Date post: | 27-Nov-2023 |
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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE IRAPUATO
ESTUDIOS CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL
NUMERO 11-0065
“OPTIMIZACIÓN DE TIEMPO EN EL PROCESO DE SECADO DE RESINAS POLIMÉRICAS EN NIFCO CENTRAL MEXICO”
OPCIÓN III: PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
INGENIERO BIOQUÍMICO
PRESENTA:
MIGUEL ÁNGEL SALOMÓN NEGRETE
ASESOR INTERNO: M.C. JOSÉ LUIS SOTO ALCOCER
ASESOR EXTERNO: ING. JOSÉ ANTONIO FÉLIX SANDOVAL
IRAPUATO, GTO. NOVIEMBRE 2014
I
“Nunca consideres el estudio como una obligación,
sino como una oportunidad para penetrar en el
bello y maravilloso mundo del saber.”
Albert Einstein
II
AGRADECIMIENTOSEn primer lugar a mi hermanas Gloria y Samara de apellidos Salomón Negrete
que me apoyaron por sobre todas las cosas en mi camino a lo largo de estos no
solo 5 años universitarios, sino de todos mis 23 años de vida. A mi madre la Sr.
Gloria Virginia Negrete Velásquez por darme el regalo más grande, la Vida así
como a mi difunto padre Notario Público W. Miguel Salomón Salazar por ser
siempre un ejemplo en mi vida.
Al Instituto Tecnológico Superior de Irapuato por ser una gran institución
académica y apoyarme en mi formación universitaria así como proporcionarme
excelentes maestros para mi edificación como ingeniero Bioquímico.
Agradezco a mi asesor el Ing. José Luis Soto Alcocer por el apoyo brindado a lo
largo de este año de investigación.
A la empresa Nifco Central México primeramente por haberme seleccionado como
su becario y haberme proporcionado la confianza de desarrollar un proyecto de
investigación que favoreciera a las dos partes interesadas y haber facilitado todos
y cada uno de los medios necesarios para este trabajo.
A todos los profesores que nos brindaron sus enseñanzas y formaron parte
fundamental en nuestra estancia en el ITESI, en especial a mi asesor el Ing. José
Luis Soto Alcocer por su sapiencia y facilidad enseñar las operaciones unitarias, al
Ing. José de Jesús Segoviano Garfias por ser un gran maestro en los fenómenos
de transporte y su labor en la investigación, al Ing. Alberto Ayala Islas por su gran
aporte en mi formación en la química orgánica y analítica, la estadística y el
tratamiento de los residuos sólidos y más materias que bajo su catedra ayudaron a
mí y a las generaciones a comprenderla. A la maestra Claudia Armas Garfias por
su esmero y consejos para conocer y afrontar la vida laboral.
III
DEDICATORIASPrimeramente a mi padre q.e.p.d. Notario Wenceslao Miguel Salomón Salazar por
ser mi mayor inspiración de superación al dejarme lo mejor que cualquier padre
puede dejar, su ejemplo.
A mis hermanas que apoyaron mi formación académica ininterrumpidamente y
desde su comienzo brindando todo lo necesario desde motivación, confianza y
convicción de convertirme en el ingeniero que deseo desde que irrumpí en esta,
para mí la más maravillosa y oportuna carrera.
A mí amada novia la Lic. Reyna Viridiana Vez Piña por su constante motivación en
mi carrera, por acompañarme todos estos años de estudio desde la preparatoria
hasta la culminación de mis estudios universitarios en ingeniería y por estar
siempre en cada etapa de mi vida.
A mis amigos los futuros ingenieros Francisco Segovia del IPN, Hugo Álvarez y
Miguel Ramírez del ITESI por ser siempre un desahogo de entretenimiento,
recreamiento y convivencia sin cansancio en estos años de carrera y desde la
EPI.
A la investigación y a todas las generaciones que prosiguen para que visualicen y
sientan que cualquier trabajo es posible, sino, no tendría existencia. El secreto
puede estar en no asustarse de afrontarlo, incluso antes de afrontarlo por miedos
o falta de capacidad y que no hay mayor impedimento que el que uno se crea, si
hace falta aprender algo para afrontar el reto… se aprende, si hace falta conseguir
algo, se consigue. Todos los retos presentados son posibles de realizar, unos
tardarán más tiempo que otros pero la humanidad será eterna.
A todos ellos va dedicado este trabajo el cual no tuvo mayor inconveniente para mi
persona gracias mi edificación, en la cual todas las personas mencionadas
tuvieron una participación muy importante.
IV
RESUMENEn este trabajo se fundamenta en la determinación profesional de los parámetros
de secado de 3 resinas poliméricas las cuales se componen de poliamida, nylon y
polipropileno. Los parámetros de interés en este trabajo son el tiempo y la
temperatura para la diferente naturaleza de la resina.
Estos tres parámetros ya se encuentran establecidos por Nifco Central México
pero al ser una empresa preocupada por la mejora continua busca establecer
mejores parámetros que se enfoquen en ahorro energético, calidad y tiempo.
La parte más importante de la investigación se centrará en determinar si es viable
reducir el tiempo de secado de las resinas antes mencionadas, utilizado por Nifco
Central México (NCM) el cual está establecido en 240 min y 80°C.
Se evaluaron diferentes combinaciones a lo largo de este proyecto y se evaluaron
posibles mejoras que salieron de experimentos previos quedando pocas
alternativas pero muy viables pues al final del proyecto se logró conseguir una
mejora en varios aspectos después de más de 2 meses de investigación pura.
La investigación realizada fue satisfactoria y se logró reducir los tiempos de
secado de las resinas, en algunos casos en más del 40% utilizando una
temperatura mayor pero no en exceso superior que pudiera ocasionar cambios
moleculares de importancia para la operación subsecuente de moldeo, en el cual
se fabrican las piezas que serán ensambladas en los automóviles.
Fue de suma importancia garantizar que el proceso nuevamente establecido no
sufriera ningún cambio en la calidad de los productos terminados por ser un
proceso automotriz que necesita la más alta calidad.
V
INDICE GENERALAGRADECIMIENTOS.......................................................................................... III
DEDICATORIAS..................................................................................................IV
RESUMEN............................................................................................................V
INDICE DE FIGURAS..........................................................................................IX
INDICE DE TABLAS.............................................................................................X
INDICE DE GRÁFICAS......................................................................................XII
INTRODUCCIÓN..................................................................................................1
CAPITULO 1............................................................................................................2
GENERALIDADES...................................................................................................2
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.........................................................3
1.2 OBJETIVO GENERAL....................................................................................3
1.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.....................................................................3
1.3 JUSTIFICACIÓN.............................................................................................4
CAPITULO 2............................................................................................................5
MARCO TEORICO...................................................................................................5
2.1 ANTECEDENTES...........................................................................................6
2.2 Secado.........................................................................................................6
2.3 Transferencia de calor.................................................................................7
2.3.1 Convección...............................................................................................7
2.3.2 Conducción...............................................................................................7
2.3.3 Radiación..................................................................................................7
2.4 Métodos de secado.....................................................................................8
2.4.1 Secador de charolas.................................................................................9
2.4.2 Secado por estufa de vacío....................................................................11
2.4.3 Secado por termobalanza.......................................................................12
2.5 Ecuaciones para el contenido de humedad de un sólido...........................14
2.5.1 Contenido de humedad en base húmeda...............................................14
2.5.2 Contenido de humedad en base seca....................................................14
2.5.3 Operación de secado..............................................................................15
VI
2.6 Pruebas de secado y curvas de secado....................................................15
2.7 Polímeros...................................................................................................17
2.7.1 Polimerización........................................................................................17
2.7.2 Propiedades............................................................................................17
2.7.3 Clasificación............................................................................................18
2.8 Materiales higroscópicos...........................................................................20
2.9 Industria automotriz...................................................................................20
2.9.1 Industria automotriz en México...............................................................21
2.9.1.1 Datos generales...................................................................................21
2.9.2 Nifco Central México (NCM)...................................................................21
2.9.2.1 Narratología de la empresa.................................................................22
2.9.2.2 Misión..................................................................................................22
2.9.2.3 Visión...................................................................................................22
2.9.2.4 Política de calidad................................................................................22
CAPITULO 3..........................................................................................................23
METODOLOGIA.....................................................................................................23
3.1 PLAN DE TRABAJO.....................................................................................24
3.2 PROCEDIMIENTO Y ETAPAS DEL PROCESO..........................................25
3.2.1 Gestión y obtención de la materia prima................................................25
3.2.2 Diseño experimental...............................................................................26
3.2.3 Pesaje de la materia prima.....................................................................28
3.2.4 Secado en Cámara ESPEC....................................................................29
3.2.5 Análisis de secado en termobalanza......................................................32
CAPITULO IV.........................................................................................................34
RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS...................................................34
4.1 RESULTADOS SIN ANALIZAR DEL SECADO DE RESINAS.....................35
4.2 TABLAS DE RESULTADOS, GRÁFICAS Y CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL Y FINAL DEL POLIPROPILENO, GRAFITO NEGRO...........................35
4.3 TABLAS DE RESULTADOS, GRÁFICAS Y CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL Y FINAL DEL NYLON, GRAFITO BLANCO..........................................46
4.4 TABLAS DE RESULTADOS, GRÁFICAS Y CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL Y FINAL DE LA PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO................................57
VII
4.5 ANALISIS DE RESULTADOS.......................................................................68
4.5.1 Consideración 1: Tiempo........................................................................68
4.5.2 Consideración 2: Considerando el tiempo que tardan en llegar sequedad las resinas a las diferentes temperaturas sometidas.......................................70
4.6 PRUEBAS CONFIRMATIVAS...................................................................73
4.6.1 Prueba confirmativa A.............................................................................73
4.6.2 PRUEBA CONFIRMATIVA B..................................................................73
CAPITULO V..........................................................................................................75
DISCUSIONES Y CONCLUSIONES......................................................................75
5. DISCUSIONES...............................................................................................76
5.1 DISCUSIONES DE LA EXPERIMENTACIÓN..............................................76
5.2 DISCUSIONES DE LOS ANÁLISIS EJECUTADOS.....................................77
5.3 DISCUSIONES DE LAS PRUEBAS CONFIRMATIVAS...............................78
6. CONCLUSIONES...........................................................................................79
BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................81
VIII
INDICE DE FIGURASFigura 1: Representación conceptual de los mecanismos de transferencia de calor: A. Convección; B. Conducción; C. Radiación..........................................................8Figura 2: Esquema del secador de bandejas...........................................................9Figura 3: Secador de charolas con parrillas en tres niveles..................................11Figura 4: Termobalanza para determinar en contenido y/o porcentaje de humedad presente en materiales húmedos...........................................................................13Figura 5: Ventajas y desventajas de utilizar un método de secado (Nollet, 1996)................................................................................................................................13Figura 6: (A) Gráficas típicas del Contenido de Humedad vs Tiempo; (B) Velocidad de secado vs Humedad libre..................................................................................16Figura 7: Vista de la empresa NCM desde la avenida Rio San Lorenzo en el parque industrial Castro del Rio.............................................................................22Figura 8: Esquema de trabajo general llevado a cabo en el proyecto....................24Figura 9: De izquierda a derecha, resinas de Polipropileno, Nylon y Poliamida + 30% de fibra de vidrio, después de haber sido tratadas al final del proyecto.........25Figura 10: Diseño de la fase experimental de proyecto donde se muestran los 81 tratamientos dados, 27 a cada tipo de resina.........................................................27Figura 11: balanza analítica marca Unibloc con la cual se llevaron a cabo todos los pesajes del proyecto..............................................................................................28Figura 12 y Figura 13: Pesos patrón marca FEMTO (Izquierda) e indicador de una buena nivelación de la balanza analítica (Derecha)...............................................28Figura 14: Realización del pesaje exacto utilizando espátula metálica, con una balanza calibrada y nivelada..................................................................................29Figura 15: Pesajes de los platos con las diferentes masas analizadas..................29Figura 16: Chamber u horno de secado marca ESPEC modelo SH-241 en el laboratorio de metrología de NCM.........................................................................30Figura 17: Introducción de la materia a secar dentro de la cámara a las condiciones constantes establecidas.....................................................................31Figura 18: Dos tratamientos dentro del secador, resina de polipropileno o grafito negro......................................................................................................................31Figura 19: Pesado de los 5 g para la operación de secado en termobalanza........32Figura 20: Operación de secado con 5 g de resina polimérica a 105°C durante 5 min..........................................................................................................................33Figura 21: Porcentaje de solido presente en la muestra mostrado en la pantalla de la termo balanza.....................................................................................................33
INDICE DE TABLAS
IX
Tabla 1: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación:...............................................................................................................35Tabla 2: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 1..........36Tabla 3: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 85 ºC, 100 g, 4h....................................................................................36Tabla 4: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 3..........37Tabla 5: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 90ºC, 100 g, 4h.....................................................................................37Tabla 6: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 5..........38Tabla 7: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 80 ºC, 200 g, 4h....................................................................................39Tabla 8: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 7..........40Tabla 9: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 85ºc, 200 g, 4h......................................................................................40Tabla 10: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 9........41Tabla 11: Resultados de polipropileno, srh 35 f, grafito negro condiciones de operación: 90ºC, 200 g, 4h.....................................................................................41Tabla 12: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 11......42Tabla 13: Resultados de polipropileno, 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 80 ºC, 300 g, 4h....................................................................................42Tabla 14: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 13......43Tabla 15: Resultados de polipropileno, 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 80ºc, 100 g, 4h......................................................................................43Tabla 16: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 15......44Tabla 17: Resultados de polipropileno, 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 90 ºC, 300 g, 4h....................................................................................45Tabla 18: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 17......46Tabla 19: Resultados de nylon, grafito blanco condiciones de operación: 80ºC, 100 g, 4h.......................................................................................................................46Tabla 20: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 19......47Tabla 21: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 50ºc, 100 g, 4h................................................................................................................47Tabla 22: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 20......48Tabla 23: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 90 ºC, 100 g, 4 h...............................................................................................................48Tabla 24: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 23......49Tabla 25: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 80 ºC, 200 g, 4 h...............................................................................................................49Tabla 26: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 25......50Tabla 27: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 85 ºC, 200 g, 4 h...............................................................................................................51
