Evaluación de la propuesta de mejora del proceso de producción de pasta catiónica mediante medidas con viscosímetros en línea en una planta de fabricación de pinturas

Abstract

[ES] El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) se realiza durante el periodo de prácticas en una empresa de fabricación de pinturas, la cual se localiza en la provincia de Valencia.

En el proceso de fabricación de pasta catiónica un parámetro muy importante que es necesario controlar de cara al cliente es la viscosidad. Para iniciar el proceso de molienda se deben de cumplir unas especificaciones de viscosidad definidas a 25 ºC. Para ello es necesario sacar muestra de un tanque llamado ¿tanque de cabecera¿ (previo a la molienda), el cual no dispone de camisa intercambiadora, y llevarla a un baño termostatado hasta alcanzar los 25 ºC de forma estable para poder medir posteriormente la viscosidad Brookfield de la pasta en el laboratorio.

Para solucionar este problema de tiempo en el proceso, se propone la siguiente mejora que sigue las metodologías Lean y Six Sigma, muy empleadas en la mejora de procesos a nivel industrial. Para ello se propone la instalación de medidores de viscosidad en línea en los tanques de mezclado ¿Premix¿, que podrían ofrecer de forma directa datos de este parámetro sin necesidad de extraer la muestra. Además, el tanque ¿Premix¿ (previo al ¿tanque de cabecera¿) dispone de camisa intercambiadora por lo que la medida de viscosidad en línea podría realizarse siguiendo la especificación establecida a 25 ºC. Como del tanque ¿Premix¿ al ¿tanque de cabecera¿ simplemente existe un trasvase de uno a otro, no se alteran las propiedades de la pasta catiónica, por lo que el comportamiento de la viscosidad de la pasta es el mismo en un lugar u otro.

El presente trabajo consistirá en realizar pruebas mediante un montaje a pequeña escala simulando la turbulencia de la agitación que se da en el tanque ¿Premix¿ a diferentes temperaturas para verificar que el equipo de medida de viscosidad en línea es fiable comparando con el equipo del laboratorio, el cual tiene un equipo calibrado y verificado, el viscosímetro Brookfield. Posteriormente, se introducirá el viscosímetro en un tanque de producto final (que va después de la molienda) y se tomarán unas medidas del interior del tanque mediante el viscosímetro en línea y otras sacando muestras y analizándolas en el laboratorio, con el fin de saber si miden lo mismo para así verificar que el equipo mide correctamente. Por último, se propondrá la instalación de los viscosímetros en línea en los tanques ¿Premix¿ lo que permitirá la automatización del proceso mediante la conexión con un sistema SCADA, teniendo en cuenta las posibles alteraciones que puedan producirle a las medidas del equipo la agitación de dispersión, el presupuesto de realizar estas modificaciones a los tanques ¿Premix¿ y qué mejora de tiempo y valor añadido le dará al producto final.

[EN] This Final Degree Project (FDP) is carried out during the internship period in a paint manufacturing company, which is located in the province of Valencia. In the manufacturing process of cationic paste, a very important parameter that must be controlled for the customer is viscosity. To start the grinding process, viscosity specifications defined at 25 °C must be met. For this, it is necessary to take a sample from a tank called "header tank" (prior to grinding), which does not have an exchanger jacket, and take it to a thermostated bath until reaching 25 °C in a stable way to be able to subsequently measure the Brookfield viscosity of pasta in the laboratory. To solve this problem of time in the process, the following improvement is proposed that follows the Lean and Six Sigma methodologies, widely used in the improvement of processes at an industrial level. To this end, the installation of in-line viscosity meters in the "Premix" mixing tanks is proposed, which could directly provide data on this parameter without the need to extract the sample. In addition, the "Premix" tank (prior to the "header tank") has an exchanger jacket, so the in-line viscosity measurement could be carried out following the specification set at 25 °C. As from the "Premix" tank to the "header tank" there is simply a transfer from one to another, the properties of cationic paste are not altered, so the behavior of the viscosity of the paste is the same in one place or another. The present work will consist of carrying out tests by means of a small-scale assembly simulating the turbulence of the agitation that occurs in the "Premix" tank at different temperatures to verify that in-line viscosity measuring equipment is reliable by comparing with the laboratory equipment, which has a calibrated and verified equipment, the Brookfield viscometer. Subsequently, the viscometer shall be introduced into a final product tank (which goes after grinding) and measurements of the inside of the tank shall be taken using the inline viscometer and others by taking samples and analysing them in the laboratory, in order to know if they measure the same thing to verify that the equipment measures correctly. Finally, the installation of in-line viscometers in the "Premix" tanks will be proposed, which will allow the automation of the process through connection with a SCADA system, taking into account the possible alterations that may occur to the measures of the equipment the dispersion agitation, the budget of making these modifications to the “Premix” tanks and what improvement of time and added value it will give to the final product.