¿Cómo reduce una máquina de llenado y sellado de bolsas con boquilla el desperdicio de material?

Tecnología de control de llenado de precisión: sin más sobrellenados ni subllenados

Llenadores volumétricos y accionados por servo para bolsas: diferencia constante de llenado en bolsas con boquilla de solo ±0,5 %

Cuando se trata de máquinas de llenado y sellado de bolsas con pico, existen actualmente dos tecnologías principales: la volumétrica y la accionada por servo. En el caso de las máquinas volumétricas y las accionadas por servo, una variación inferior al ±0,5 % es un objetivo alcanzable y, comparada con tecnologías anteriores, representa una consistencia de llenado impresionante. Un llenador volumétrico mide una cantidad predeterminada de producto mediante una cámara que se ajusta y calibra previamente. Por su parte, una máquina accionada por servo es más inteligente y posee la capacidad de utilizar un caudalímetro instantáneo (una forma de medición del caudal que detecta el movimiento del fluido como paquetes o gotas discretas) y, al mismo tiempo, cuenta con un controlador (un dispositivo informático capaz de calcular, pero no de controlar físicamente, el caudal) para ajustar la velocidad de flujo hacia arriba o hacia abajo, según la velocidad de flujo deseada, las condiciones (por ejemplo, la presencia de obstáculos que ralentizan el flujo en la trayectoria) o las variaciones en la velocidad de producción (es decir, cuando la tasa de producción cambia). Este tipo de tecnología elimina la variación del 3-5 % provocada por los ajustes manuales del llenado. Menos desperdicio de producto al cerrar la bolsa significa menos bolsas sobrellenadas que no deberían enviarse a los clientes y que resultarían inaceptables para las autoridades reguladoras, así como la ausencia de reclamaciones por bolsas subllenadas por parte de los clientes. Además, entre los beneficios adicionales destacados figura que el sistema de control con retroalimentación en bucle cerrado (un sistema diseñado para mantener la salida del sistema cerca de un valor de consigna deseado) se ajusta en tiempo real para conservar dicho valor de consigna. El control continuo de la salida del sistema, con el fin de garantizar que la producción se lleve a cabo a una velocidad óptima de flujo, implica que se presenta menos variabilidad ante las condiciones diarias cambiantes, las cuales afectarían de forma continua a los sistemas de retroalimentación de control.

Impacto respaldado por datos: 92 % menos de ocurrencias de bolsas subllenadas en comparación con los procesos manuales (PMMI, 2023)

El informe de automatización del empaque de PMMI de 2023 mostró que las empresas que utilizan sistemas de llenado de precisión experimentaron una mejora de casi el 92 % en los problemas de bolsas subllenadas. Esta mejora se debió en gran medida a la ausencia total de medición y vertido manuales. Por ejemplo, el Instituto Ponemon (2023) descubrió que las empresas pierden aproximadamente 740 000 USD anuales cuando el llenado de bolsas provoca excesos de producto. Esto es especialmente cierto en el caso de excesos de líquidos de alto valor, como medicamentos o aceite de oliva premium. Además de lo anterior, la eliminación de los excesos de llenado permite a las empresas reducir su consumo de materiales entre un 15 y un 20 %, lo que les ayuda a cumplir sus objetivos de sostenibilidad. La mejora en las operaciones de llenado mencionada anteriormente representa la primera vez, en mucho tiempo, que dichas operaciones generan un valor real para las empresas, al tiempo que mantienen el cumplimiento de las normas aplicables a las operaciones de llenado.

Tecnología de válvula inteligente: evita goteos del vertedero, retroflujo y contaminación

Vertedero antigoteo y cierre por vacío durante el llenado y el tapado de bolsas con vertedero

Las máquinas más avanzadas para el llenado y el tapado de bolsas incorporan una tecnología patentada de vertedero antigoteo con cierre por vacío. Al finalizar el llenado de una bolsa, la boquilla del vertedero se desacopla rápidamente y el sistema de cierre por vacío extrae la última cantidad de producto alejándola del vertedero. Esta tecnología evita los goteos durante la transición entre cabezales de tapado y previene el retroflujo de líquidos hacia la máquina durante el proceso de tapado. Esto supone una mejora significativa en la limpieza operativa y elimina el riesgo de contaminación cruzada durante el cambio de producto. Todas estas funciones se realizan automáticamente, sin necesidad de intervención manual.

Resultados reales: una reducción del 67 % en las rechazos de bolsas causados por obstrucciones tras la actualización a válvulas servo-neumáticas.