X
Tabla 28: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 27......52Tabla 29: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 90 ºC, 200 g, 4 h...............................................................................................................52Tabla 30: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 29......53Tabla 31: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 80 ºC, 300 g, 4 h...............................................................................................................53Tabla 32: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 31......54Tabla 33: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 85 °C, 300 g, 4 h...............................................................................................................54Tabla 34: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 33......55Tabla 35: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 90 ºC, 300 g, 4 h...............................................................................................................56Tabla 36: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 35......57Tabla 37: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 80 ºC, 100 g, 4 h....................................................................................................57Tabla 38: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 37......58Tabla 39: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 85 ºC, 100 g, 4 h....................................................................................................58Tabla 40: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 39......59Tabla 41: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 90 ºC, 100 g, 4 h....................................................................................................59Tabla 42: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 41......60Tabla 43: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 80 °C, 200 g, 4 h....................................................................................................60Tabla 44: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 43......61Tabla 45: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 85 °C, 200 g, 4 h....................................................................................................62Tabla 46: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 45......63Tabla 47: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 90 ºC, 200 g, 4 h....................................................................................................63Tabla 48: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 47......64Tabla 49: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 80ºc, 300 g, 4h.......................................................................................................64Tabla 50: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 49......65Tabla 51: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 85 ºC, 300 g, 4 h....................................................................................................65Tabla 52: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 51......66Tabla 53: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 90 ºC, 300 g, 4 h....................................................................................................67Tabla 54: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 53......68
XI
Tabla 55: Primer análisis del polipropileno, srh 35 nf, grafito negro tomando solo al tiempo como factor limitante..................................................................................68Tabla 56: Primer análisis del nylon grafito blanco tomando solo al tiempo como factor limitante........................................................................................................69Tabla 57: Primer análisis de la PA6+GF30% tomando solo al tiempo como factor limitante..................................................................................................................69Tabla 58: Análisis para propileno, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas....................................................71Tabla 59: Análisis para el Nylon, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas....................................................72Tabla 60: Análisis para el PA6+GF30%, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas....................................................72Tabla 61: Prueba confirmativa A para el Polipropileno utilizando 18Kg.................73Tabla 62: Prueba confirmativa A para el Nylon utilizando 20Kg.............................73Tabla 63: Prueba confirmativa A para la PA6+GF30% utilizando 20Kg.................73Tabla 64: Prueba confirmativa B para el Polipropileno utilizando 18Kg.................73Tabla 65: Prueba confirmativa B para el Nylon utilizando 20Kg.............................74Tabla 66: Prueba confirmativa B para la PA6+GF30% utilizando 20Kg.................74
INDICE DE GRÁFICASGráfica 1: Gráfica de la tabla 1 del polipropileno a 80°C, 100 g, 4h.......................36Gráfica 2: Gráfica de la tabla 3 del polipropileno a 85 °C, 100 g, 4h......................37Gráfica 3: Gráfica de la tabla 5 del polipropileno a 90°C, 100g, 4h........................38Gráfica 4: Gráfica de la tabla 7 del polipropileno a 80°C, 100 g, 4h......................39Gráfica 5: Gráfica de la tabla 9 del polipropileno a 85 °C, 200 g, 4h.....................41Gráfica 6: Gráfica de la tabla 11 del polipropileno a 90 °C, 200 g, 4h...................42Gráfica 7: Gráfica de la tabla 13 del polipropileno a 80 °C, 300 g, 4h...................43Gráfica 8: Gráfica de la tabla del polipropileno a 85 °C, 300 g, 4h........................44Gráfica 9: Gráfica de la tabla 17 del polipropileno a 90°C, 300 g, 4h.....................45Gráfica 10: Gráfica de la tabla 19 del Nylon a 80 °C, 100 g, 4h.............................47Gráfica 11: Gráfica de la tabla 20 del Nylon a 85 °C, 100 g, 4 h...........................48Gráfica 12: Gráfica de la tabla 23 del Nylon a 90 °C, 100 g, 4h.............................49Gráfica 13: Gráfica de la tabla 25 del Nylon a 80 °C, 200 g, 4 h...........................50Gráfica 14: Gráfica de la tabla 27 del Nylon a 85°C, 200 g, 4h.............................51Gráfica 15: Gráfica de la tabla del Nylon a 90 °C, 200 g, 4 h................................53Gráfica 16: Gráfica de la tabla 31 del Nylon a 80 °C, 300 g, 4 h............................54Gráfica 17: Gráfica de la tabla 33 del Nylon a 85 °C, 300 g, 4 h............................55Gráfica 18: Gráfica de la tabla 35 del Nylon a 90 °C, 300 g, 4 h...........................56Gráfica 19: Gráfica de la tabla 37 de la PA6+GF30% a 80 °C, 100 g, 4 h.............58Gráfica 20: Gráfica de la tabla 39 de la PA6+GF30% a 85 °C, 100 g, 4 h.............59
XII
Gráfica 21: Gráfica de la tabla 41 de la PA6+GF30% a 90 °C, 100 g, 4 h.............60Gráfica 22: Gráfica de la tabla 43 de la PA6+GF30% a 80 °C, 200 g, 4 h.............61Gráfica 23: Gráfica de la tabla 45 de la PA6+GF30% a 85 °C, 200 g, 4 h............62Gráfica 24: Gráfica de la tabla 47 de la PA6+GF30% a 90°C, 200 g, 4 h.............64Gráfica 25: Gráfica de la tabla 49 de la PA6+GF30% a 80 °C, 300 g, 4 h.............65Gráfica 26: Gráfica de la tabla 52 de la PA6+GF30% a 85 °C, 300 g, 4 h............66Gráfica 27: Gráfica de la tabla 53 de la PA6+GF30% a 90 °C, 300 g, 4 h.............67Gráfica 28: Análisis para propileno, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas....................................................71Gráfica 29: Análisis para Nylon, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas....................................................71Gráfica 30: Análisis para la PA6+GF30%, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas....................................................72
XIII
INTRODUCCIÓNEl secado es una operación que se encuentra en casi todos los sectores
industriales, desde los agrícolas a los farmacéuticos. Es seguramente la operación
unitaria más antigua, común, diversa e intensiva energéticamente (KUDRA, 2009)
La empresa Nifco Central México (NCM) es una empresa automotriz que se
dedica a la elaboración de todo tipo de partes plásticas para interiores de
automóviles, la mayoría de éstas son elaboradas con resinas poliméricas
compuestas de polipropilenos, poliamidas y nylon, por requerimientos de proceso
estas resinas requieren de un periodo de secado, el cual, tiene objeto de estudio
en este documento pues, se propone investigar el tiempo de secado adecuado
para determinar si es posible reducir la cantidad de tiempo ya establecido por
Nifco para que se lleve a cabo el secado de este tipo de resinas poliméricas.
El proceso de secado aplicado actualmente en esta industria se definió de manera
empírica por los técnicos operativos responsables del secado de las resinas, y de
este modo se aseguró que en un tiempo de 4 horas la resina quedaba
completamente seca y lista para su transformación en parte moldeadas.
Para NCM es de suma importancia optimizar sus procesos para la reducción de
tiempo y, a su vez, costos, pues la misión de la empresa es ser reconocida por sus
clientes como empresa líder en diseño, manufactura y proveedor de plásticos, por
lo cual la operación de secado es una etapa fundamental en el proceso de
fabricación de autopartes plásticas y, mientras menos duren sus procesos de
manufactura manteniendo la efectividad y calidad establecida, será mayor su
producción.
Se plantea desarrollar una manera ingenieril de reducir el tiempo de secado de las
resinas poliméricas, cuidando que no se vea afectada la calidad ya establecida por
NCM del producto terminado y, para esto se propone llevar a cabo numerosas
pruebas de curvas de secado con la cobertura de pruebas metrológicas que
comparen la resistencia y otras características importantes del material y
1
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAEn Nifco Central México (NCM) se lleva a cabo el secado de resinas poliméricas
como un pretratamiento inmediato en el proceso de manufactura de partes
plásticas para interiores de automóviles.
Este tratamiento que se le da a las resinas tiene una larga duración pues se lleva
a cabo en un intervalo de tiempo no menor a 4 horas en secadoras industriales,
este largo periodo de secado retrasa en gran medida la velocidad de producción
de NCM.
Es secado de resinas en este rubro automotriz juega un papel muy importante ya
que de no recibir un tratamiento adecuado en el proceso de secado y de conservar
aun un grado de humedad fuera de proporción cuando la resina se somete al
proceso de fusión para la fabricación de las partes plásticas, puede influir en
demasía en la resistencia de las piezas y disminuirla calidad, pues los polímeros
verían interferidas sus ramificaciones por moléculas de agua y producir puntos de
quiebre en zonas aleatorias de la pieza.
Para esto el proceso desarrollado para el secado de resinas poliméricas debe de
ser exacto para que se lleve a cabo la sequedad requerida en la operación de
moldeo para la resina polimérica.
1.2 OBJETIVO GENERALDefinir un tiempo de secado que satisfaga los límites de humedad permitidos en
resinas de moldeo establecidos por NCM para los 3 diferentes tipos de resinas
compuestas de polipropileno, nylon y poliamida, esto realizando curvas de secado
que optimicen el proceso de disminuir la humedad presente en las resinas
poliméricas utilizadas en esta industria.
1.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Identificar las principales resinas poliméricas utilizadas en la industria NCM
que requieran secado.
4
Establecer un diseño de experimentos que permita conocer el
comportamiento de las resinas al ser sometidas a diferentes temperaturas y
tiempos de secado.
Ejecutar pruebas de secado y Gráficar sus curvas correspondientes para
cada resina probada a diferentes tiempos y temperaturas.
Determinar el tiempo justo de secado que no afecte las características de
calidad de la parte plástica.
Implementar un método de secado que especifique el tiempo y temperatura
adecuados para cada tipo de resinas poliméricas utilizada.
1.3 JUSTIFICACIÓNEste proceso ve una justificación acertada en que Nifco Central México (NCM)
requiere de un proceso ingenieril para el secado de resinas poliméricas y poder
encontrar en él una manera eficiente de secar sus resinas.
Dicho proceso debe de dar la confianza de que la resina se está secando hasta un
punto de humedad mínima permitida para garantizar que se puede iniciar el
proceso de trasformación en la parte plástica de producto terminado y que no
tendrá inconvenientes.
Si se logra establecer que el proceso de secado pueda reducirse y eficientarse en
tiempo, calidad y cantidad de humedad presente en la resina, la producción podría
verse aumentada en cierta medida siempre y cuando sea prudente, si no de
cualquier manera habría un ahorro energético ya que el tiempo de utilización de
secadoras sería menor.
5
2.1 ANTECEDENTESEn el siguiente marco teórico revisaremos la definición del secado y las diferentes
maneras de como se lleva a cabo además de algunos equipos de los más
utilizados que intervengan en esta operación unitaria, además de los métodos más
eficientes en el desempeño. Se plasmará los tipos de fenómenos de transferencia
de calor y de masa que tienen lugar en la operación del secado.
En la sección de secado será importante mencionar como se realiza la parte más
importante de este proyecto que son las curvas de secado de materiales, que
ecuaciones intervienen y que es lo que se gráfica en esta curva, una vez visto se
procederá a revisar que es, como se calcula y como se gráfica la velocidad de
secado de los materiales.
También es de relevancia hablar sobre los materiales que se pueden someter a
secado y sobre todo de los materiales de estudio en este proyecto.
Para terminar se plasmará en este trabajo los procesos analíticos hechos a todas
las pruebas realizadas a las resinas seleccionadas.
2.2 SecadoEl secado usualmente se define como el proceso de remoción térmica de
sustancias volátiles (humedad) hasta obtener un producto seco (Mujumdar, 2006).
Es una operación unitaria en la que se da el transporte simultáneo de calor y
masa: La transferencia de energía (principalmente como energía calórica) desde
el medio circundante para evaporar la humedad de la superficie y la transferencia
de la humedad interna hacia la superficie del sólido y su evaporación posterior
(Mujumdar, 2006).
El término secado se refiere a la eliminación de humedad en una sustancia. Indica
también la remoción de otros líquidos orgánicos, tales como disolventes orgánicos
de los materiales sólidos provocando la evaporación del disolvente (Vernon,
2002).
7
La remoción de agua en forma de vapor desde la superficie del sólido depende de
condiciones externas de temperatura, flujo y humedad del aire, área de la
superficie del material expuesta y presión mientras que el movimiento del agua a
través del sólido depende de su composición física, la temperatura y su porcentaje
de humedad (Mujumdar, 2006).
El secado suele ser la penúltima etapa de los procesos industriales antes del
empaque o el moldeo final, haciendo que los materiales sean más adecuados para
el manejo, El secado o deshidratación suele usarse también como método de
preservación (Hernández, 1996).
Una solución puede “secarse” esparciéndola en forma de pequeñas gotas en un
gas caliente y seco, lo que provoca a evaporación del líquido; empero, la
evaporación de la solución mediante ebullición en ausencia de un gas para
arrastrar la humedad por lo común se considera una operación de secado (Moo,
2000).
2.3 Transferencia de calorLa transferencia de energía puede ocurrir por convección, conducción o radiación,
o en algunos casos por una combinación de ellos (Mujumdar, 2006).
2.3.1 ConvecciónEl calor se transfiere al sólido que se está secando mediante una corriente de aire
caliente (u otro fluido) que además de transmitir el calor necesario para la
evaporación del agua es también el agente transportador del vapor de agua que
se elimina del sólido de acuerdo a la Figura 1A (Fito y col., 2001).
2.3.2 ConducciónEl calor de evaporación se proporciona a través de superficies calentadas (en
reposo o en movimiento) colocadas directamente con el material a secar. El
calentamiento de estas superficies se realiza normalmente 3 mediante vapor. El
agua evaporada se elimina mediante una operación de vacío o a través de una
corriente de gas cuya función principal es la de eliminar agua como se muestra en
la Figura 1B (Fito y col, 2001).
8
2.3.3 RadiaciónEs la denominación que se da a la transmisión de la energía a través del espacio
por medio de ondas electromagnéticas. Se basa en la transferencia de energía
radiante para evaporar la humedad del producto. La energía es absorbida
selectivamente por las moléculas de agua, por ende mientras el producto se seca,
se requiere menos energía. Incluye varias fuentes de radiación electromagnética
con longitudes de onda desde el espectro solar hasta microondas (0,2 m –0,2
mm). Dentro de esta categoría se incluye el infrarrojo como se muestra en la
Figura 1C (Mujumdar, 2006).
