CLEVELAND, OH — En Forbes Chocolate, un descargador automático de sacos a granel, controlado por pérdida de peso, que alimenta un transportador de tornillo flexible, introduce en tres mezcladoras de cinta entre un cuarto y un tercio más de ingrediente principal por turno que el anterior proceso manual de vaciado de sacos de 50 lb (22,5 kg). Esto supone un aumento de 1 500 lb/hora (675 kg/hora) con el mismo número de trabajadores.
La salud y la seguridad mejoran, ya que los trabajadores ya no tienen que abrir, levantar ni vaciar las bolsas en una estación de descarga. El área de trabajo queda libre de polvo, ya que este permanece confinado desde la bolsa a granel hasta la tolva de suelo, el transportador de tornillo flexible y el transportador de sinfín que alimenta tres mezcladoras de cinta. Del mismo modo, el polvo queda protegido contra la contaminación.
El sistema automatizado de descarga de cacao en polvo consta de un bastidor de descarga de sacos a granel de 18’4″ (550 cm) de altura. Una viga en I en voladizo que soporta un carro y un polipasto eléctrico de cadena permiten la carga en lugares donde no cabe una carretilla elevadora. Debajo del bastidor de descarga, una tolva de alto caudal con una capacidad de 1 pie cúbico (0,03 m³) se conecta a un transportador de tornillo flexible de 5 pies de longitud (150 cm), con una inclinación de 23, que descarga el material al transportador de tornillo sinfín a través de un adaptador de transición y un fuelle de 12 pulgadas (30 cm) de longitud.
La cantidad exacta de polvo que sale del saco a granel se dosifica mediante un sistema de control por pérdida de peso. A medida que se vacía el saco, las células de carga situadas debajo de cada pata del bastidor del descargador transmiten señales de pérdida de peso a un controlador instalado en el lateral del bastidor. El controlador detiene el transportador de tornillo flexible una vez que se ha descargado el peso del lote. El transportador funciona a alta velocidad y, a continuación, a velocidad de goteo, antes de detenerse cuando se alcanza el peso objetivo del lote.
«En lugar de tener que pesar manualmente, por ejemplo, 500 libras (225 kg) del ingrediente principal, como hacíamos antes, ahora solo tenemos que pulsar un botón», explica Keith Geringer, vicepresidente de fabricación de Forbes. «La descarga es un 50 % más rápida».
Se adapta a espacios reducidos
El sistema tenía que encajar en un espacio reducido, por lo que Flexicon suministró un transportador de tornillo flexible de tipo «empuje», en el que el accionamiento de 5 hp se sitúa en la entrada, en lugar de en el extremo de descarga habitual. El motor empuja el polvo en lugar de tirarlo. La ubicación baja del accionamiento contribuye a que el control por pérdida de peso funcione con mayor eficacia, al concentrar el peso del bastidor y del transportador directamente sobre las células de carga.
Durante el funcionamiento, el polipasto y el carro colocan la bolsa a granel, de 87 pulgadas (220 cm) de longitud, sobre el bastidor del descargador. Las placasFLOW-FLEXER® de accionamiento neumático situadas en la parte inferior de la bolsa favorecen el flujo de los polvos de flujo difícil, masajeando las paredes laterales inferiores de la bolsa a intervalos preestablecidos. A medida que la bolsa se vacía, la carrera de las placas aumenta, elevando las paredes laterales en forma de «V», lo que favorece la descarga completa del producto.
El polvo se contiene mediante una válvula de control de flujo de diafragma de 15 pulgadas (38 cm) de diámetro, dotada de un diafragma flexible e impermeable que permite al operario introducir la boquilla atada de la bolsa a granel en el compartimento de acceso a la boquilla y cerrar la válvula alrededor de la misma. A continuación, se desata la boquilla, se cierra la puerta de acceso al compartimento y se libera lentamente la válvula dentada, controlando así la velocidad a la que el polvo se descarga en la tolva para evitar que se escape el polvo.
El cacao en polvo es muy fino (200 mesh) y seco (menos del 5 % de humedad), y tiende a formar puentes. Un agitador en la parte inferior y un vibrador neumático en la parte superior de la tolva facilitan el flujo del polvo, con una densidad aparente de 25 lb/pie cúbico (400 kg/m³), hacia la cinta transportadora.
La tolva está diseñada con una pared trasera muy inclinada y paredes laterales que se inclinan hacia fuera en ángulos divergentes, lo que reduce la capacidad del polvo para formar puentes entre las paredes laterales de la tolva y, en su lugar, hace que se deslice y fluya hacia la pared trasera y por ella hacia abajo.
El transportador de tornillo flexible apto para uso alimentario impulsa el polvo a través de un tubo exterior de polietileno UHMW de 6-5/8 pulgadas (16,8 cm) de diámetro que alberga un tornillo de acero inoxidable resistente y flexible. La única pieza móvil que entra en contacto con el material es el tornillo flexible. A medida que gira dentro del tubo, el tornillo se autocentra para dejar un espacio libre entre el tornillo y la pared del tubo, lo que permite una manipulación suave del polvo.
Flexicon aplicó su tornillo de tipo BEV-CON™, que reduce la compresión del material en todas las superficies del tornillo, excepto en la superficie superior, que impulsa el material en la dirección deseada, lo que favorece el flujo del polvo de difícil manejo.
Mientras el transportador de tornillo sinfín lleva el cacao en polvo a las mezcladoras, los ingredientes secundarios —como la sal, la vainilla y el carragenano— siguen vertiéndose manualmente desde sacos de entre 50 y 80 libras (22,5 – 36 kg) a través de la estación de vaciado de sacos original.
Plantearse adquirir un segundo sistema
«En el futuro, es posible que añadamos otro sistema de descarga de sacos a granel para uno de los ingredientes secundarios», afirma Geringer.
A la hora de elegir el sistema automatizado de descarga de polvo, descartó un abridor y volcador automático de sacos, por temor a que los trozos de papel y el material de la superficie de los sacos contaminaran el polvo.
Esta pequeña empresa, con 100 años de historia, suministra chocolate en polvo a las empresas lácteas para la elaboración de leche con chocolate y helados, y a la industria de la repostería para la elaboración de postres.
Geringer afirma que Forbes Chocolate ha crecido considerablemente en los últimos 15 años, pero manteniendo el mismo número de empleados. La empresa ha adaptado su aumento de producción con nuevos equipos de envasado y llenado, así como con sistemas automatizados como este, destinado a la descarga de su ingrediente principal.