Programa de mantenimiento de máquinas deslodadoras para la extracción de aceite de palma-FINAL

21 de diciembre de 2011

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

Ingeniería de Mantenimiento

PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE MÁQUINAS DESLODADORAS PARA LA EXTRACCIÓN DE ACEITE DE PALMA

Realizado por: René Damián Serrano Silva

Contenido1. RESUMEN.............................................................................................................................2

2. INTRODUCCIÓN...................................................................................................................2

1.1. Clarificación.................................................................................................................2

1.2. Las máquinas deslodadoras y su contexto operacional..............................................3

3. CONDICIONES DE TRABAJO.................................................................................................4

3.1. Frecuencia y duración del proceso de extracción del aceite de palma.......................4

3.2. Capacidad instalada de centrifugadora.......................................................................4

3.3. Placa del motor............................................................................................................5

3.4. Condiciones de flujos de entrada y salida de la deslodadora.....................................5

3.5. Condiciones ambientales.............................................................................................5

4. PLAN DE MANTENIMIENTO ACTUAL...................................................................................6

5. PLAN DE MANTENIMIENTO PROPUESTO............................................................................6

5.1. Tipos de fallos considerados......................................................................6

5.2. Plan de mantenimiento...............................................................................................7

5.3. Simbología de colores..................................................................................................9

6. ANEXOS................................................................................................................................9

6.1. Anexo 1........................................................................................................................9

6.2. Anexo 2........................................................................................................................9

6.3. Anexo 3......................................................................................................................10

6.4. Anexo 4......................................................................................................................10

René Serrano Página 1


1. RESUMENExtractora Teobroma es una empresa agroindustrial en el negocio de la palma aceitera, dedicada a la extracción y comercialización de aceite de palma, aceite y torta de palmiste y a la prestación de servicios de asesoría para el desarrollo y administración de cultivos de palma.En el presente trabajo se desarrollará un programa de mantenimiento preventivo – predictivo conveniente a los objetivos de producción planificados, en reemplazo del mantenimiento actual netamente correctivo que no se está generando registros de las fallas ni está documentando las causa que generen las paradas o fallas de los equipos. Esta problemática es indispensable que se resuelva para poder dar crecimiento a la empresa y con ello fortalecer el Departamento de Mantenimiento.DIRECCION:Km 34 via Santo Domingo - EsmeraldasLa Concordia, EsmeraldasEcuador

2. INTRODUCCIÓN1.1.Clarificación.La clarificación es el proceso mediante el cual se separa y purifica el aceite de la mezcla líquida extraída en la prensa, la cual contiene aceite, agua, lodos livianos (compuestos por pectinas y gomas) y lodos pesados (compuestos por tierra, arenas y otras impurezas). Para lograr dicha separación se aprovecha las características de inmiscibilidad entre el agua y el aceite.El aceite crudo de palma que entra a clarificación, teóricamente debe contener 35% de aceite, 5% de lodos ligeros, 35% de agua y 25% de lodos pesados. El proceso de clarificación se lleva a cabo en varias etapas, donde predomina el consumo de vapor como fuente calórica.El recorrido del aceite en el proceso de clarificación, nombrando los equipos es el siguiente:El aceite que sale de las prensas se conduce a un tanque con conos de drenaje en donde se sedimentan los volúmenes de arena. El aceite que fluye del tanque de sedimentación se somete a un proceso de tamizado. Para tal efecto utiliza un tamiz vibrador, en esta etapa se retira las fibras que no fueron retiradas en el tanque de sedimentación esta fibra “cachaza” es utilizada para la alimentación de porcinos.Una vez tamizado el aceite es enviado al tanque clarificador, el objetivo de este tanque es separar la mezcla proveniente del licor tamizado en tres fases, conforme a la densidad, las cuales son:


TEOBRAMA


Aceite Purificado (CAPA SUPERIOR): Es el aceite limpio que pasa directamente al tanque de aceite húmedo.

Lodoso Aceitoso (CAPA INTERMEDIA): Lodo con un bajo contenido de aceite que se envían al tanque de lodos para un posterior tratamiento de recuperación de aceite.

Lodos pesados (CAPA INFERIOR): Los lodos pesados se acumulan en el extremo inferior del tanque y están compuestos principalmente de agua y de sólidos pesados.