Figura 1: Representación conceptual de los mecanismos de transferencia de calor: A. Convección; B. Conducción; C. Radiación
2.4 Métodos de secadoLos métodos de secado son los más comunes para valorar el contenido de
humedad en los materiales; se calcula el porcentaje en agua por la perdida en
peso debida a su eliminación por calentamiento bajo condiciones normalizadas.
Aunque estos métodos dan buenos resultados que pueden interpretarse sobre
bases de comparación, es preciso tener presente que:
a) Algunas veces es difícil eliminar por secado toda la humedad presente.
9
b) A cierta temperatura el material es susceptible de descomponerse, con lo
que se volatilizan otras sustancias además de agua.
c) También pueden perderse otras materias volátiles aparte de agua (Kirk,
1996).
2.4.1 Secador de charolasUn secador de charolas o bandejas es un equipo totalmente cerrado y aislado en
el cual los sólidos se colocan en grupos de charolas en el caso de partículas
sólidas. Este tipo de secado fue el que se utilizó en este trabajo de investigación
(Kirk, 1996).
Esencialmente consisten en una cabina aislada provista interiormente de un
ventilador para circular aire a través de un calentador; el aire caliente sale por una
rejilla de láminas ajustables y es dirigido, horizontalmente entre bandejas cargadas
de hierba, o verticalmente a través de las bandejas perforadas y el producto
(Calle, 2011).
Estos secaderos pueden disponer de reguladores para controlar la velocidad de
aire nuevo y la cantidad de aire de recirculación. Los calentadores del aire pueden
ser quemadores directos de gas, serpentines calentados por vapor o, en los
modelos más pequeños, calentadores de resistencia eléctrica.
Generalmente, en los sistemas de cabina se utilizan velocidades de aire de 2 a 5
m/s., para los de flujo transversal y de 0,5 a 1,25 m/s., en los de flujo ascendente
por cada metro cuadrado de bandeja.
Los secadores de cabina resultan relativamente baratos de construcción y de
mantenimiento además son muy flexibles como se ve en la Figura 2.
10
Figura 2: Esquema del secador de bandejas
La transmisión de calor puede ser directa del gas a los sólidos, utilizando la
circulación de grandes volúmenes de gas caliente, o indirecta, utilizando repisas o
bases calentadas, serpentines de radiador o paredes refractarias al interior de la
cubierta. En unidades de calor indirecto, exceptuando los equipos de repisas al
vacío, casi siempre se necesita la circulación de una pequeña cantidad de gas
para eliminar el vapor de humedad del comportamiento y evitar la saturación y
condensación del gas. Las unidades de compartimientos se emplean para calentar
y secar madera, cerámica, materiales en hojas (sostenidas en postes), objetos
pintados y metálicos, y todas las formas de partículas sólidas.
Secadores de charolas con aire caliente. El funcionamiento satisfactorio de los
secadores de charolas depende del mantenimiento de una temperatura constante
y una velocidad de aire uniforme sobre todo del material que se esté secando.
Conviene tener una circulación de aire con velocidades de 1 a 10 m/s para
mejorar el coeficiente de transferencia de calor en la superficie y con el propósito
de eliminar bolsas de aire estancado. La corriente de aire adecuada para este
género de secadores depende de que el ventilador tenga una capacidad
suficiente, del diseño de la red de ductos para modificar cambios repentinos de
dirección y de desviadores correctamente ubicados. La corriente de aire no
uniforme es uno de los problemas más graves que se presentan en el
funcionamiento de los secadores de charolas (Kirk, 1996).
11
Los secadores de charolas pueden ser del tipo de carretillas de charolas o de
charolas estacionarias. En el primer caso, las charolas se cargan sobre carretillas
que se empujan hasta el interior del secador y, en el segundo, las charolas se
cargan directamente en bastidores fijos dentro del secador. Las carretillas están
provistas de ruedas con pestaña que corren sobre carriles, o bien, de ruedas
planas giratorias. También se pueden suspender de monorrieles sobre los cuales
se desplazan. (Vernon, 2000).
Las charolas pueden ser cuadradas o rectangulares, con una superficie de 0.37 a
0.75 m2/charola y se fabrican de cualquier material que sea compatible con las
condiciones de corrosión y temperatura prevalecientes. Cuando se amontonan en
una carretilla, debe dejarse un espacio libre de no menos de 3.80 cm entre el
material que contienen y la base de la que está inmediatamente encima. Cuando
las características del material y el manejo lo permitan, las charolas deben tener
bases perforadas para proveer una mayor superficie de secado.
El aire se hace circular por medio de ventiladores de hélice o centrífugos; por lo
común, el ventilador se monta dentro o directamente arriba del secador. La caída
total de presión por las charolas, los calentadores y los ductos es, casi siempre,
del orden de 2.5 a 5 cm de agua como se ve en el secador de charolas en la
Figura 3. La recirculación del aire es usualmente del orden del 80 al 95%, excepto
durante la etapa inicial de desecación de evaporación rápida (Vernon, 2000).
Figura 3: Secador de charolas con parrillas en tres niveles
12
2.4.2 Secado por estufa de vacío
Los secadores al vacío permiten secar productos a muy baja temperatura, en
ausencia de oxígeno y con posibilidad de recuperación del disolvente.
Los secadores pueden ser estáticos, con el producto colocado dentro de bandejas
sobre placas calientes. Un grupo de vacío con un condensador de disolventes
reduce la presión dentro de la cámara y permite evaporar el disolvente a muy baja
temperatura (Pharma SCT, 2014).
Los secadores pueden ser también rotativos. En este caso el producto se carga
dentro de un tambor giratorio que dispone de una camisa de calefacción. Un grupo
de vacío con un condensador reduce la presión dentro del tambor a través de uno
de sus ejes y permite evaporar el disolvente a muy baja temperatura. La rotación
del tambor agita el producto en su interior, renueva constantemente la superficie
de evaporación y aumenta la velocidad de secado (Pharma SCT, 2014).
Los secadores al vacío son adecuados para gran variedad de productos en las
industrias de química fina, química farmacéutica, cosmética y agroalimentaria:
extractos de plantas medicinales, antibióticos, enzimas, productos cristalinos,
colorantes, granulado de plástico, aditivos alimentarios, especias y condimentos,
zumos de frutas, secado de productos que requieran un bajo contenido de
humedad residual (Pharma SCT, 2014).
2.4.3 Secado por termobalanzaEste método se basa en evaporar de manera continua la humedad de la muestra y
el registro continuo de la pérdida de peso, hasta que la muestra se sitúe a peso
constante. El error de pesada en este método se minimiza cuando la muestra no
se expone constantemente al ambiente (Nollet, 1996).
Este tipo de secado también fue utilizado en este trabajo para confirmar que la
resina se secara hasta límites permisibles para la operación del moldeo de las
piezas automotrices, así como para valorar el contenido de humedad en la resina
al inicio de la operación del secado.
13
En la Figura 4 se muestra la imagen de la termobalanza marca Precisa EM 120-
HR utilizada en este proyecto.
Figura 4: Termobalanza para determinar en contenido y/o porcentaje de humedad presente en materiales húmedos
En la Figura 5 se muestra una tabla donde se analizan las ventajas y las
desventajas de utilizar un método u otro para la operación del secado, sirve para
determinar qué tipo de tratamiento es mejor utilizar según el material a secar
(Nollet, 1996).
14
Figura 5: Ventajas y desventajas de utilizar un método de secado (Nollet, 1996).
2.5 Ecuaciones para el contenido de humedad de un sólidoSe expresa por lo común como la cantidad de humedad por unidad de peso de
sólido seco o húmedo.
2.5.1 Contenido de humedad en base húmedaEs la que expresa la humedad de un material como porcentaje del peso del sólido
mojado. Se define como:
%h=W material húmedo−W seco
W material húmedo∗100 (2.1)
2.5.2 Contenido de humedad en base secaEs la que expresa la humedad de un material como porcentaje del peso del sólido
seco. Se define como:
%Xt = 100 - %h (2.2)
15
Contenido de humedad en equilibrio (X*), es la humedad limitante a la cual un
material dado se puede secar en condiciones específicas de temperatura y
humedad del gas.
Contenido crítico de humedad (Xc), es el contenido de humedad promedio
cuando concluye el periodo de velocidad constante.
Contenido de humedad libre (X), es el líquido que se puede separar a una
temperatura y humedad dadas. Este valor llega a incluir tanto la humedad ocluida
como la no ocluida.
Periodo de velocidad constante, es el lapso de secado durante el cual la
velocidad de eliminación de agua por unidad de superficie deseada es constante o
uniforme.
Periodo de velocidad decreciente, es un lapso de desecación durante el cual la
velocidad instantánea de secado disminuye en forma continua (Vernon, 2000).
2.5.3 Operación de secadoLas operaciones de secado pueden llevarse a cabo en lotes o en continuo. El
secado por lotes es una operación relativamente cara, en consecuencia se limita a
operaciones a pequeña escala, a plantas piloto, a trabajos de investigación y para
secar materiales valiosos cuyo costo total será poco alterado por el costo
agregado en la operación de secado.
Para reducir el contenido de humedad en el secado de diversos materiales, es
conveniente estimar el tamaño del secador, las diferentes condiciones de
operación de humedad y temperatura para el gas empleado, y el tiempo requerido
para lograr el grado de secado requerido. El contenido de humedad de equilibrio
del material a secarse bajo condiciones específicas de humedad y temperatura del
gas debe determinarse experimentalmente. Las mediciones de velocidad del
16
secado por lotes son relativamente fáciles de obtener a partir de datos
experimentales y proporcionan mucha información no sólo para la operación por
lotes sino también para la continua (Vernon, 2000).
2.6 Pruebas de secado y curvas de secadoCon respecto a una muestra a secar, la rapidez de secado puede determinarse
suspendiendo la muestra en un gabinete o tubería, en una corriente de aire.
Entonces, el peso de la muestra secada puede medirse como una función del
tiempo.
Si W es el peso del sólido húmedo en Kg totales de agua más sólido seco y Ws es
el peso del sólido seco en Kg
h=W−WsW (2.3)
Xt=1−h (2.4)
En la Figura 6 se muestra una gráfica típica e ilustrativa del contenido de humedad
vs tiempo de secado.
Figura 6: (A) Gráficas típicas del Contenido de Humedad vs Tiempo; (B) Velocidad de secado vs
Humedad libre.
Si se puede establecer la condición de secado constante, se puede determinar el
contenido de humedad en el equilibrio X*. Con esto se procede a calcular el valor
del contenido de humedad libre X para cada valor de Xt
17
A B
X=Xt−X∗¿ (2.5)
Usando los valores de X calculados se hace una gráfica del contenido de
humedad libre en función del tiempo tal como se muestra en la Figura 1.
Para obtener la curva de velocidad de secado a partir de la gráfica de la Figura 1,
se miden las pendientes de las tangentes de las curvas, lo cual proporciona los
valores de dX/dt para distintos contenidos de humedad. Se calcula entonces la
velocidad de secado R para cada punto con la expresión
R=−(WsA )( dXDt ) (2.6)
La curva de velocidad de secado se obtiene Gráficando R en función del contenido
de humedad de acuerdo a la Figura 2 (Vernon, 2000).
2.7 PolímerosLos polímeros son muy grandes sumas de moléculas, con masas moleculares que
puede alcanzar incluso los millones de UMAs que se obtienen por la repeticiones
de una o más unidades simples llamadas “monómeros” unidas entre sí mediante
enlaces covalentes. Estos forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas
de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas (Nicholson,
2006).
El desarrollo de los polímeros fue inducido a través de las modificaciones de estos
con el fin de mejorar sus propiedades físicas en pro del auge de las aplicaciones
de los mismos. En 1839, Charles Goodyear modificó el hule a través del
calentamiento con azufre (vulcanización), ya que este por lo general era frágil en
temperaturas bajas y pegajosas a altas temperaturas. Los polímeros son
macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas
monómeros.
18
El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales,
entre los más comunes de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos el
nailon, el polietileno y la baquelita (Katime, 2004).
2.7.1 PolimerizaciónLa reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se
denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción
de polimerización para dar lugar al polímero, esta se clasifica como
"polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena". El tamaño de la
cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción,
teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta
(Nicholson, 2006).
2.7.2 Propiedades
2.7.2.1 Propiedades eléctricasLos polímeros industriales en general suelen ser malos conductores eléctricos, por
lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como
materiales aislantes.
2.7.2.2 Propiedades físicas de los polímeros.Estudios de difracción de rayos X sobre muestras de polietileno comercial,
muestran que este material, constituido por moléculas que pueden contener desde
1.000 hasta 150.000 grupos CH2 – CH2 presentan regiones con un cierto
ordenamiento cristalino, y otras donde se evidencia un carácter amorfo: a éstas
últimas se les considera defectos del cristal. En este caso las fuerzas
responsables del ordenamiento cuasicristalino, son las llamadas fuerzas de van
der Waals. En otros casos (nylon 66) la responsabilidad del ordenamiento recae
en los enlaces de H.
La temperatura tiene mucha importancia en relación al comportamiento de los
polímeros. A temperaturas más bajas los polímeros se vuelven más duros y con
ciertas características vítreas, debido a la pérdida de movimiento relativo entre las
cadenas que forman el material. La temperatura a la que funden las zonas
cristalinas se llama temperatura de fusión (Tf).
19
2.7.2.3 Las propiedades mecánicasSon una consecuencia directa de su composición, así como de la estructura
molecular, tanto a nivel molecular como supermolecular. Actualmente las
propiedades mecánicas de interés son las de los materiales polímeros y éstas han
de ser mejoradas mediante la modificación de la composición o morfología
(Anbinder, 2011).
2.7.3 ClasificaciónExisten varias formas posibles de clasificar los polímeros, sin que sean
excluyentes entre sí.
2.7.3.1 Según su origen Polímeros naturales. Existen en la naturaleza muchos polímeros y las
biomoléculas que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas.
Por ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la
celulosa y la quitina), el hule o caucho natural, la lignina, etc.
Polímeros semisintéticos. Se obtienen por transformación de polímeros
naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.
Polímeros sintéticos. Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir
de los monómeros. Por ejemplo, el nailon, el poliestireno, el Policloruro de
vinilo (PVC), el polietileno, etc.
2.7.3.2 Según su mecanismo de polimerización
En 1929 Carothers propuso la siguiente clasificación:
Polímeros de condensación. La reacción de polimerización implica a cada
paso la formación de una molécula de baja masa molecular, por ejemplo
agua.