Las válvulas servo-neumáticas ayudan a prevenir la acumulación de partículas en los canales de dispensación ajustando dinámicamente la presión y el caudal en respuesta a los cambios en la viscosidad del producto. Como resultado de la implementación de esta tecnología, un importante cliente del sector de bebidas experimentó una reducción de ¡¡¡2/3!!! en los rechazos de bolsas. Asimismo, redujeron su tiempo de turno en 30 minutos gracias a la funcionalidad de autorreparación de las válvulas. Menos residuos, ciclos de producción más eficientes y una mayor eficiencia general de la línea de fabricación son, claramente, los beneficios de esta tecnología.

Sensores inteligentes integrados para supervisión en tiempo real y corrección adaptativa

Células de carga dieléctricas con retroalimentación y sistemas de ajuste del nivel de llenado guiados por visión reducen las tasas de desecho hasta en un 40 %.

El sector del embalaje está experimentando un cambio transformacional en la garantía de calidad mediante la incorporación de dispositivos inteligentes, concretamente celdas de carga inteligentes. Estas celdas de carga inteligentes proporcionan retroalimentación en tiempo real sobre el peso a medida que se llena el producto. Esta retroalimentación en tiempo real permite al operario ajustar el peso sobre la marcha y mantenerse dentro de una precisión objetivo del 0,5 %. Al mismo tiempo, los sistemas de visión infrarroja detectan desviaciones en el nivel de llenado dentro de un rango de medición de apenas unas pocas micras. Las celdas de carga inteligentes y los sistemas de visión infrarroja integrados ajustan su retroalimentación en tiempo real, permitiendo automáticamente que la balanza se corrija por sí misma para los siguientes sobres sin interrumpir la línea de producción. Los estudios de caso realizados en fábricas que han pasado de realizar comprobaciones manuales ergonómicas del nivel de llenado en sobres a utilizar celdas de carga inteligentes y sistemas de visión infrarroja demuestran una reducción aproximada del 40 % en los residuos operativos, es decir, el número de bolsas cuyo nivel de llenado se encuentra fuera de un rango especificado. Este cambio predictivo e impactante en la garantía de calidad, combinado con la capacidad de ajustar los niveles de llenado, permite a los fabricantes mantener sus tasas operativas de producción superiores a 200 sobres/minuto.

Eficiencia acumulada de los materiales: menos uso de película, mayor tiempo de actividad y mayor sostenibilidad

La integración de tecnologías como válvulas inteligentes y sensores instantáneos permite un ahorro claro de recursos en la fabricación. Un factor clave para lograr un ahorro anual de recursos del 15 % en la fabricación de materiales filmígenos es la eliminación de sobrellenados y goteos. Además, la tecnología de sensores en tiempo real predice posibles problemas de desarrollo y los aborda de forma proactiva para evitar paradas de fábrica. Esto se traduce en aproximadamente un 40 % menos de energía desperdiciada durante la fabricación del producto. La operación fiable de la fábrica permite utilizar materiales filmígenos más delgados y más fácilmente reciclables. A su vez, esto supone una reducción aproximada del 30 % en la desviación de residuos hacia vertederos. Todos estos avances ayudan a los clientes a alcanzar sus objetivos de economía circular. El objetivo es depender menos del uso de plásticos vírgenes y reducir la contaminación por carbono, manteniendo al mismo tiempo los ahorros de costes para nuestros clientes mientras cumplen sus objetivos ambientales, sociales y de gobernanza (ESG).

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las principales tecnologías utilizadas en los equipos de llenado de bolsas con boquilla?

Para lograr una precisión de llenado de aproximadamente ±0,5 %, el llenado de bolsas con boquilla utiliza sistemas volumétricos o sistemas accionados por servomotores.

¿Cuáles son algunas ventajas del uso de sistemas de válvulas inteligentes en el llenado de bolsas?

Los sistemas de válvulas inteligentes con válvulas de cierre antigoteo y boquillas de cierre al vacío evitan goteos, retroflujo y contaminación cruzada, y ofrecen operaciones más limpias y menor interferencia con el producto.

¿Qué impacto han tenido los sistemas de llenado de precisión en el subllenado de bolsas?

Los sistemas de llenado de precisión han reducido los problemas de subllenado de bolsas en un 92 %. Esto, a su vez, permite a la empresa obtener una ganancia neta de 740 000 USD al evitar el sobrellenado y reducir el desperdicio de material.

¿Cuál es el efecto de los sensores inteligentes en la eficiencia del llenado de bolsas?

Los sensores inteligentes, como la retroalimentación de celdas de carga y los sistemas de visión, proporcionan control de calidad en tiempo real y reducen los desechos en un 40 %. Esto permite mantener la eficiencia y la velocidad dentro del sistema, al tiempo que se conserva la precisión de la tasa de producción.