Este tanque cuenta con un fondo cónico para evacuar los sólidos pesados.Además tiene un serpentín por medio del cual circula vapor para mantener una temperatura interna entre 90 y 95 ºC, con la que se logra la mayor diferencia entre la densidad del agua y la densidad del aceite y un agitador para facilitar el accenso del aceite.

Liviana aceitosa: compuesta principalmente de agua y aceite, es enviada al tanque de recuperados donde se deja decantar y el aceite es recuperado por medio de una bandeja hacia los tanques secadores. 26

Fase Lodosa: En la que predomina el agua y un bajo porcentaje de sólidos y aceite. Esta se envía a las trampas de grasa y lagunas de oxidación.

El proceso de clarificación de aceite de palma en las plantas de beneficio primario, se realiza en dos etapas consecutivas correspondientes a un proceso de clarificación estática y un proceso de clarificación dinámica.

1.2.Las máquinas deslodadoras y su contexto operacional.La deslodadora es una centrifuga separadora de lodos (mezcla de agua, aceite y partículas sólidas), que ha sido diseñada para la recuperación del aceite de palma que se encuentra en las calientes aguas lodosas, procedentes del decantado primario. Sus características de diseño y construcción hacen que la máquina necesite poco mantenimiento y sus componentes pueden cambiarse fácil y rápidamente.



El cuerpo de la máquina está fabricado de hierro fundido y consta de dos partes, una inferior y otra superior. La parte inferior es sujetada a la base de concreto, ésta soporta al rotor e, internamente, tiene un canal para la descarga del agua residual. La parte superior está montada sobre la parte inferior y a su vez cubre la caja del rotor, en su parte superior tiene una boca de visita que permite inspeccionar las boquillas internas para realizar mantenimiento e indica el sentido de giro del rotor. La caja del rotor está conformada por dos piezas de forma abombada de acero inoxidable, que constituyen la misma, en la cual se encuentran los rodamientos. Estos soportes están provistos de tapas para evitar la entrada de polvo. Una de las tapas está provista de un prensa estopa, enfriado por agua, que constituye el cierre entre el suministro de agua lodosa y el eje hueco (muñón). En el conducto que suministra el agua lodosa, se encuentra la tapa del soporte de los rodamientos, en el cual está montado un tubo de descarga de aceite recuperado, y el mismo puede incorporar agua caliente para realizar la limpieza interna de la máquina. La mezcla de agua lodosa aceitosa caliente es impulsada bajo presión, por un conducto de suministro al centro del rotor en funcionamiento, que tiene forma de estrella con seis boquillas. Además de partículas de agua, arena y otras impurezas, el agua lodosa caliente que viene del tanque primario contiene aceite de palma que debe ser recuperado. Con el rotor girando, lleno total, el agua lodosa caliente es sometida, por la acción de la fuerza centrifuga, a aceleraciones tanto axiales como radiales que producen la separación de las partículas sólidas y el agua, evacuándose el aceite a través del tubo de descarga. La mezcla debe tener una temperatura promedio de 90 a 95ºC para garantizar una buena separación y el caudal de mezcla que procesa el equipo está entre 5000 y 6000 l/h, dependiendo del diámetro de la boquilla. El accionamiento está formado por un motor eléctrico acoplado a un embrague hidráulico, el cual transmite el movimiento por medio de cinco correas trapezoidales a la deslodadora. La velocidad de rotación está entre 1400 y 1450 rpm con carga. Cuenta con una caja de protección eléctrica que evita cualquier sobrecarga, activa un sistema de alarma y luces indicadoras del funcionamiento una vez que haya ocurrido una parada por cualquier motivo. La mezcla de entrada requiere una composición volumétrica que debe estar controlada para asegurar la calidad del proceso y la salida de éste.

3. CONDICIONES DE TRABAJO.3.1.Frecuencia y duración del proceso de extracción del aceite de palma.Tiempo de cosecha: Cada 6 meses.Duración de proceso de extracción: Durante 15 días, en turnos de 12 horas laborables (07h00-19h00)3.2.Capacidad instalada de centrifugadora.

6000 h AVG



3.3.Placa del motor.El accionamiento está formado por un motor eléctrico. La velocidad de rotación está entre 1400 y 1450 rpm con carga.

3.4.Condiciones de flujos de entrada y salida de la deslodadora.La mezcla debe tener una temperatura promedio de 90 a 95ºC para garantizar una buena separación y el caudal de mezcla que procesa el equipo está entre 4000 y 6000 l/h, dependiendo del diámetro de la boquilla.