Polímeros de adición. La polimerización no implica la liberación de ningún
compuesto de baja masa molecular. Esta polimerización se genera cuando
un "catalizador", inicia la reacción. Este catalizador separa la unión doble
carbono en los monómeros, luego aquellos monómeros se unen con otros
20
debido a los electrones libres, y así se van uniendo uno tras uno hasta que
la reacción termina (Billmeyer, 1975).
2.7.3.3 Según su composición química Polímeros orgánicos. Posee en la cadena principal átomos de carbono.
Polímeros orgánicos vinílicos. La cadena principal de sus moléculas está
formada exclusivamente por átomos de carbono.
Atendiendo a sus propiedades y usos finales, los polímeros pueden clasificarse
en:
Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta
extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero
recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensión y
contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada
resiliencia.
Plásticos. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso,
se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Hay que
resaltar que el término plástico se aplica a veces incorrectamente para referirse a
la totalidad de los polímeros.
Fibras. Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite
confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables.
Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la
superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo
resistencia a la abrasión.
Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión,
lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial (Billmeyer,
1975).
21
2.8 Materiales higroscópicosHigroscopia es la capacidad de algunas sustancias de absorber humedad del
medio circundante. También es sinónimo de higrometría, siendo ésta el estudio de
la humedad, sus causas y variaciones.
Son higroscópicos todos los compuestos que atraen agua en forma de vapor o de
líquido de su ambiente, por eso a menudo son utilizados como desecantes.
Algunos de los compuestos higroscópicos reaccionan químicamente con el agua
como los hidruros o los metales alcalinos. Otros la atrapan como agua de
hidratación en su estructura cristalina como es el caso del sulfato de sodio. El
agua también puede adsorberse físicamente. En estos dos últimos casos, la
retención es reversible y el agua puede ser desorbida. En el primer caso, al haber
reaccionado, no se puede recuperar de forma simple. Estos procesos son
Exotérmicos (Hull, 1987).
2.9 Industria automotrizLa industria automotriz se encarga del diseño, desarrollo, fabricación, ensamblaje,
comercialización, reparación y venta de automóviles. Es una gran generadora de
empleo ya que además de la mano de obra directa que requiere, genera toda una
industria paralela de componentes.
2.9.1 Industria automotriz en MéxicoLa industria Automotriz en México, es un mercado de gran importancia para el
desarrollo del país, ya que genera el 3.6% del PIB mexicano, y es un importante
factor de la economía mexicana. Las empresas ensambladoras han decidido
invertir en México por sus condiciones geográficas privilegiadas, mano de obra
barata, bajos costos de operación y por el Tratado de Libre comercio de América
del Norte. Tiene niveles competitivos y de calidad comparados a los de China,
India, Corea del Sur y Brasil.
2.9.1.1 Datos generales Produce 3.2 millones de autos anualmente (2013).
Las ventas internas del país son de 1 millón 63 mil unidades.
22
Es el octavo país productor de vehículos del mundo.
Genera 530 mil empleos directos e indirectos.
Las plantas de Nissan son el principal productor de vehículos ligeros de
México (economista, 2014).
2.9.2 Nifco Central México (NCM)Nifco Central México (NCM) es una empresa japonesa de giro automotriz que se
dedica al moldeo (fabricación) de todas las partes plásticas de interiores de
automóviles. Fundada en 1967. Actualmente es la empresa líder en inyección de
plásticos del mundo ya que maquila para todas las grandes empresas japonesas y
algunas de pertenencia estadounidense.
Nifco central México tiene presencia en más de 50 países y cuenta con dos
plantas en territorio mexicano, una en el estado de chihuahua la cual recibe el
nombre de Nifco América la cual es una extensión de una empresa hermana en
E.E.U.U. La segunda aquí en la zona del bajío que fue donde se realizó el
presente trabajo de investigación, la dirección tiene lugar en: Avenida Rio San
Lorenzo #1117. Parque Industrial Castro del Rio Irapuato, Guanajuato. Se muestra
una imagen de una vista frontal de NCM en la Figura 7.
Figura 7: Vista de la empresa NCM desde la avenida Rio San Lorenzo en el parque industrial Castro del Rio.
23
2.9.2.1 Narratología de la empresaNCM trabaja bajo las normas ISO-9001 de calidad, ISO14001 acerca de
lineamientos de medio ambiente, ISO/TS16949, ésta última es para empresas
automotrices describiendo las core tools utilizadas en empresas de este giro.
2.9.2.2 MisiónSer reconocidos por los clientes como empresa líder en diseño, manufactura y
proveedor de plásticos.
2.9.2.3 VisiónSer la empresa número uno en inyección de plásticos a nivel mundial para todos
los clientes.
La empresa trabaja bajo la política del método Kaizen que significa mejora
continua. Y tiene como lema “Recibir hacer y envía solo calidad”.
2.9.2.4 Política de calidadEs preocupación de NCM que todo el personal trabaje en un ambiente laboral
sano y libre se riesgo.
24
3.1 PLAN DE TRABAJO En la Figura 8 se muestran los pasos generales que se siguieron para lograr el
objetivo general.
Figura 8: Esquema de trabajo general llevado a cabo en el proyecto.
26
Gestión de la materia prima
Petición diaria de la materia prima
Pesaje de la materia prima por triplicado
Polipropileno, grafito negro
Nylon, grafito blancoPoliamida + 30% de fibra de vidrio, grafito
negro
Secado de las muestras (Temperatura: 80, 85 y 90 °C Tiempo: 4h)
Construcción de las curvas de secado
Análisis de todos los tratamientos efectuados
Determinación del tiempo de Secado (h)
Diseño experimental
3.2 PROCEDIMIENTO Y ETAPAS DEL PROCESOA continuación se describen subsecuentemente las etapas que tuvieron lugar en
este proyecto:
3.2.1 Gestión y obtención de la materia primaLa materia prima del proyecto está basada en utilizar 3 resinas poliméricas que
Nifco Central México (NCM) se encargó de proporcionarlas. Las materias primas
proporcionadas son de sumo interés para ésta empresa y el propósito es optimizar
su proceso de secado y se muestran en la Figura 9. Los nombre de las resinas
poliméricas son:
Polipropileno, grafito negro
Nylon, grafito blanco
Poliamida + 30% de fibra de vidrio, grafito negro.
Figura 9: De izquierda a derecha, resinas de Polipropileno, Nylon y Poliamida + 30% de fibra de vidrio, después de haber sido tratadas al final del proyecto.
La materia prima tiene que gestionarse con una semana de anticipación con el
encargado de “mass production” (producción en masa) y esperar a que esta sea
27
aprobada por el supervisor de área de almacén para que sea dada de baja del
inventario y no sea tomada como pérdidas de producción.
Para tener siempre disponible la resina a someter a tratamiento y sean continuos
los análisis, se tiene que hacer el pedido de materia prima de manera diaria. No
fue posible pedir una cantidad de materia prima superior a la utilizada por día, esto
para evitar que al sacar la resina del bunker donde ésta viene empacada y
emplayada, cambiaran las condiciones de almacenaje y alterara su contenido de
humedad, ya que las poliamidas, los polipropilenos y los náilones llegan presentar
un fenómeno de higroscopia descrito en el punto 2.8 Materiales higroscópicos de
este trabajo.
3.2.2 Diseño experimentalSe diseñó un sistema de experimentos mostrado en la Figura 10 que consistió en
analizar el periodo de secado de las tres resinas y se basó en hacer 3 repeticiones
de secado para 100 g, 200 g y 300 g para el polipropileno, el nylon y la poliamida a
tres diferentes condiciones de temperatura de 80°C, 85°C y 90°C en una cámara
de secado marca ESPEC modelo SH-241, lo cual condujo a un total de 81
tratamientos diferentes.
A continuación se presenta un esquema donde se plasman todos los 81
tratamientos llevados a cabo durante la fase experimental en el laboratorio de
Nifco Central México de una manera más gráfica.
Este diseño fue pensado con la finalidad de cumplir el objetivo principal de este
proyecto de investigación, el cual es determinar condiciones ideales de secado de
las resinas poliméricas analizadas.
28
Figura 10: Diseño de la fase experimental de proyecto donde se muestran los 81 tratamientos dados, 27 a cada tipo de resina.
3.2.3 Pesaje de la materia primaEl pesaje se realizó en una balanza analítica marca Unibloc mostrada en la Figura
11: balanza analítica marca Unibloc con la cual se llevaron a cabo todos los
pesajes del proyecto., la cual tuvo que ser calibrada al inicio del proyecto con
pesos patrón marca FEMTO mostrados en la Figura 12 y nivelada hasta que la
burbuja estuviera dentro del indicador de la Figura 123.
Figura 11: balanza analítica marca Unibloc con la cual se llevaron a cabo todos los pesajes del proyecto.
Figura 12 y Figura 13: Pesos patrón marca FEMTO (Izquierda) e indicador de una buena nivelación de la balanza analítica (Derecha)
Utilizando platos de vidrio en tara y con la ayuda de una espátula en la Figura 14,
se llevaron a acabo 3 tipos de pesajes: de 100 g, 200 g y 300 g mostrando
30
ejemplos en la Figura 15 para cada resina, Primero se prepararon en platos de
vidrio con la cantidad de materia a analizar comenzando a llevar a cabo, de
manera aleatoria, el diagrama presentado en la Figura 10, esto para evitar un
cierto sesgo que podría presentarse de llevarlo a cabo en el orden propuesto.
Figura 14: Realización del pesaje exacto utilizando espátula metálica, con una balanza calibrada y nivelada.
Figura 15: Pesajes de los platos con las diferentes masas analizadas.
3.2.4 Secado en Cámara ESPECSe llevó a cabo el secado de 3 resinas poliméricas seleccionadas en cuanto al
interés de Nifco Central México (NCM) en un chamber u horno de secado marca
ESPEC modelo SH-241 mostrado en la figura 16 en el laboratorio de metrología
de NCM que consiste en un sistema de calentamiento con resistencias eléctricas y
un ventilador de 60 Hz, 220 V, 5600 W de acuerdo a la Figura 16.
31
Figura 16: Chamber u horno de secado marca ESPEC modelo SH-241 en el laboratorio de metrología de NCM
Primeramente se tiene que cerciorar que la resina no contenga contaminantes,
llámesele a estos que la resina este mezclada con otro tipo de resina o que
contenga objetos ajenos a esta. Posteriormente se realiza el pesado como se
muestra en el punto.
Se tiene que preparar la cámara de secado a la temperatura en la cual se operara,
la cual puede ser solo 80°C, 85°C, 90°C, esto antes de introducir la materia a
secar.
La manera en cómo se programó es utilizando esta secuencia de pasos:
Set/ Izquierda/ Temperatura deseada/ Enter/ Constante u Operación
Estable/ Set/ Set.
Una vez que las condiciones de operación están estables, el siguiente paso es
introducir los platos con la materia a secar utilizando guantes con protección de
calor para prevenir accidentes y vistos en la Figura 17, o condiciones inseguras
así como no agregar grasa a los platos, los cuales ya tienen un peso
establecido y se tienen que evitar cuestiones que resten confiabilidad a los
resultados.
32
Figura 17: Introducción de la materia a secar dentro de la cámara a las condiciones constantes establecidas.
En la Figura 18 se muestra la forma en como fueron sometidas las resinas al
proceso de secado, se podían someter solo dos tratamiento por corrida de 4 horas
dentro del secador.
Figura 18: Dos tratamientos dentro del secador, resina de polipropileno o grafito negro.
Se llevó a cabo por día solo 1 triplicado ya que cada tratamiento se analizaba por
4 horas y el secador tenía una capacidad de 2 tratamientos por corrida: se llevó a
cabo el secado de 1 triplicado de 100g de resina de polipropileno grafito negro en
un día 2 en una corrida y uno solo en otro.
33
3.2.5 Análisis de secado en termobalanza El análisis en temobalanza se utilizó para obtener por este método la humedad
inicial contenida en cada análisis de resina, así como también para determinar la
humedad contenida al final de los tratamientos llevados a cabo en el horno de
secado como se explicó en el punto 3.2.4 Secado en Cámara ESPEC.
Para operar la termobalanza Precisa se y determinar el contenido de humedad
inicial se tiene que seguir los siguientes pasos:
1. Encender la temobalanza.
2. Asegurarse que no contenga contaminantes.
3. Que el cuantificador marque 0.000g para comenzar el pesaje.
4. Con ayuda de una espátula colocar 5 g de resina como se ve en la Figura
19.
5. Cerrar la tapa y presionar T/0 para comenzar la operación.
6. Esperar 5 min que dura el secado a 105°C indicado en la Figura 20.
7. Anotar el porcentaje de humedad.
Figura 19: Pesado de los 5 g para la operación de secado en termobalanza
34
Figura 20: Operación de secado con 5 g de resina polimérica a 105°C durante 5 min
Al termino del secado se mostró en la pantalla el porcentaje de solido presente en
la muestra analizada como se muestra en la Figura 21 y con la fórmula 2.2 de
este documento descrito en el punto 2.5 Ecuaciones para el contenido de
humedad de un sólidose puede determinar el porcentaje de humedad presente en
la muestra.
Figura 21: Porcentaje de solido presente en la muestra mostrado en la pantalla de la termo balanza.
35
CAPITULO IV
RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS
4.1 RESULTADOS SIN ANALIZAR DEL SECADO DE RESINASLas siguientes tablas mostradas son el resultado del proceso de secado llevado a
cabo con cada una de las resinas. A continuación se describen los resultados de
36
los 81 tratamientos llevados a cabo y se plasman a lo largo de 27 tablas
siguientes.
Es importante también construir una grafico de cada tabla de resultado, donde se
muestre el decremento de humedad promedios vs el tiempo de secado utilizado
en NCM el cual es de 4 horas, para posteriormente en la parte de análisis
determinar si es factible recortar los tiempos de secado.
También se colocan los resultados de la termobalanza en los cuales se cuantifica
la humedad inicial de la resina polimérica así como también el porcentaje de
humedad al final del tratamiento de 4 horas. Dentro de esta misma tabla se coloca
en porcentaje de humedad retirado y si es o no apta para la operación de moldeo
dentro de la empresa al cual es subsecuente al secado.
4.2 TABLAS DE RESULTADOS, GRÁFICAS Y CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL Y FINAL DEL POLIPROPILENO, GRAFITO NEGRO.
Tabla 1: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 80 ºC, 100 g, 4h.
RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGROCONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 100 g, 4h
FECHA 26-may 26-may 26-may 26-mayMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)
0 100 100 100 10015 99.71 99.64 99.69 99.6830 99.68 99.61 99.65 99.6466745 99.66 99.58 99.61 99.6166760 99.65 99.57 99.58 99.675 99.63 99.54 99.55 99.5733390 99.61 99.53 99.54 99.56
105 99.58 99.54 99.54 99.55333120 99.56 99.53 99.53 99.54135 99.56 99.54 99.53 99.54333150 99.56 99.53 99.53 99.54165 99.56 99.53 99.53 99.54180 99.56 99.53 99.53 99.54195 99.56 99.53 99.53 99.54210 99.56 99.53 99.53 99.54225 99.56 99.53 99.53 99.54
37
240 99.56 99.53 99.53 99.54
Gráfica 1: Gráfica de la tabla 1 del polipropileno a 80°C, 100 g, 4h
0 50 100 150 200 250 30099.3
99.4
99.5
99.6
99.7
99.8
99.9
100
100.1
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO80 °C, 100 g, 4h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g
de a
gua/
g de
sol
ido
seco
)
Tabla 2: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 1RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80ºC, 100 g, 4h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .31 .12 .19 .25 OkCORRIDA 2 .32 .13 .19 .25 OkCORRIDA 3 .34 .12 .18 .25 OkMEDIA .3233 .1233 .1866 .25 Ok
Tabla 3: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 85 ºC, 100 g, 4h
RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGROCONDICIONES DE OPERACIÓN: 85ºC, 100 g, 4h
FECHA 27-may 27-may 27-may MIN 1ª corrida (g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)
0 100 100 100 10015 99.94 99.96 99.94 99.94630 99.92 99.92 99.92 99.9245 99.9 99.91 99.9 99.9033360 99.89 99.9 99.89 99.8933375 99.89 99.9 99.88 99.8990 99.89 99.89 99.88 99.88667
105 99.9 99.9 99.88 99.89333120 99.89 99.89 99.87 99.88333
38
135 99.89 99.89 99.87 99.88333150 99.89 99.89 99.87 99.88333165 99.89 99.89 99.87 99.88333180 99.89 99.89 99.87 99.88333195 99.89 99.89 99.87 99.88333210 99.89 99.89 99.87 99.88333225 99.89 99.89 99.87 99.88333240 99.89 99.89 99.87 99.88333
Gráfica 2: Gráfica de la tabla 3 del polipropileno a 85 °C, 100 g, 4h
0 50 100 150 200 250 30099.8299.8499.8699.88
99.999.9299.9499.9699.98
100100.02
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO85 °C, 100 g, 4 h
Tiempo(min)
Hu
me
da
d (
g d
e a
gu
a/g
de
so
lid
o s
eco
)
Tabla 4: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 3RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85ºC, 100g, 4h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .32 .14 .18 .25 OkCORRIDA 2 .34 .16 .18 .25 OkCORRIDA 3 .33 .14 .19 .25 OkMEDIA .33 .1466 .1833 .25 Ok
Tabla 5: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 90ºC, 100 g, 4h
RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGROCONDICIONES DE OPERACIÓN: 90ºC, 100g, 4h
FECHA 28-May 28-May 28-May 28-MayMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 100 100 100 10015 99.92 99.92 99.92 99.9230 99.9 99.91 99.9 99.9033345 99.89 99.9 99.89 99.89333
39
60 99.89 99.9 99.88 99.8975 99.89 99.89 99.88 99.8866790 99.9 99.9 99.88 99.89333105 99.89 99.89 99.87 99.88333120 99.89 99.89 99.87 99.88333135 99.89 99.89 99.87 99.88333150 99.89 99.89 99.87 99.88333165 99.89 99.89 99.87 99.88333180 99.89 99.89 99.87 99.88333195 99.89 99.89 99.87 99.88333210 99.89 99.89 99.87 99.88333225 99.89 99.89 99.87 99.88333240 99.89 99.89 99.87 99.88333
Gráfica 3: Gráfica de la tabla 5 del polipropileno a 90°C, 100g, 4h
0 50 100 150 200 250 30099.82
99.84
99.86
99.88
99.9
99.92
99.94
99.96
99.98
100
100.02
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO90 °C, 100 g, 4h (g)
Tiempo (min)
Hum
edad
(g
de a
gua/
g de
sol
ido
seco
)
Tabla 6: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 5RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85ºC, 100g, 4h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .33 .11 .22 .25 OkCORRIDA 2 .31 .12 .19 .25 OkCORRIDA 3 .34 .13 .21 .25 OkMEDIA .33 .12 .2066 .25 Ok
Tabla 7: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 80 ºC, 200 g, 4h
RESINA: POLIP+A1:E21ROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGROCONDICIONES DE OPERACIÓN: 80ºC, 200g, 4h
40
FECHA 29-may 29-may 29-may 29-mayMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 200 200 200 20015 199.1 199.94 199.9 199.886730 199.84 199.92 199.88 199.8845 199.82 199.9 199.94 199.886760 199.8 199.89 199.82 199.836775 199.78 199.88 199.81 199.823390 199.79 199.87 199.8 199.82105 199.78 199.86 199.8 199.8133120 199.78 199.86 199.81 199.8167135 199.79 199.85 199.8 199.8133150 199.78 199.86 199.8 199.8133165 199.78 199.86 199.8 199.8133180 199.78 199.86 199.8 199.8133195 199.78 199.86 199.8 199.8133210 199.78 199.85 199.8 199.81225 199.78 199.86 199.8 199.8133240 199.78 199.86 199.8 199.8133
Gráfica 4: Gráfica de la tabla 7 del polipropileno a 80°C, 100 g, 4h
0 50 100 150 200 250 300199.7
199.75
199.8
199.85
199.9
199.95
200
200.05
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO80 °C, 200 g, 4 h
Tiempo (min)Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 8: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 7RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80ºC, 200g, 4h%Hr Inicial %Hr Final %Hr % Máximo Resultado
41
retirado permitidoCORRIDA 1 .37 .12 .25 .25 OkCORRIDA 2 .36 .10 .26 .25 OkCORRIDA 3 .38 .12 .26 .25 OkMEDIA .37 .1133 .2566 .25 Ok
Tabla 9: Resultados de polipropileno, srh 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 85ºc, 200 g, 4hRESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES E OPERACIÓN: 85ºC,200g, 4hFECHA 30-may 30-may 30-may 30-mayMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 200 200 200 20015 199.88 199.9 199.9 199.893330 199.84 199.85 199.87 199.853345 199.82 199.83 199.85 199.833360 199.81 199.8 199.84 199.816775 199.79 199.79 199.82 199.890 199.78 199.79 199.8 199.79105 199.78 199.79 199.8 199.79120 199.78 199.79 199.8 199.79135 199.78 199.79 199.8 199.79150 199.78 199.79 199.8 199.79165 199.78 199.79 199.8 199.79180 199.78 199.79 199.8 199.79195 199.78 199.79 199.8 199.79210 199.78 199.79 199.8 199.79225 199.78 199.79 199.8 199.79240 199.78 199.79 199.8 199.79
Gráfica 5: Gráfica de la tabla 9 del polipropileno a 85 °C, 200 g, 4h
42
0 50 100 150 200 250 300199.65
199.7
199.75
199.8
199.85
199.9
199.95
200
200.05
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO85 °C, 200 g, 4 h
Tiempo (min)Hu
med
ad (
g d
e ag
ua/
g d
e so
lido
sec
o)
Tabla 10: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 9RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 200 g, 4h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .33 .13 .20 .25 OkCORRIDA 2 .38 .15 .23 .25 OkCORRIDA 3 .35 .12 .24 .25 OkMEDIA .3533 .1333 .2233 .25 Ok
Tabla 11: Resultados de polipropileno, srh 35 f, grafito negro condiciones de operación: 90ºC, 200 g, 4h
RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGROCONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC,200 g, 4h
FECHA 2-JUN 2-JUN 2-JUN 2-JUNMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)
0 200 200 200 20015 199.88 199.84 199.86 199.8630 199.84 199.82 199.82 199.826745 199.82 199.81 199.8 199.8160 199.81 199.8 199.78 199.796775 199.8 199.79 199.77 199.786790 199.77 199.78 199.77 199.7733
105 199.75 199.78 199.76 199.7633120 199.74 199.78 199.76 199.7567135 199.73 199.77 199.76 199.7533150 199.72 199.78 199.76 199.7533165 199.72 199.78 199.76 199.7533180 199.72 199.78 199.76 199.7533
43
195 199.72 199.78 199.76 199.7533210 199.72 199.78 199.76 199.7533225 199.72 199.78 199.76 199.7533240 199.72 199.77 199.76 199.75
Gráfica 6: Gráfica de la tabla 11 del polipropileno a 90 °C, 200 g, 4h
0 50 100 150 200 250 300199.6
199.65
199.7
199.75
199.8
199.85
199.9
199.95
200
200.05
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO90 °C, 200 g, 4 h
Tiempo (min)Hu
me
dad
(g
de
agu
a/g
de
so
lid
o s
eco
)
Tabla 12: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 11RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 200 g, 4h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .37 .12 .25 .25 OkCORRIDA 2 .35 .11 .24 .25 OkCORRIDA 3 .36 .12 .24 .25 OkMEDIA .36 .1166 .2433 .25 Ok
Tabla 13: Resultados de polipropileno, 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 80 ºC, 300 g, 4hRESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 300 g, 4hFECHA 03-jun 03-jun 03-jun 03-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 300 300 300 30015 299.88 299.9 299.86 299.8830 299.86 299.88 299.82 299.853345 299.81 299.86 299.8 299.823360 299.78 299.85 299.79 299.806775 299.75 299.84 299.78 299.7990 299.72 299.84 299.79 299.7833105 299.7 299.84 299.78 299.7733120 299.68 299.84 299.78 299.7667
44
135 299.68 299.84 299.78 299.7667150 299.68 299.84 299.78 299.7667165 299.68 299.84 299.78 299.7667180 299.68 299.84 299.78 299.7667195 299.68 299.84 299.78 299.7667210 299.68 299.84 299.78 299.7667225 299.68 299.84 299.78 299.7667240 299.68 299.84 299.78 299.7667
Gráfica 7: Gráfica de la tabla 13 del polipropileno a 80 °C, 300 g, 4h
0 50 100 150 200 250 300299.65
299.7
299.75
299.8
299.85
299.9
299.95
300
300.05
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO80 °C, 300 g, 4 h
Tiempo (min)Hu
me
da
d (
g d
e a
gu
a/g
de
so
lid
o s
eco
)
Tabla 14: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 13RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 300 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .36 .14 .22 .25 OkCORRIDA 2 .35 .15 .20 .25 OkCORRIDA 3 .34 .16 .18 .25 OkMEDIA .35 .15 .20 .25 Ok
Tabla 15: Resultados de polipropileno, 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 80ºc, 100 g, 4hRESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 300 g, 4 h
FECHA 04-jun 04-jun 04-jun 04-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 300 300 300 30015 299.88 299.86 299.85 299.863330 299.83 299.83 299.82 299.826745 299.82 299.82 299.8 299.8133
45
60 299.82 299.82 299.79 299.8175 299.82 299.81 299.79 299.806790 299.81 299.81 299.79 299.8033105 299.8 299.8 299.79 299.7967120 299.8 299.8 299.79 299.7967135 299.8 299.79 299.79 299.7933150 299.8 299.79 299.79 299.7933165 299.8 299.79 299.79 299.7933180 299.8 299.79 299.79 299.7933195 299.8 299.79 299.79 299.7933210 299.8 299.79 299.79 299.7933225 299.8 299.79 299.79 299.7933240 299.8 299.79 299.79 299.7933
Gráfica 8: Gráfica de la tabla del polipropileno a 85 °C, 300 g, 4h
0 50 100 150 200 250 300299.65
299.7
299.75
299.8
299.85
299.9
299.95
300
300.05
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO85 °C, 300 g, 4 h
Tiempo (min)
Hu
me
dad
(g
de a
gua/
g d
e s
olid
o s
eco
)
Tabla 16: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 15RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 300 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .38 .14 .24 .25 OkCORRIDA 2 .36 .12 .24 .25 OkCORRIDA 3 .35 .13 .22 .25 OkMEDIA .3633 .13 .2333 .25 Ok
Tabla 17: Resultados de polipropileno, 35 nf, grafito negro condiciones de operación: 90 ºC, 300 g, 4hRESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 300 g, 4hFECHA 05-jun 05-jun 05-jun 05-jun
46
MIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 300 300 300 30015 299.89 299.92 299.9 299.903330 299.84 299.8 299.82 299.8245 299.82 299.78 299.8 299.860 299.8 299.77 299.79 299.786775 299.78 299.76 299.78 299.773390 299.76 299.74 299.77 299.7567105 299.75 299.75 299.76 299.7533120 299.75 299.74 299.76 299.7517135 299.74 299.75 299.76 299.75150 299.74 299.74 299.76 299.7467165 299.73 299.74 299.76 299.7433180 299.73 299.74 299.76 299.7433195 299.73 299.74 299.76 299.7433210 299.73 299.74 299.76 299.7433225 299.73 299.74 299.76 299.7433240 299.73 299.74 299.76 299.7433
Gráfica 9: Gráfica de la tabla 17 del polipropileno a 90°C, 300 g, 4h
0 50 100 150 200 250 300299.6
299.65
299.7
299.75
299.8
299.85
299.9
299.95
300
300.05
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO90 °C, 300 g, 4 h
Tiempo (min)Hu
me
dad
(g
de
agu
a/g
de
so
lid
o s
eco
)
Tabla 18: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 17RESINA: POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 300 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
47
CORRIDA 1 .34 .09 .25 .25 OkCORRIDA 2 .36 .11 .25 .25 OkCORRIDA 3 .32 .10 .22 .25 OkMEDIA .34 .10 .24 .25 Ok
4.3 TABLAS DE RESULTADOS, GRÁFICAS Y CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL Y FINAL DEL NYLON, GRAFITO BLANCO.
