a través de las dospartes que se van a unir.

• b) Engrapado: son grapas en forma de U quese clavan a través de dos partes que se van aunir.


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• c) Cosido :es un método de unión común parapartes suaves y flexibles, tales como telas ypiel, el método implica el uso de un cordón o

hilo largo entrelazado con las partes paraproducir una costura continua entre ellas.


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Diseño para ensambles

En años recientes el diseño de ensambles harecibido

mucha atención, pero sus operaciones tienen unenorme costo de mano de obra, y para que el

diseñosea exitoso se plantean dos puntos sencillos:• 1) Diseñar el producto con la menor cantidad de

partes posibles• 2) Diseñar las partes restantes para que se

ensamblen con facilidad


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SOLDADURA CON ARCO

ELÉCTRICO

• La soldadura con arco eléctrico, SAC (arcwelding en inglés, AW), es un proceso de

soldadura en el cual la unión de las partes se

obtiene por fusión mediante el calor de unarco eléctrico entre un electrodo y el materialde trabajo.


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• Un arco eléctrico es una descarga de corrienteeléctrica a través de una separación en uncircuito. Se sostiene por la presencia de una

columna de gas térmicamente ionizada(denominada plasma) a través de la cual fluyela corriente. En un proceso de AW, el arcoeléctrico se inicia al acercar el electrodo a la

pieza de trabajo, después del contacto elelectrodo se separa rápidamente de la pieza auna distancia corta.


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• En la mayoría de los procesos de soldaduracon arco eléctrico, se agrega un metal deaporte durante la operación para aumentar el

volumen y fortalecer la unión soldada.Conforme el electrodo se mueve a lo largo dela unión, el pozo de metal fundido se

solidifica de inmediato.


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• El movimiento del electrodo se consigue ya seamediante una persona que solda (soldadura manual) opor medios mecánicos (soldadura con máquina,

soldadura automática o soldadura robótica).


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• Un aspecto problemático de la soldaduramanual con arco eléctrico es que la calidad dela unión fundida depende de la habilidad y

ética de trabajo del soldador. La productividadtambién es un aspecto de la soldadura conarco eléctrico.


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Procesos Regionales

Instituto Tecnológico Superior

de el Mante

M.D. CARLOS G.MARTINEZ FLORES


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INGENIO EL MANTE S.A DE C.V :.

• En 1928 se inicia el proyecto de un IngenioAzucarero, llevando por nombre Compañía

Azucarera del Mante, S.A. Siendo la compañíacontratista Fomento y Urbanización, S.A. deMéxico, D.F. Y Monterrey, N.L. quién construyó

los edificios y montó la maquinaria entre 1930-1931.Los constructores fueron, la compañíaFulton Iron Works Co. St. Louis, MD. E.U.A.


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la producción del azúcar

• La caña que abastece este Ingenio procede deejidatarios y pequeños productores, pertenecientes alDistrito de Riego No. 02 del Mante, Municipio de Cd.

Mante.

• En la refinería se produce azúcar 100% refinada con lasmejores normas de calidad, la cual se distribuyeprincipalmente a: Embotelladoras, Galleteros,

Chocolateros, Exportamos principalmente a E.U. paraempresas como PEPSICO para la elaboración decereales.

Ñ


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MANEJO DE CAÑA

• Para pesar camiones hay dos básculas electrónicas paracamión, dos de 80 tons. y una revuelta de 60 tons. Parael manejo de caña a granel en el batey, se cuenta conuna grúa estacionaria electrificada de 14 tons. que

descarga sobre un muro de contención de 30 mts.

• Para éstas maniobras se cuenta también con uncargador frontal de llantas de hule con aditamentos

para el manejo de la caña con capacidad de 200tons./hr. También la caña se descarga por medio de 2volteadores de hilo hidráulico con capacidad de 20tons.


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EQUIPO DE MOLIENDA

• La caña se prepara con 2 juegos de cuchillas de44 y 38 machetes respectivamente, cuenta conun tándem con capacidad de 6,000 tons. métricas

en 24 horas. compuesto de desmenuzadora de 6molinos de 24 mazas en total.

• El Tándem o equipo cuenta con 3 calderas de

vapor con capacidad de generación de 183,705toneladas por hora, utilizando como combustibleuna mezcla de combustóleo con bagazo.


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CLARIFICACION

• El guarapo se pesa en una báscula Metler Toledomodelo Jaguar automática digital de 2 tanques concapacidad de 5 tons. c/u que descargan a 2 tanquesincubadores con capacidad de 48,900 lts. c/u y 4clarificadores con capacidad total de 1´010,000 lts.


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Azúcar crudo

• EVAPORACION:

Un triple efecto con capacidad total de evaporación de 2,231 mts².

• TACHOS:

Una batería de 11 tachos de calandria destinados al trabajo deazúcar crudo.

• EQ. DE CONDENSACION Y VACIO:

Se cuenta con condensadores barométricos de chorro múltiple.

• CRISTALIZADORES:

20 cristalizadores tipo "U" abiertos de 37,500 lts. c/u.

REFINERIA y ALMACENAMIENTO DE


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REFINERIA y ALMACENAMIENTO DEAZUCAR

• Se sigue el proceso ácido fosfórico-cal y uso de carbónactivado vegetal en polvo desechable. El equipo derefinería está integrado por 2 tanques fundidores

cilíndricos verticales con agitadores de 5,000 lts. c/u.Tres tanques colchón, uno de 40,000 lts. y dos de16,700 lts.

• Existen 4 bodegas con capacidad total de 600,000sacos de 50 kg. c/u. El azúcar se envía a las bodegaspor medio de conductores de tablillas.


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tanques

TANQUES PARA MIELES:

• Para el almacenamiento demiel final se cuenta con un

tanque cilíndrico vertical confondo semiesférico construidode lámina de fierro concapacidad de 1´150,530 lts., ycon un tanque cilíndricovertical construido de láminade fierro dulce con capacidadde 10´000,000 lts.

TANQUES PARA PETROLEO:

• Es un tanque cilíndrico verticalcon lámina de fierro y

capacidad total de 2´100,852lts. un tanque subterráneo deconcreto con capacidad para110,000 lts. y un tanquecilíndrico de fierro concapacidad de 200,000 lts.


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DESTILERIA

• La fábrica de alcohol consta de un aparatoBarbet de 29,000 lts. de alcohol de 96° G.L.,

compuesto de 3 columnas. Para elalmacenamiento de alcohol consta de 6tanques con capacidad de 1´292,778 lts., dos

tanques para almacenamiento de cabezas ycolas de 3,006 y 2,004 lts. respectivamente.

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