3.5.Condiciones ambientales.

4. PLAN DE MANTENIMIENTO ACTUAL



5. PLAN DE MANTENIMIENTO PROPUESTO

5.1.Tipos de fallos considerados Desgaste de correas Fuga de producto (alimentación) Corrección de fuga (alimentación) Fuga de producto (descarga) Reparación de la máquina Fuga de agua Cambio de junta de expansión Mantenimiento al motor Corrección de tubería de agua

5.2.Plan de mantenimiento



MOTOR ELECTRICO

Tomar lectura

de amperajes y

voltajes

Cambio de

rodamientos

Lubricación general del

motor

Limpieza

carcasa del m

otor eléctrico

Inspección de la superficie de aislam

iento

Limpieza de

general del m

otor eléctrico

Descripción de

actividad

Semanal

Quinquenal

Anual

Semanal

Semanal

Anual

Frecuencia

Tecnólogo

Tecnólogo

Tecnólogo

Operador

Tecnólogo

Tecnólogo

Ejecutante

Equipo estándar de seguridad, m

ultimetro

Equipo estándar de seguridad,


guaipe.


guaipe.


guantes aislantes,

Megóhm

etro m

edidor de aislam

iento

Equipo estándar de seguridad,G

uantes aislantes, botas

aislantes, aspirador de

Equipo

Tomar cuatro

medidas cada

cuatro horas, reportar si hay

sobrecarga

Procedimiento 2.

(Anexo 2)

Eliminar restos de

lubricante anterior y cubrir con una nueva

capa de lubricante ( grasa P

OLIR

EX

EM

Limpiar la

superficie exterior de la carcasa hasta que quede libre de suciedades y restos

de lubricante o aceites. (m

otor apagado)

Medir corriente de

fuga entre carcasa del m

otor y tierra.Reportar si es m

ayor a 0 Am

Procedimiento 1.

(Anexo 1)

Observaciones

07h00,11h00,15h00, 19h00 18h00 L

CRON

OG

RAMA

M

19h00-23h00

19h00-23h00 19h00-23h00

MJ

VS

19h00

D



DESLODADORA, MECANISMOS Y ACCESORIOSDESLODADORA, TUBERIAS Y ACCESORIOS BANDA Y POLEAS

Descripción de

actividad

Limpieza interior

del tambor

Lubricación

Análisis de viscosidad de productos de

entrada

Medición de

espesores y distancias en

tuberías y accesorios

Análisis vibraciones

Inspección de fugas en entrada y

salidas del rotor

Cambio de bandas

Inspección de banda de transm

isión y poleas

Diario

Semestral

Diario

Semestral

Anual

Diaria

Quinquenal

Semanal

Frecuencia

Operador

Ingeniero M

ecánico

Ingeniero M

ecánico

Ingeniero M

ecánico

Ingeniero M

ecánico

Operador

Tecnólogo

Operador

Ejecutante

Equipo estándar de seguridad


guaipe.

Viscosímetro

digital Extech

Equipo estándar de seguridad, juego de

micróm

etros para

especialización N

º S906MZ


EQU

IPO

ULTRASPEC




Equipo

Limpiar restos con agua

caliente a presión luego de parada la m

aquina

Eliminar restos de

lubricante anterior y cubrir con una nueva capa de

lubricante.

Tomar acciones

conjuntamente entre

operador y control de calidad

Reportar si existe dism

inución del 10% con

respecto al valor nominal

Realizar análisis vibracional en puntos señalados en

Anexo 4., realizar cambios

de rodamientos y

reparaciones de ser

Reportar si existen fugas copiosas en la boquilla de

salida del producto

Deberá hacerse

conjuntamente con el

cambio de rodam

ientos de la m

áquina

Procedimiento 3.

(Anexo 3)

Observaciones

19h0011h0015h00

11h0015h00 07h00 L

CRON

OG

RAMA

19h00 11h0015h00

11h0015h00

M

19h00 19h00 11h0015h00

19h00 15h00 11h0015h00

19H00

M

19h00 11h0015h00

11h0015h00

J

19h00 11h0015h00

11h0015h00

V

19h00 11h0015h00

11h0015h00

S

19h00 11h0015h00

11h0015h00

D

5.3.Simbología de colores.



TIEMPO COLORDiarioSemanalSemestralAnualQuinquenal

5. Costos de la máquina.El análisis de costos se hará para un motor eléctrico de gama estándar, alta eficiencia y Premium.