Tabla 19: Resultados de nylon, grafito blanco condiciones de operación: 80ºC, 100 g, 4hRESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 100 g, 4h
FECHA 16-jun 16-jun 16-jun 16-jun
MIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)
0 100 100 100 100
15 99.88 99.9 99.9 99.89333
30 99.86 99.86 99.85 99.85667
45 99.84 99.83 99.83 99.83333
60 99.83 99.81 99.82 99.82
75 99.82 99.79 99.81 99.80667
90 99.81 99.78 99.8 99.79667
105 99.82 99.78 99.79 99.79667
120 99.81 99.79 99.79 99.79667
135 99.81 99.78 99.79 99.79333
150 99.8 99.78 99.79 99.79
165 99.81 99.78 99.79 99.79333
180 99.8 99.78 99.79 99.79
195 99.81 99.78 99.79 99.79333
210 99.81 99.78 99.79 99.79333
48
225 99.81 99.78 99.79 99.79333
240 99.81 99.78 99.79 99.79333
Gráfica 10: Gráfica de la tabla 19 del Nylon a 80 °C, 100 g, 4h
0 50 100 150 200 250 30099.65
99.7
99.75
99.8
99.85
99.9
99.95
100
100.05
NYLON GRAFITO BLANCO80 °C, 100 g, 4 h
Tiempo (min)
Hu
me
dad
(g
de
agu
a/g
de
so
lid
o s
eco
)
Tabla 20: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 19RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 100 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .32 .09 .23 .25 OkCORRIDA 2 .36 .08 .24 .25 OkCORRIDA 3 .30 .10 .20 .25 OkMEDIA .3266 .09 .2233 .25 Ok
Tabla 21: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 50ºc, 100 g, 4hRESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 100 g, 4 hFECHA 17-jun 17-jun 17-jun 17-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 100 100 100 10015 99.82 99.88 99.85 99.85
49
30 99.78 99.8 99.82 99.845 99.75 99.75 99.8 99.7666760 99.74 99.7 99.81 99.7575 99.72 99.69 99.8 99.7366790 99.7 99.68 99.79 99.72333105 99.69 99.66 99.75 99.7120 99.69 99.66 99.73 99.69333135 99.69 99.65 99.72 99.68667150 99.69 99.65 99.69 99.67667165 99.69 99.65 99.68 99.67333180 99.69 99.65 99.67 99.67195 99.69 99.65 99.68 99.67333210 99.69 99.65 99.67 99.67225 99.69 99.65 99.67 99.67240 99.69 99.65 99.67 99.67
Gráfica 11: Gráfica de la tabla 20 del Nylon a 85 °C, 100 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 30099.5
99.5599.6
99.6599.7
99.7599.8
99.8599.9
99.95100
100.05
NYLON GRAFITO BLANCO85 °C , 100 g, 4 h
Tiempo (min)
Hu
me
dad
(g
de
agu
a/g
de
so
lid
o s
eco
)
Tabla 22: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 20RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 100 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .38 .11 .27 .25 OkCORRIDA 2 .36 .12 .24 .25 OkCORRIDA 3 .35 .10 .25 .25 OkMEDIA .3633 .11 .2533 .25 Ok
Tabla 23: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 90 ºC, 100 g, 4 hRESINA: NYLON GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 100 g, 4 h
50
FECHA 18-jun 18-jun 18-jun 18-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 100 100 100 10015 99.91 99.91 99.9 99.9066730 99.72 99.75 99.73 99.7333345 99.7 99.72 99.7 99.7066760 99.69 99.71 99.68 99.6933375 99.68 99.7 99.66 99.6890 99.65 99.68 99.65 99. 66105 99.65 99.67 99.64 99.65333120 99.66 99.66 99.64 99.65333135 99.66 99.66 99.64 99.65333150 99.66 99.66 99.64 99.65333165 99.66 99.66 99.64 99.65333180 99.66 99.65 99.64 99.65195 99.66 99.66 99.64 99.65333210 99.66 99.66 99.64 99.65333225 99.66 99.66 99.64 99.65333240 99.66 99.66 99.64 99.65333
Gráfica 12: Gráfica de la tabla 23 del Nylon a 90 °C, 100 g, 4h
0 50 100 150 200 250 30099.4
99.5
99.6
99.7
99.8
99.9
100
100.1
NYLON GRAFITO BLANCO90 °C, 100 g, 4 h
Tiempo (min)
Hu
me
dad
(g
de
agu
a/g
de
so
lid
o s
eco
)
Tabla 24: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 23RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 100 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .37 .11 .26 .25 OkCORRIDA 2 .35 .12 .23 .25 OkCORRIDA 3 .39 .10 .29 .25 OkMEDIA .37 .11 .26 .25 Ok
51
Tabla 25: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 80 ºC, 200 g, 4 hRESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 200 g, 4 hFECHA 19-ago 19-ago 19-ago 19-agoMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 200 200 200 20015 199.94 199.95 199.95 199.946730 199.91 199.9 199.91 199.906745 199.84 199.84 199.84 199.8460 199.8 199.83 199.81 199.813375 199.73 199.81 199.78 199.773390 199.69 199.78 199.76 199.7433105 199.67 199.77 199.75 199.73120 199.67 199.77 199.75 199.73135 199.68 199.76 199.75 199.73150 199.68 199.76 199.74 199.7267165 199.68 199.75 199.74 199.7233180 199.68 199.76 199.74 199.7233195 199.67 199.76 199.74 199.7233210 199.67 199.76 199.74 199.7233225 199.67 199.76 199.74 199.7233240 199.68 199.76 199.74 199.7267
Gráfica 13: Gráfica de la tabla 25 del Nylon a 80 °C, 200 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300199.55
199.6
199.65
199.7
199.75
199.8
199.85
199.9
199.95
200
200.05
NYLON GRAFITO BLANCO80 °C, 200 g, 4 h
Tiempo (min)Hu
me
dad
(g d
e a
gua/
g d
e so
lid
o s
eco
)
Tabla 26: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 25RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
52
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 200 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .32 .15 .17 .25 OkCORRIDA 2 .34 .11 .23 .25 OkCORRIDA 3 .30 .13 .17 .25 OkMEDIA .32 .13 .19 .25 Ok
Tabla 27: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 85 ºC, 200 g, 4 hRESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 200 g, 4 hFECHA 20-jun 20-jun 20-jun 20-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 200 200 200 20015 199.81 199.83 199.84 199.826730 199.66 199.69 199.7 199.683345 199.47 199.54 199.51 199.506760 199.37 199.43 199.43 199.4175 199.29 199.35 199.34 199.326790 199.2 199.25 199.26 199.2367105 199.17 199.24 199.18 199.1967120 199.12 199.19 199.12 199.1433135 199.09 199.15 199.07 199.1033150 199.04 199.14 199.06 199.08165 199.04 199.11 199.06 199.07180 199.03 199.1 199.06 199.0633195 199.04 199.1 199.06 199.0667210 199.03 199.09 199.05 199.0567225 199.03 199.09 199.05 199.0567240 199.03 199.09 199.05 199.0567
Gráfica 14: Gráfica de la tabla 27 del Nylon a 85°C, 200 g, 4h
53
0 50 100 150 200 250 300198.4
198.6
198.8
199
199.2
199.4
199.6
199.8
200
200.2
NYLON GRAFITO BLANCO85 °C 200 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 28: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 27RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 200 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .39 .14 .25 .25 OkCORRIDA 2 .38 .12 .26 .25 OkCORRIDA 3 .41 .10 .31 .25 Ok
.3933 .12 .2733 .25 Ok
Tabla 29: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 90 ºC, 200 g, 4 hRESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 200 g, 4 hFECHA 23-jun 23-jun 23-jun 23-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 200 200 200 20015 199.9 199.89 199.91 199.930 199.86 199.79 199.86 199.836745 199.78 199.73 199.81 199.773360 199.75 199.66 199.77 199.726775 199.73 199.6 199.74 199.6990 199.74 199.59 199.72 199.6833105 199.73 199.56 199.71 199.6667120 199.74 199.56 199.71 199.67135 199.73 199.56 199.71 199.6667
54
150 199.73 199.56 199.71 199.6667165 199.73 199.56 199.71 199.6667180 199.73 199.56 199.71 199.6667195 199.73 199.56 199.71 199.6667210 199.73 199.56 199.71 199.6667225 199.73 199.56 199.71 199.6667240 199.73 199.56 199.71 199.6667
Gráfica 15: Gráfica de la tabla del Nylon a 90 °C, 200 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300199.5
199.6
199.7
199.8
199.9
200
200.1
NYLON GRAFITO BLANCO90 °C, 200 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 30: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 29RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 200 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .36 .15 .21 .25 OkCORRIDA 2 .38 .13 .25 .25 OkCORRIDA 3 .34 .11 .23 .25 OkMEDIA .36 .13 .23 .25 Ok
Tabla 31: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 80 ºC, 300 g, 4 h
55
RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCOCONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 300 g, 4 h
FECHA 24-jun 24-jun 24-jun 24-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 300 300 300 30015 299.84 299.78 299.8 299.806730 299.57 299.56 299.58 299.5745 299.45 299.52 299.46 299.476760 299.32 299.31 299.36 299.3375 299.21 299.25 299.27 299.243390 299.14 299.15 299.17 299.1533105 299.09 299.08 299.12 299.0967120 299.02 299.01 299.05 299.0267135 299.02 299 299.03 299.0167150 298.98 298.99 299.01 298.9933165 298.96 298.98 298.99 298.9767180 298.93 298.97 298.99 298.9633195 298.92 298.98 298.99 298.9633210 298.92 298.97 298.99 298.96225 298.92 298.97 298.99 298.96240 298.92 298.97 298.99 298.96
Gráfica 16: Gráfica de la tabla 31 del Nylon a 80 °C, 300 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300298.4
298.6
298.8
299
299.2
299.4
299.6
299.8
300
300.2
NYLON GRAFITO BLANCO80 °C, 300 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 32: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 31RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 300 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr % Máximo Resultado
56
retirado permitidoCORRIDA 1 .35 .12 .23 .25 OkCORRIDA 2 .39 .13 .26 .25 OkCORRIDA 3 .32 .15 .17 .25 OkMEDIA .3533 .1666 .1933 .25 Ok
Tabla 33: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 85 °C, 300 g, 4 hRESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 300 g, 4 hFECHA 25-jun 25-jun 25-jun 25-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)
0 300 300 300 30015 299.67 299.67 299.69 299.676730 299.43 299.46 299.36 299.416745 299.28 299.33 299.21 299.273360 299.17 299.19 299.16 299.173375 299.09 299.15 299.07 299.103390 298.99 299.06 298.98 299.01
105 298.92 298.99 298.94 298.95120 298.85 298.96 298.91 298.9067135 298.84 298.96 298.86 298.8867150 298.84 298.95 298.85 298.88165 298.83 298.95 298.85 298.8767180 298.83 298.94 298.85 298.8733195 298.83 298.94 298.85 298.8733210 298.83 298.94 298.85 298.8733225 298.83 298.94 298.85 298.8733240 298.83 298.94 298.85 298.8733
Gráfica 17: Gráfica de la tabla 33 del Nylon a 85 °C, 300 g, 4 h
57
0 50 100 150 200 250 300298.2
298.4
298.6
298.8
299
299.2
299.4
299.6
299.8
300
300.2
NYLON GRAFITO BLANCO85 °C, 300 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 34: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 33RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 300 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .35 .12 .23 .25 OkCORRIDA 2 .36 .16 .20 .25 OkCORRIDA 3 .37 .11 .26 .25 OkMEDIA .36 .13 .23 .25 Ok
Tabla 35: Resultados de nylon, grafito blanco en condiciones de operación: 90 ºC, 300 g, 4 hRESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 300 g, 4 hFECHA 26-jun 26-jun 26-jun 26-junMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 300 300 300 30015 299.55 299.86 299.8 299.736730 299.41 299.44 299.51 299.453345 299.33 299.33 299.43 299.363360 299.24 299.27 299.34 299.283375 299.15 299.24 299.29 299.226790 299.15 299.22 299.2 299.19105 299.15 299.22 299.2 299.19120 299.14 299.23 299.18 299.1833135 299.14 299.22 299.16 299.1733150 299.14 299.22 299.15 299.17
58
165 299.14 299.22 299.16 299.1733180 299.14 299.22 299.16 299.1733195 299.14 299.22 299.16 299.1733210 299.14 299.22 299.16 299.1733225 299.14 299.22 299.16 299.1733240 299.14 299.22 299.16 299.1733
Gráfica 18: Gráfica de la tabla 35 del Nylon a 90 °C, 300 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300298.6
298.8
299
299.2
299.4
299.6
299.8
300
300.2
NYLON GRAFITO BLANCO90 °C, 300 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 36: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 35RESINA: NYLON, GRAFITO BLANCO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 300 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .35 .12 .23 .25 OkCORRIDA 2 .36 .16 .20 .25 OkCORRIDA 3 .37 .11 .26 .25 OkMEDIA .36 .13 .23 .25 Ok
4.4 TABLAS DE RESULTADOS, GRÁFICAS Y CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL Y FINAL DE LA PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO.
