La nueva línea de envasado automatizada de Anchor Products para el llenado de sacos a granel con caseinato de sodio elimina la aireación que se produce con una llenadora rotativa de sacos y reduce el polvo y los residuos de embalaje en un 90 %, al tiempo que alcanza una precisión en el peso de los sacos del 1 %.
El polvo se transfiere y se envasa automáticamente mediante un sistema compuesto por dos transportadores de tornillo flexibles, una tolva de compensación con una capacidad de 1.500 litros (390 galones) y una máquina llenadora de sacos a granel. Los sacos de 1.500 libras se transportan automáticamente desde la máquina llenadora hasta una selladora térmica y, a continuación, al almacén a granel. El sistema, controlado por un PLC, está conectado al PLC de la planta.
Anchor Products, la mayor unidad de negocio del New Zealand Dairy Group, envasa el caseinato de sodio en polvo para exportarlo a un cliente de Corea, donde se utiliza en la fabricación de crema para café.
Anchor eligió los transportadores de tornillo flexibles como el método más eficaz para transportar este polvo de difícil transporte en un espacio reducido de 33 x 23 pies.
Superar la aireación
Los transportadores de tornillo flexibles permitieron superar la tendencia a la aireación del polvo de flujo semilibre. (La densidad aparente es de 26 lb/pie cúbico y el ángulo de reposo, de 45° a 60°.) Los transportadores de tornillo flexibles se colocan con un ángulo de 20°, lo que contrarresta la aireación al transmitir menos energía al polvo que la que se produciría con un ángulo mayor. El tornillo es una espiral ancha y plana, que ofrece una superficie de transporte más amplia que la de los tornillos típicos de alambre redondo. El tornillo plano aplica una fuerza positiva hacia delante al tiempo que reduce la fuerza radial contra las paredes del tubo exterior.
Anchor descartó el transporte neumático, que requiere una estación de desaireación. «Un separador reduciría el tiempo de envasado y aumentaría las pérdidas de partículas finas», afirma Keith Mason, antiguo responsable de servicios de planta que supervisó la instalación.
Los transportadores de tornillo flexibles transportan el material a través de un tubo exterior de polietileno UHMW de 6-5/8 pulgadas de diámetro que alberga un tornillo de acero inoxidable resistente y flexible, accionado por un motor eléctrico de baja potencia. A medida que el tornillo flexible gira dentro del tubo, se autocentra, lo que proporciona un espacio libre entre el tornillo y la pared del tubo y crea un movimiento de rodadura suave que evita la degradación del polvo, algo que sí ocurriría en un separador.
«Dado que envasamos grandes cantidades, no podíamos permitir que el aire se mezclara con el polvo», continúa Mason. El lecho vibratorio de densificación y desaireación de la llenadora de sacos a granel, controlado por PLC, elimina el aire y estabiliza y asienta el material.
Cómo funciona el sistema
El caseinato de sodio en polvo pasa de la zona de mezcla a la sala de envasado tras haber sido secado por atomización y molido hasta alcanzar el tamaño de partícula adecuado, y se transfiere a un depósito de envasado en un lote pesado según los requisitos del pedido.
Desde el panel de control situado fuera de la sala de envasado, el operario dirige el polvo bien hacia la máquina de envasado rotativa de 4 estaciones, para llenar sacos de paredes múltiples de 44 o 55 libras (20-25 kg), bien hacia la llenadora de sacos a granel Flexicon.
El primer transportador de tornillo flexible, de 25 pies de longitud, transporta el polvo desde la tolva de envasado, con un ángulo de 20°, hasta una altura de 4 pies. El polvo cae a través de un adaptador de descarga de transición y un detector de metales hasta la tolva de compensación, que se extiende a través del suelo hasta el nivel inferior. El PLC activa y desactiva el transportador flexible para mantener un nivel predeterminado de material en la tolva.
El segundo transportador de tornillo flexible, de 10 pies de longitud, apoyado en la tolva de compensación, transporta el polvo en un ángulo de 20° hasta la llenadora automática de sacos a granel. El operador selecciona la secuencia de llenado y el saco a granel se llena automáticamente hasta el peso preestablecido. El bastidor de la llenadora de sacos a granel está montado sobre cuatro células de carga que transmiten al PLC información sobre el aumento de peso, proporcional a la carga del saco y de la llenadora. El PLC reduce la velocidad del motor de velocidad variable del transportador de tornillo flexible para disminuir gradualmente la velocidad de alimentación justo antes de detener el transportador una vez alcanzado el peso objetivo, logrando una precisión de ± 2 lb.
Las cintas transportadoras flexibles transportan el polvo de forma intermitente: 5 minutos en marcha y un minuto parado. La capacidad de envasado es de 7 toneladas por hora.
Un conector inflable sella la boca de la bolsa para evitar la entrada de polvo. El puerto de recogida de polvo del cabezal de llenado se conecta al sistema de recogida de polvo de la planta. Mason afirma: «Antes recuperábamos más del 0,05 % de polvo al día al envasar bolsas de 20 kg. Esta cifra se ha reducido al 0,005 %».
La bolsa llena se transporta automáticamente
Los ganchos de sujeción de las bolsas, accionados neumáticamente, liberan automáticamente la bolsa una vez llena. El PLC ordena a la impresora que imprima etiquetas para introducirlas en cada bolsa. Las etiquetas contienen la fecha, el producto, el peso y otros datos para la trazabilidad y el control de existencias. Una cinta transportadora plana traslada la bolsa a granel llena desde la llenadora, mientras que una segunda cinta transportadora coloca la bolsa bajo una selladora térmica, que sella el revestimiento interior de la bolsa a granel para garantizar la calidad del producto entregado al cliente. La bolsa continúa saliendo de la sala por la cinta transportadora hasta el pórtico de apilado, donde se pesa, se coloca en un palé y se traslada al almacén a granel para su apilado.
Para cumplir con la norma NZCP6 de la Junta Lechera de Nueva Zelanda, los equipos de la línea de envasado están fabricados con materiales aptos para uso alimentario, entre los que se incluyen el polietileno de peso molecular ultraalto (UHMW) para las cintas transportadoras y el acero inoxidable tipo 304, cuyas soldaduras interiores se han esmerilado y pulido hasta obtener un acabado higiénico.
Amplía las oportunidades de mercado
Otros clientes han mostrado interés en recibir los productos de Anchor —caseinato de sodio y calcio y proteína total de la leche— en sacos a granel. «Tuvimos que adaptarnos para poder envasar estos productos en la misma línea», explica Mason. La máquina de llenado de sacos a granel admite sacos de distintos tamaños, entre 350 y 900 kg (de 770 a 2000 libras). Un actuador lineal sube y baja el cabezal de llenado para adaptarse a los distintos tamaños de saco.
«El cliente está muy satisfecho con el rendimiento de la línea de envasado», afirma Gerard Gunnell, director de la planta.