5.1. Consumo energía Eléctrica (CE). Estándar

CE=Potencia demandada∗precio KWH∗horas de trabajo

CE=1,2987HP∗|0,75 kw1HP |∗0,92∗360h=322.42dlrs

Alta eficienciaCE=Potencia demandada∗precio KWH∗horas de trabajo

CE=1,19HP∗|0,75kw1HP |∗0,92∗360h=295,71dlrs

PremiumCE=Potencia demandada∗precio KWH∗horas de trabajo

CE=1,163HP∗|0,75kw1HP |∗0,92∗360h=288.84dlrs

5.2. Costo Operario (CO). CO=preciohoratrabajo∗horas de trabajo=3dlrs∗360h=1080dlrsEs el mismo para todas las máquinas

5.3. Costos de Mantenimiento (CM). Estándar

CM=100dlrs Alta eficiencia

CM=80dlrs Premium

CM=50dlrs

5.4. Costo de la máquina (I).

I=290dlrs

CONCEPTO ESTÁNDAR ALTA EFICIENCIA PREMIUMConsumo energía Eléctrica (CE) 322,42 295,71 288,84Costo Operario (CO) 1080 1080 1080Costos de Mantenimiento (CM) 100 80 50Costo de la máquina (I) 290 355 450Eficiencia del motor 77% 84% 86%Ahorro respecto al motor estándar ------------- 46.71 83.58TIR 28% 48%Años en pagar la máquina ------------- 3.55 2.08



ESTÁNDAR ALTA EFICIENCIA PREMIUM

CE 322.42 295.71 288.84

CO 1080 1080 1080

CM 100 50 80

100

300

500

700

900

1100

Costos operativosCo

sto

dlrs

En base al análisis del TIR escogemos el motor de la gama PREMIUM .

6. Costos de la estructura.

Los materiales que entran y forman parte del producto terminado, se detallan en el siguiente cuadro.

6.1. Costos Materia Prima.

DESCRIPCION ARTICULOS Cantidad Precio Unitario

Total ($)

Perfil Estructural de 1,60x60x6 1 25.25 25.25Perfil Estructural en 1,50x60x6 2 17.25 34.50Platinas PLT ¼’’x2’’ 1 13.79 13.79Planchas PL 2mm 2x2mm 2 41.62 83.24Tubería para vapor Cédula 40-∅7’’ 2 426.0 852.00Eje de transmisión SAE 1018 ∅1¾’’ 1 30.00 30.00Barra perforada 147M ∅ 160x118mm 6 3.00 18.00Soporte de pie SNH incluido rodamiento 4 70.00 280.00Rodamiento rígido de bolas 12 20.00 240.00Pernos de acero M12x120 (incluido arandela, tuerca) 8 1.00 8.00Pernos de acero M10x80 (incluido arandela, tuerca) 8 0.80 6.40Pernos de acero M8x25 (incluido arandela, tuerca) 240 0.50 20.00Pernos de acero M5x10 (incluido arandela, tuerca) 4 0.15 0.60Anillo I35 20 0.60 18

Subtotal 1629.78

6.2. Costo mano de obra directa.

Descripción Costo por máquina Tiemplo empleado Total ($)Torno 8 20 160Fresadora 10 30 300



Limadora 7 15 105Rectificadora 10 10 100Taladro 8 12 96Amoladora 8 3 24Cizalla 5 2 10Soldaduras 30 12 360

Subtotal 1155

6.3. Costo Mano de obra indirecta.

Descripción Total ($)Costo de Ingeniería 600Costo d montaje 300

Subtotal 900

6.4. Costo materiales indirectos.

DESCRIPCION Cantidad Precio Unitario Total ($)Electrodos 4 Kg 2.0 8.0Sierra 3 1.2 3.6Pintura 2 Lt 3.5 7.0Lija 5 0.4 2.0Thinner 2 Lt 1.0 2.0Guaype 2 Lb 0.6 1.2Brocha 2 1.8 3.6

Subtotal 27.4

6.5. Costos Totales.

DESCRIPCION Total ($)Costos Materia Prima 1629.78Costo mano de obra directa 1155Costo Mano de obra indirecta 900Costo materiales indirectos 27.4

Subtotal 3712.18

7. Efectividad de planta.

7.1. Efectividad

DISPONIBILIDAD

D=Tiempode operación−Tiempos perdidosTiempode operación

Tiempo de operación = 12 horas por turno = 360 horas.Tiempos perdidos= 15 min por turno=7.5 horas.