Tabla 37: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 80 ºC, 100 g, 4 hRESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 100 g, 4 hFECHA 04-jul 04-jul 04-jul 04-jul
59
MIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 100 100 100 100
15 99.89 99.88 99.87 99.8830 99.83 99.85 99.94 99.8733345 99.82 99.84 99.81 99.8233360 99.8 99.84 99.78 99.8066775 99.8 99.83 99.75 99.7933390 99.79 99.83 99.75 99.79
105 99.78 99.83 99.75 99.78667120 99.78 99.83 99.75 99.78667135 99.78 99.83 99.75 99.78667150 99.78 99.83 99.75 99.78667165 99.78 99.82 99.75 99.78333180 99.78 99.82 99.75 99.78333195 99.78 99.82 99.75 99.78333210 99.78 99.82 99.75 99.78333225 99.78 99.82 99.75 99.78333240 99.78 99.82 99.75 99.78333
Gráfica 19: Gráfica de la tabla 37 de la PA6+GF30% a 80 °C, 100 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 30099.65
99.7
99.75
99.8
99.85
99.9
99.95
100
100.05
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO80 °C, 100 g, 4 h
Tiempo (min)
Hu
me
da
d (
g d
e a
gu
a/g
de
so
lid
o s
eco
)
Tabla 38: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 37RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 100 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .35 .12 .23 .25 OkCORRIDA 2 .36 .12 .24 .25 Ok
60
CORRIDA 3 .35 .15 .20 .25 OkMEDIA .3533 .1333 .22 .25 Ok
Tabla 39: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 85 ºC, 100 g, 4 hRESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 100 g, 4 hFECHA 15-jul 15-jul 15-jul 15-julMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 100 100 100 10015 99.94 99.93 99.9 99.9233330 99.88 99.89 99.87 99.8845 99.89 99.88 99.87 99.8860 99.88 99.88 99.86 99.8733375 99.88 99.88 99.86 99.8733390 99.88 99.87 99.86 99.87105 99.87 99.87 99.86 99.86667120 99.87 99.87 99.86 99.86667135 99.87 99.87 99.86 99.86667150 99.87 99.87 99.86 99.86667165 99.87 99.87 99.86 99.86667180 99.87 99.87 99.86 99.86667195 99.87 99.87 99.86 99.86667210 99.87 99.87 99.86 99.86667225 99.87 99.87 99.86 99.86667240 99.87 99.87 99.86 99.86667
Gráfica 20: Gráfica de la tabla 39 de la PA6+GF30% a 85 °C, 100 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 30099.8
99.8299.8499.8699.88
99.999.9299.9499.9699.98
100100.02
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO85 °C, 100 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g
de a
gua/
g de
sol
ido
seco
)
Tabla 40: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 39
61
RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGROCONDICIONES DE OPERACIÓN: 85ºC, 100 g, 4h
%Hr Inicial %Hr Final %Hr retirado
% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .24 .11 .13 .25 OkCORRIDA 2 .26 .09 .17 .25 OkCORRIDA 3 .28 .10 .18 .25 OkMEDIA .26 .10 .16 .25 Ok
Tabla 41: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 90 ºC, 100 g, 4 hRESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 100 g, 4 hFECHA 16-jul 16-jul 16-jul 16-julMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 100 100 100 10015 99.85 99.84 99.86 99.8530 99.79 99.83 99.83 99.8166745 99.78 99.83 99.79 99.860 99.77 99.82 99.78 99.7975 99.76 99.82 99.76 99.7890 99.76 99.82 99.76 99.78105 99.76 99.81 99.76 99.77667120 99.76 99.81 99.76 99.77667135 99.75 99.81 99.76 99.77333150 99.75 99.81 99.76 99.77333165 99.75 99.81 99.76 99.77333180 99.75 99.81 99.76 99.77333195 99.75 99.81 99.76 99.77333210 99.75 99.81 99.76 99.77333225 99.75 99.81 99.76 99.77333240 99.75 99.81 99.76 99.77333
Gráfica 21: Gráfica de la tabla 41 de la PA6+GF30% a 90 °C, 100 g, 4 h
62
0 50 100 150 200 250 30099.65
99.7
99.75
99.8
99.85
99.9
99.95
100
100.05
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO90 °C, 100 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 42: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 41RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 100 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .32 .13 .19 .25 OkCORRIDA 2 .36 .14 .22 .25 OkCORRIDA 3 .34 .16 .18 .25 OkMEDIA .34 1433 .1966 .25 Ok
Tabla 43: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 80 °C, 200 g, 4 hRESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 200 g, 4 hFECHA 17-jul 17-jul 17-jul 17-julMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 200 200 200 20015 199.81 199.82 199.8 199.8130 199.76 199.76 199.77 199.763345 199.75 199.71 199.73 199.7360 199.7 199.71 199.71 199.706775 199.66 199.7 199.7 199.686790 199.64 199.7 199.69 199.6767105 199.62 199.69 199.68 199.6633120 199.61 199.69 199.69 199.6633135 199.61 199.69 199.67 199.6567150 199.6 199.69 199.66 199.65165 199.6 199.68 199.66 199.6467180 199.6 199.68 199.66 199.6467
63
195 199.6 199.68 199.66 199.6467210 199.6 199.68 199.66 199.6467225 199.6 199.68 199.66 199.6467240 199.6 199.68 199.66 199.6467
Gráfica 22: Gráfica de la tabla 43 de la PA6+GF30% a 80 °C, 200 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300199.4
199.5
199.6
199.7
199.8
199.9
200
200.1
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO80 °C, 200 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g
de a
gua/
g de
sol
ido
seco
)
Tabla 44: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 43RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 200 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .27 .13 .14 .25 OkCORRIDA 2 .26 .12 .14 .25 OkCORRIDA 3 .25 .15 .10 .25 OkMEDIA .26 .1366 .1233 .25 Ok
Tabla 45: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 85 °C, 200 g, 4 hRESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 ºC, 200 g, 4 hFECHA 18-jul 18-jul 18-jul 18-julMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 200 200 200 20015 199.82 199.77 199.8 199.796730 199.73 199.72 199.74 199.7345 199.68 199.65 199.69 199.673360 199.63 199.65 199.65 199.643375 199.62 199.63 199.62 199.623390 199.61 199.63 199.61 199.6167
64
105 199.61 199.63 199.61 199.6167120 199.61 199.63 199.61 199.6167135 199.61 199.63 199.61 199.6167150 199.61 199.63 199.61 199.6167165 199.61 199.63 199.61 199.6167180 199.61 199.63 199.61 199.6167195 199.61 199.63 199.61 199.6167210 199.61 199.63 199.61 199.6167225 199.61 199.63 199.61 199.6167240 199.61 199.63 199.61 199.6167
Gráfica 23: Gráfica de la tabla 45 de la PA6+GF30% a 85 °C, 200 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300199.4
199.5
199.6
199.7
199.8
199.9
200
200.1
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO85 °C, 200 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 46: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 45RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85 °C, 200 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .35 .15 .20 .25 OkCORRIDA 2 .36 .16 .20 .25 OkCORRIDA 3 .36 .14 .18 .25 OkMEDIA .3566 .15 .1933 .25 Ok
Tabla 47: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 90 ºC, 200 g, 4 hRESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 200 g, 4 h
65
FECHA 21-jul 21-jul 21-jul 21-julMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 200 200 200 20015 199.73 199.75 199.74 199.7430 199.7 199.72 199.71 199.7145 199.64 199.7 199.68 199.673360 199.62 199.61 199.63 199.6275 199.57 199.57 199.59 199.576790 199.56 199.56 199.57 199.5633105 199.56 199.56 199.57 199.5633120 199.56 199.56 199.57 199.5633135 199.56 199.56 199.57 199.5633150 199.56 199.56 199.57 199.5633165 199.56 199.56 199.57 199.5633180 199.56 199.56 199.57 199.5633195 199.56 199.56 199.57 199.5633210 199.56 199.56 199.57 199.5633225 199.56 199.56 199.57 199.5633240 199.56 199.56 199.57 199.5633
Gráfica 24: Gráfica de la tabla 47 de la PA6+GF30% a 90°C, 200 g, 4 h
66
0 50 100 150 200 250 300199.3
199.4
199.5
199.6
199.7
199.8
199.9
200
200.1
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO90 °C, 200 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 48: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 47RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 90 ºC, 200 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .35 .19 .16 .25 OkCORRIDA 2 .37 .15 .22 .25 OkCORRIDA 3 .36 .16 .20 .25 OkMEDIA .36 .1666 .1933 .25 Ok
Tabla 49: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 80ºc, 300 g, 4hRESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 300 g, 4 hFECHA 23-jul 23-jul 23-jul 23-julMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 300 300 300 30015 299.84 299.85 299.83 299.8430 299.72 299.74 299.73 299.7345 299.65 299.66 299.65 299.653360 299.62 299.62 299.62 299.6275 299.6 299.6 299.61 299.603390 299.59 299.58 299.6 299.59105 299.57 299.58 299.59 299.58120 299.57 299.57 299.58 299.5733135 299.57 299.57 299.57 299.57150 299.57 299.56 299.57 299.5667165 299.57 299.56 299.57 299.5667
67
180 299.57 299.56 299.57 299.5667195 299.57 299.56 299.57 299.5667210 299.57 299.56 299.57 299.5667225 299.57 299.56 299.57 299.5667240 299.57 299.56 299.57 299.5667
Gráfica 25: Gráfica de la tabla 49 de la PA6+GF30% a 80 °C, 300 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300299.3
299.4
299.5
299.6
299.7
299.8
299.9
300
300.1
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO80 °C, 300 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 50: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 49RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 300 g, 4 h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .31 .18 .13 .25 OkCORRIDA 2 .33 .16 .17 .25 OkCORRIDA 3 .30 .15 .15 .25 OkMEDIA .3133 .1633 .15 .25 Ok
Tabla 51: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 85 ºC, 300 g, 4 hRESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85ºC, 300 g, 4hFECHA 25-jul 25-jul 25-jul 25-julMIN 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 300 300 300 30015 299.79 299.75 299.76 299.766730 299.63 299.62 299.65 299.633345 299.53 299.59 299.57 299.5633
68
60 299.5 299.53 299.54 299.523375 299.5 299.49 299.51 299.590 299.47 299.47 299.49 299.4767105 299.47 299.45 299.47 299.4633120 299.43 299.43 299.45 299.4367135 299.43 299.43 299.43 299.43150 299.43 299.43 299.43 299.43165 299.43 299.43 299.43 299.43180 299.43 299.43 299.43 299.43195 299.43 299.43 299.43 299.43210 299.43 299.43 299.43 299.43225 299.43 299.43 299.43 299.43240 299.43 299.43 299.43 299.43
Gráfica 26: Gráfica de la tabla 52 de la PA6+GF30% a 85 °C, 300 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300299.1
299.2
299.3
299.4
299.5
299.6
299.7
299.8
299.9
300
300.1
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO85ºC, 300 g, 4h (g)
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 52: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 51RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
CONDICIONES DE OPERACIÓN: 85ºC, 300 g, 4h%Hr Inicial %Hr Final %Hr
retirado% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .32 .18 .14 .25 OkCORRIDA 2 .36 .16 .20 .25 OkCORRIDA 3 .34 .17 .17 .25 OkMEDIA .34 .17 .17 .25 Ok
Tabla 53: Resultados de PA6+GF30%, grafito negro en condiciones de operación: 90 ºC, 300 g, 4 h
69
RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGROCONDICIONES DE OPERACIÓN: 90ºC, 300g, 4h
FECHA 28-jul 28-jul 28-jul 28-julmin 1ª corrida(g) 2ª corrida(g) 3ª corrida(g) Media(g)0 300 300 300 30015 299.68 299.65 299.67 299.666730 299.56 299.42 299.46 299.4845 299.52 299.23 299.4 299.383360 299.47 299.19 299.36 299.3475 299.4 299.16 299.32 299.293390 299.37 299.08 299.29 299.2467105 299.36 299.04 299.26 299.22120 299.35 299.03 299.24 299.2067135 299.34 299.02 299.2 299.1867150 299.34 299.02 299.19 299.1833165 299.34 299.02 299.19 299.1833180 299.34 299.02 299.19 299.1833195 299.34 299.02 299.19 299.1833210 299.34 299.02 299.19 299.1833225 299.34 299.02 299.19 299.1833240 299.34 299.02 299.19 299.1833
Gráfica 27: Gráfica de la tabla 53 de la PA6+GF30% a 90 °C, 300 g, 4 h
0 50 100 150 200 250 300298.6
298.8
299
299.2
299.4
299.6
299.8
300
300.2
PA6+GF30%, GRAFITO NEGRO90 °C, 300 g, 4 h
Tiempo (min)
Hum
edad
(g d
e ag
ua/g
de
solid
o se
co)
Tabla 54: Porcentaje de humedad inicial y final del tratamiento de la tabla 53
70
RESINA: PA6+GF30%, GRAFITO NEGROCONDICIONES DE OPERACIÓN: 80 ºC, 100 g, 4 h
%Hr Inicial %Hr Final %Hr retirado
% Máximopermitido
Resultado
CORRIDA 1 .42 .12 .30 .25 OkCORRIDA 2 .38 .13 .35 .25 OkCORRIDA 3 .39 .15 .34 .25 OkMEDIA .3967 .13 .33 .25 Ok
4.5 ANALISIS DE RESULTADOSEn este apartado se proponen tres análisis distintos de resultados:
1. Considerando solo la variable del tiempo de secado.
2. Considerando el tiempo que tardan en llegar sequedad las resinas a las
diferentes temperaturas sometidas.
4.5.1 Consideración 1: TiempoAl realizarse un análisis considerando únicamente la variable del tiempo se tiene
que delimitar el momento en que la masa del material ya no cambia en un
determinado tiempo.
Tabla 55: Primer análisis del polipropileno, srh 35 nf, grafito negro tomando solo al tiempo como factor limitante
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGRO
FECHA °C Corrida 1 Corrida 2 Corrida 3 Tiempo(min) Tiempo(+30 min)
26-may 80 120 90 120 110 140
27-may 85 60 60 105 75 10525-may 90 60 105 120 95 125
29-may 80 75 105 90 90 12030-may 85 90 75 90 85 115
02-jun 90 150 135 105 130 16003-jun 80 120 75 75 90 120
04-jun 85 105 135 60 100 13090 135 120 105 120 150
85 101.6667 100 96.6667 99.4444 129.4444
71
Propuesta 1 para el Polipropileno: El tiempo se secado para el polipropileno de
acuerdo a este tipo de análisis sería de 2.15 h o 129.4444 min.
Tabla 56: Primer análisis del nylon grafito blanco tomando solo al tiempo como factor limitanteNYLON, GRAFITO BLANCO
FECHA °C Corrida 1 Corrida 2 Corrida 3 Tiempo m Tiempo s
16-jun 80 120 90 105 105 135
17-jun 85 105 135 165 135 165
18-jun 90 90 120 105 105 135
19-jun 80 105 135 150 130 160
20-jun 85 150 180 150 160 190
23-jun 90 75 105 105 95 125
24-jun 80 180 180 165 175 205
25-jun 85 180 180 165 175 205
25-jun 90 120 90 135 115 145
85 125 135 138.3333 132.7778 162.7778
Propuesta 1 para el Nylon: El tiempo se secado para el nylon de acuerdo a este
tipo de análisis sería de 2.7 h o 163 min.
Tabla 57: Primer análisis de la PA6+GF30% tomando solo al tiempo como factor limitantePA6+GF30%, GRAFITO NEGRO
FECHA
°C Corrida 1 Corrida 2 Corrida 3 Tiempo(min
)
Tiempo(+30min)
14-jul 80 105 165 75 115 14515-jul 85 105 90 60 85 115
16-jul 90 150 120 75 115 14517-jul 80 150 165 150 155 185
18-jul 85 90 105 135 110 14021-jul 90 90 90 90 90 120
23-jul 80 105 150 135 130 16025-jul 85 135 150 135 140 170
72
28-jul 90 135 150 150 145 175
85 118.3333 131.666
7
111.6667 120.5556 150.5556
Propuesta 1 para la Poliamida+GF30%: El tiempo se secado para la poliamida
más %30 de fibra de vidrio de acuerdo a este tipo de análisis sería de 2.5 h o 150 min
A estas propuestas se les agregó 30 min adicionales al tiempo normal calculado,
esto para tener una holgura en el proceso de secado y disminuir el riesgo de
complicaciones
4.5.2 Consideración 2: Considerando el tiempo que tardan en llegar sequedad las resinas a las diferentes temperaturas sometidas.
Para este segundo análisis se considerarán la minutos que tarda en llegar las
resinas analizadas hasta sequedad a las diferentes temperaturas sometidas.
Esto nos ayudará a conocer qué efectos tiene la temperatura en los polímeros en
cuanto a la disminución de humedad y de una vez si la masa es un factor que
complique en demasía la confiabilidad de los resultados obtenidos bajo estas
circunstancias contra los posiblemente obtenibles en el secado de mayores
volúmenes de resina.
En las siguientes tres gráficas se mostrarán los cambios los tiempos en los cuales
llegaron las resinas a su sequedad a las diferentes temperaturas de operación
(80°C, 85°C, 90°C) involucrando también las taras de pesajes utilizadas para
estos experimentos. Cada gráfica va acompañada de una tabla que indica el
tiempo que tomó el secado involucrando las variables anteriormente mencionadas.
73
Gráfica 28: Análisis para propileno, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas.
100 g 200 g 300 g0
20
40
60
80
100
120
140110
90 9075
8510095
130120
Minutos que tarda en llegar el polipropileno a sequedad a las diferentes temperaturas utili -
zadas
80°C 85°C 90°
Temperaturas utilizadas (°C)
Tiem
po d
e se
cado
(m
in)
Tabla 58: Análisis para propileno, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas.
Análisis para polipropileno100 g 200 g 300 g
a 80 °C 110 min 90 min 90 mina 85 °C 75 min 85 min 100 mina 90 °C 95 min 130 min 120 min
Gráfica 29: Análisis para Nylon, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas.
100 g 200 g 300 g0
20406080
100120140160180
105
130
175
135
160175
10595
115
Minutos que tarda en llegar el Nylon a se -quedad a las diferentes temperaturas utili -
zadas
80°C 85°C 90°
Temperaturas utilizadas (°C)
Tiem
po d
e se
cado
(min
)
74
Tabla 59: Análisis para el Nylon, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas.Análisis para Nylon
100 g 200 g 300 ga 80 °C 105 min 130 min 175 mina 85 °C 135 min 160 min 175 mina 90 °C 105 min 95 min 115 min
Gráfica 30: Análisis para la PA6+GF30%, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas.
100 g 200 g 300 g0
20406080
100120140160
115 110130
85
110
140
115
90
145
Minutos que tarda en llegar la PA6+GF30% a sequedad a las diferentes temperaturas uti-
lizadas
80°C 85°C 90°
Temperaturas utilizadas (°C)
Tiem
po d
e se
cado
(min
)
Tabla 60: Análisis para el PA6+GF30%, minutos que tarda en llegar las resinas a sequedad a diferentes temperaturas sometidas.
Análisis para PA6+GF30%,100 g 200 g 300 g
a 80 °C 115 min 110 min 130 mina 85 °C 85 min 110 min 140 mina 90 °C 115 min 90 min 145 min
75
4.6 PRUEBAS CONFIRMATIVASAl llevar acabo todas las pruebas anteriores y con los análisis obtenidos se
procedieron a realizar las pruebas confirmativas en NCM a escala piloto utilizando
18 Kg para el Polipropileno, 20 Kg para el Nylon y 20 Kg para la PA6+GF30% en
dos repeticiones (A y B) sabiendo que se tiene que trabajar con una temperatura
de 90°C ya que propicia un mejor secado que las otras utilizadas y con los tiempos
delimitados en el punto 4.5.1 Consideración 1: Tiempode este trabajo.
4.6.1 Prueba confirmativa ATabla 61: Prueba confirmativa A para el Polipropileno utilizando 18Kg
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGROFECHA TIEMP.
(min)TEMP
ºCMASA 1
(g)MASA 2
(g)%HR
INICIAL%HR FINAL
OBSERV.
18-08-14 130 90 18000 17967.6 .31 .13 OK
Tabla 62: Prueba confirmativa A para el Nylon utilizando 20KgNYLON, GRAFITO BLANCO
FECHA TIEMP.(min)
TEMP ºC
MASA 1 (g)
MASA 2 (g)
%HR INICIA
L
%HR FINAL
OBSERV.
19-08-14 160 90 20000 19968 .28 .12 OK
Tabla 63: Prueba confirmativa A para la PA6+GF30% utilizando 20KgPA6 70% + GF 30%, GRAFITO NEGRO
FECHA TIEMP.(min)
TEMP ºC
MASA 1 (g)
MASA 2 (g)
%HR INICIA
L
%HR FINAL
OBSERV.
20-08-14 150 90 20000 19970 .30 .15 OK
4.6.2 PRUEBA CONFIRMATIVA BTabla 64: Prueba confirmativa B para el Polipropileno utilizando 18Kg
POLIPROPILENO, SRH 35 NF, GRAFITO NEGROFECHA TIEMP.
(min)TEMP ºC MASA
1 (g)MASA 2
(g)%HR
INICIAL
%HR FINAL
OBSERV.
01-09-14 130 90 18000 17971.1 .32 .16 OK
76
Tabla 65: Prueba confirmativa B para el Nylon utilizando 20KgNYLON, GRAFITO BLANCO
FECHA TIEMPO(min)
TEMP ºC MASA 1 (g)
MASA 2 (g)
%HR INICIAL
%HR FINAL
OBSERV.
02-09-14 160 90 20000 19972 .26 .12 OK
Tabla 66: Prueba confirmativa B para la PA6+GF30% utilizando 20KgPA6 70% + GF 30%, GRAFITO NEGRO
FECHA TIEMP.(min)
TEMP ºC MASA 1 (g)
MASA 2 (g)
%HR INICIA
L
%HR FINAL
OBSERV.
03-09-14 150 90 20000 19968 .31 .15 OK
Con estas pruebas realizadas y con todos los análisis llevados a cabo se procede
a la sección de discusiones y conclusiones.
77
5. DISCUSIONESEn este apartado se discutirán todos los pormenores de los resultados obtenidos
desde la sección de experimentación, los tratamientos, las propuestas
establecidas y hasta el porqué de las pruebas confirmativas.
5.1 DISCUSIONES DE LA EXPERIMENTACIÓNSe presentaron diferentes cuestiones dentro de la experimentación inicial y una de
ellas fue las variaciones del tiempo de secado que tardaban las mismas resinas en
secarse.
El diseño de la experimentación se realizó tomando en cuenta varias variables,
como diferentes masas de material polimérico a pesar para ver como afectaba
este parámetro, la temperatura utilizando 3 diferentes (80°C, 85°C y 90°C), un
factor muy importante el cual fue la naturaleza de la resina y ahí el porqué de
utilizar tres resinas de naturaleza diferente al utilizar un propileo, un nylon y una
amida. Todas estas variables con el fin de conocer las posibles variantes que se
puedan presentar al llevar el secado y poder hacer un buen análisis.
Puede notarse en algunas Gráficas que las resinas de polipropileno y poliamida
poseen actividad higroscópica al notarse ciertas interrupciones y picos debido a
que ganaba humedad mientras se realizaba la experimentación, este fenómeno
puede notarse solo en las gráficas 2, 3 y 4 para el polipropileno y en la 19 para la
poliamida. Se recomienda para la experimentación de otras resinas que puede
evitarse con buenas prácticas de trabajo y manteniendo condiciones de trabajo
con poca humedad en el ambiente, ya que de las 27 pruebas realizadas y
sabiendo que en todas se trabajó con materiales higroscópicos, solo estas 4
pruebas presentaron este problema sin subsecuentes consecuencias.
En las cinéticas de secado de los polímeros se observó que las condiciones de
operación de temperatura y cantidad de material a secar tienen un cierto efecto
79
sobre la pérdida de humedad. Pues si bien al aumentar la cantidad de material a
secar aumenta el tiempo de secado utilizando la temperatura más alta utilizada en
la fase de experimentación la cual fue de 90°C el tiempo obtenido para el secado
sigue siendo bastante menor al establecido de 240 min.
5.2 DISCUSIONES DE LOS ANÁLISIS EJECUTADOS.En el análisis uno se pudo observar que el tiempo requerido para el secado es
bajo en comparación al establecido sin previa experimentación en NCM, pues de
240 min que se tenían establecidos para el secado de estas resinas poliméricas se
encontró que el polipropileno puede ser secado hasta en 99.4 min, el nylon en
132.7 min y la poliamida en 120 min como mínimo.
Con tales hallazgos se puede incluso dejar una holgura de 30 min extras a ese
tiempo de secado mínimo para prever posibles incidentes cuando la humedad de
la resina sea muy alta esto como medida precautoria y, de aun con esto tener un
ahorro energético considerable ya que los tiempos de operación de los secadores
se disminuyen en 110 min para el polipropileno, 77 min para el nylon y 90 min para
la poliamida.
Por lo tanto esto termina siendo de una interesante importancia ya que por día se
puede llegar a trabajar hasta con una cantidad de 250 Kg de la misma resina en
secadoras con una capacidad de 25 Kg lo que implica 10 secadoras trabajando
simultáneamente a 10 prensadoras y si en cada una de ellas se reduce el tiempo
de uso en aproximadamente 90 min (tomando el tiempo medio de ahorro de las
tres resinas analizadas), se está hablando de 900min de ahorro por turno en 10
secadoras, siendo 2 turnos los que labora la planta y comúnmente se trabaja con
las 40 prensadoras disponibles cada una con su secadora de manera simultánea,
de manera obvia no en todas las prensadoras de partes plásticas se utiliza la
misma resina y se tiene que hacer análisis a las demás resinas utilizadas ya que
son demasiadas, pero, este trabajo demuestra que es viable reducir el tiempo de
secado de al menos estas tres resinas y que al ser escogidas 1 por familia (1 de
los propileos, una de los nylons y una de las amidas) es posible que otras resinas
de la misma familia puedan reducírseles el tiempo y por ende el coste energético.
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Otro punto de posible importancia para NCM es que al reducir el tiempo de secado
no solo se ahorra energía y por ende recursos económicos si no que impacta en
otras 2 cuestiones económicas bastante importantes:
1. El tiempo de vida útil de las secadoras y,
2. Poder generar mayor producción en el mismo tiempo actual.
La primera ya que si se decide continuar con la misma magnitud de producción el
deterioro de las secadoras será menor al operar por menos tiempo y así la vida útil
de esta se verá beneficiada.
La segunda en que si se decide aumentar la producción al tener las secadoras
desocupadas se podrán fabricar más piezas y así aumentar los requerimiento de
venta hacia el cliente ensamblador.
De acuerdo a la propuesta dos en el punto 4.5.2 Consideración 2: Considerando el
tiempo que tardan en llegar sequedad las resinas a las diferentes temperaturas
sometidas.de este trabajo, donde se consideraba el tiempo que tardaban en llegar
a sequedad las resinas a las diferentes temperaturas sometidas y mostrando las
diferentes magnitudes de material, se podría esperar que el tiempo de secado
fuera en decremento ya que la temperatura iba aumentando o en su defecto que el
tiempo fuese disminuyendo ya que la masa iba en aumento y en algunas Gráficas
presentadas eso no siempre siguió la misma tendencia y, se puede explicar ya
que debido a que no hay un control de humedad en la parte de “incomig” (recibo)
dentro de los almacenes de NCM la humedad inicial con la que la que se opera la
resina en ocasiones puede ser muy cambiante.
Lo anterior concuerda con los análisis de humedad hechos con la termobalanza y
presentado en las tablas de humedad subsecuentes a las gráficas de cada corrida
donde se ven algunos cambios distantes a los cotidianos de operación.
5.3 DISCUSIONES DE LAS PRUEBAS CONFIRMATIVASAl realizarse la pruebas confirmativas bajo las condiciones delimitadas en la fase
de análisis no se tuvo alguna complicación o algún efecto negativo en la resina al
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utilizar una temperatura más elevada con la anteriormente utilizada por NCM la
cual era de 80°C y como se mostró en el apartado 4.6.2 PRUEBA
CONFIRMATIVA B de este trabajo la temperatura de operación fue de 90°C. En
cuanto al parámetro de la humedad se obtuvieron resultados que cumplen con los
requerimientos de NCM los cuales indican que cualquiera que sea la resina
sometida al proceso de secado no puede contener más de .25% de humedad para
poder pasar a la operación de moldeo.
6. CONCLUSIONESSe logró determinar como una opción viable disminuir el tiempo de secado
utilizado para las resinas llamadas polipropileno grafito negro, nylon grafito blanco
y PA6+GF30% grafito negro utilizando en el proceso aire a 90 °C y un tiempo de
secado a 130 min para el polipropileno grafito negro, 160 min para el nylon grafito
blanco y 150 min para la PA6-GF30%. Esto derivado de un buen control en el
sistema de investigación efectuado.
El procedimiento nuevo a seguir se acomoda de mejor manera para economizar
gastos de electricidad y reducir el tiempo que anteriormente se utilizaba, esto
puede ayudar de dos diferentes formas:
1. Para tener menos tiempo las secadoras industriales de polímeros
encendidas y así aumentar su duración
2. Para aumentar la producción en periodos de mayor demanda con menos
secadoras pues la disminución de tiempo es obtenido fue muy
considerable.
Se recomienda seguir utilizando diariamente la termobalanza como prueba rápida
para determinar si la humedad está dentro de los rangos analizados y mostrados
en este trabajo y poder seguir utilizando estos parámetros de secado.
Cabe destacar que estos análisis tuvieron lugar a lo largo de 3 meses sin
presentar diferencias significativas en el contenido de humedad inicial por lo cual
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es difícil que se presenten complicaciones con las condiciones de secado
establecidas en este proyecto.
Por último se determinó que no fue posible y no es recomendable elevar la
temperatura a más de 100°C ya que en la parte interna del lecho de secado la
temperatura llega a aumentar más que en la parte externa causando que los
polímeros comiencen a presentar una ligera fundición lo cual es totalmente
rechazable ya que al llegar a la prensa y volver a calentarse ya pierde propiedades
importantes de dureza y resistencia en el producto terminado.
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