D=360−7.5360

=0.98

EFICIENCIA.



E=Velocidad de operaciónVelosidad de diseño

Velocidad de operación= 1400 rpm

Velocidad de diseño.=1500 rpm

E= 14001500o

=0.93

PORCENTAJE DE CALIDAD

%C= ProducciónaprobadaProducción total

Producción aprobada= 769,5 Lt/h

Producción total= 769,5 Lt/h

%C=769,5<¿h769,5<¿h

=1

EFECTIVIDAD=0,98*0,93*1=0,91=91%

8. Efectividad práctica. OEE

OEE=TiempoDela ProducciónTiempo Disponible

=360−7.5360

=0,98=98%

9. ANEXOS.

9.1.Anexo 1.Limpieza.El motor debe ser mantenido limpio, exento de polvadera, detritos y aceites. Para limpiarlos , se debe utilizar escobas o trapos limpios de algodón. Si el polvo no es abrasivo, se debe emplear un soplete de aire comprimido, soplando la suciedadde la tapa deflectora y eliminando todo el acumulo de polvo contenido en las aletas del ventilador.Los restos impregnados de aceite o humedad pueden ser limpiados con trapos embebidos en solvente adecuado.Limpiar la caja de conexiones, esta debe presentar bornes limpios, sin oxidación, en perfectas condiciones y sin depósitos de polvo en espacios vacios.Limpieza parcial.

Drene el agua condensada. Limpie el interior de la caja de conexión. Inspección visual del aislamiento de las bobinas. Limpie las anillas colectoras. Verificar las condiciones de escoba. Limpieza del intercambiador de calor.

Limpieza completa. Limpie las bobinas sucias con un pincel o escobilla. Use un trapo humedecido con

alcohol o con solventes adecuados para remover grasas, aceite y otras suciedades que estén adheridos sobre la bobina. Seque con aire seco.

Pase aire comprimido por entre los canales de ventilación en el paquete de chapas del estator, rotor y soportes.

Drene el agua condensada, limpie el interior de las chapas de conexión y de las anillas colectoras.



Mida la resistencia de aislamiento. Limpie el conjunto escobas/porta-escobas. Limpie completamente el intercambiador de calor.

9.2.Anexo 2.Cambio de rodamientos.Es esencial que el montaje de los rodamientos sea efectuado en condiciones de rigurosa limpieza y por personas competentes, para asegurar un buen funcionamiento y evitar daños.Rodamientos nuevos solamente deberán ser retirados del embalaje en el momento de ser montados. Antes de la colocación del rodamiento nuevo, será necesario corregir cualquier señal de rebarba o golpes en el asiento del rodamiento del eje.Los rodamientos no pueden recibir golpes directos durante el montaje. Se recomienda que sea calentados (calentador inductivo) visando, a partir de la dilatación de la anilla interna, facilitar el montaje. El apoyo para prensar el rodamiento debe ser aplicado sobre la anilla interna.

9.3.Anexo 3.Inspección de bandas.Una trasmisión que ha sido bien instalada y mantenida trabajara pareja y suavementeAntes de una inspección detallada los siguientes procedimientos deberán seguirse:-

Mientras la trasmisión este en operación estar atento a sonidos anormales o vibraciones

Asegurarse que las cubiertas de protección estén libres de suciedad o escombros adquiridos durante la operación. Limpiarlos correctamente.

Revisar fugas de aceite o grasa en la trasmisión de transmisiones y que lleguen a estar en contacto con las correas.

Verificar que las transmisiones estén correctamente montadas y firmes Vibraciones en las transmisiones pueden significar exceso de fuerza aplicado en las

correas llegando a causar fallas prematuras en las correas.Inspección de poleas.Con la ayuda de una regla recta se puede verificar el alineamiento de las poleas, asegurándose que estén de manera vertical y horizontal.El desalineamiento de estas correas de trasmisión debe ser menos de ½ grado o 1/10” por pie desde la distancia del centro de la transmisión. Esto solo es una regla general. Los niveles pueden ser usados para verificar la caída vertical.Debe prestarse mucha atención a lo siguiente:

Desgaste de las ranuras laterales brillo de la parte de abajo de las poleas vástago flojo desperfecto o corrosión

9.4.Anexo 4.Ubicación de puntos de medición de vibraciones


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