Una máquina empacadora de cubiertos es un sistema automático que cuenta, organiza y envuelve tenedores, cuchillos, cucharas y pajitas en paquetes de película sellados para su distribución. Estas máquinas pueden envasar un tipo de utensilio o juegos de cubiertos mixtos. Por ejemplo, un paquete puede incluir un tenedor, un cuchillo y una servilleta. La máquina necesita diferentes métodos para contar, organizar y sellar según el tipo de producto.
El uso de cubiertos desechables ha aumentado a medida que se han expandido la entrega de alimentos, el catering de aerolíneas y los comedores institucionales. Las máquinas de moldeo por inyección pueden producir cientos de piezas por minuto. Sin un proceso de embalaje adecuado, los cubiertos terminados pueden acumularse en contenedores a granel. Los cubiertos tampoco están protegidos y no se pueden enviar en paquetes individuales. Una máquina envasadora soluciona este problema.
Etapa 1 - Alimentación y Orientación
El primer desafío que resuelve una máquina empacadora de cubiertos es mover los utensilios sueltos en una sola línea. Dos tipos de alimentadores son comunes en la industria:
Los alimentadores de cuenco vibratorios utilizan una pista en espiral dentro de un cuenco en forma de cono-. La vibración mueve los utensilios por el riel. Las guías mecánicas empujan las piezas colocadas incorrectamente hacia el interior del recipiente. Sólo los utensilios colocados correctamente llegan al conducto de salida. Los comederos en forma de tazón funcionan bien con cucharas y tenedores. Los cuchillos pueden ser más difíciles de manejar debido a su forma. Es posible que necesiten un carril separado.
Los alimentadores centrífugos utilizan un disco vertical que gira a una velocidad determinada. La fuerza centrífuga mueve los utensilios hacia el anillo exterior. Luego coloque los bolsillos o guías en la dirección correcta. Los alimentadores centrífugos pueden funcionar más rápido que los alimentadores de tazón. Suelen manipular entre 200 y 400 piezas por minuto. Son más sensibles a la forma de los utensilios. También necesitan piezas de cambio precisas cuando cambia el tipo de producto.
Para paquetes mixtos, pueden funcionar varios alimentadores al mismo tiempo. Cada alimentador suministra un tipo de artículo. Un transportador combinado une los arroyos. Un tenedor, un cuchillo,
Etapa 2 - Conteo y agrupación
Después de que los utensilios salen del comedero, se trasladan a la estación de conteo. Sensores ópticos, normalmente sensores fotoeléctricos infrarrojos, detectan cada pieza a medida que pasa por el haz de luz. El controlador suma un conteo por cada pieza. Cuando se alcanza el recuento establecido, el controlador envía una señal a un desviador o puerta para mover el lote a la estación de embalaje.
Para paquetes de varios-artículos, cada carril alimentador tiene su propio contador. La máquina espera hasta que todos los carriles entreguen las cantidades requeridas. Luego el lote avanza. Los sistemas servo-pueden controlar la compuerta desviadora con mayor precisión que los sistemas neumáticos más antiguos. Los servomotores pueden posicionar la puerta con una repetibilidad de nivel -milimétrico. Esto ayuda a reducir los errores de conteo, los paquetes cortos y las piezas adicionales.
Algunas máquinas avanzadas también utilizan un sistema de visión después de contar. Una cámara toma una imagen del conjunto agrupado. El sistema compara la imagen con una imagen de referencia. Si falta una cuchara o hay un tenedor adicional, el lote pasa a un conducto de rechazo. Esto evita que se selle y envíe un paquete incorrecto.
Etapa 3 - Alimentación y formación de películas
Una máquina empacadora de cubiertos envuelve cubiertos contados en una película flexible a partir de un rollo continuo. La película suele pasar por estos pasos:
Relajarse. Un carrete motorizado alimenta la película a una velocidad que coincide con el ciclo de la máquina. Un rodillo bailarín mantiene estable la tensión de la película. Esto ayuda a prevenir el estiramiento y las arrugas.
Imprimir registro. Si la película tiene gráficos impresos, un sensor fotoeléctrico lee las marcas de registro. El sistema ajusta la alimentación de la película para mantener la impresión en la posición correcta en cada paquete.
Formando. La película pasa a través de un collarín de formación. Esta guía metálica en forma de embudo-pliega la película plana formando un tubo alrededor de los cubiertos. El tamaño del cuello determina el ancho de la mochila. Un tamaño de paquete diferente puede necesitar un collar de formación diferente y una nueva configuración de sellado longitudinal.
Sello longitudinal. Una barra calentada o una mordaza de sellado giratoria une los bordes de la película superpuestos a lo largo del tubo. Esto crea un tubo sellado continuo.
Para paquetes tipo almohada planos, otro par de barras selladoras cierra ambos extremos. Para paquetes con fuelle o con sello-de tres lados-, la película se corta a la longitud adecuada antes de formarse. Esto ofrece más opciones de formato, pero puede reducir la velocidad de producción.
Etapa 4 - Sellado y Corte
La etapa final de sellado separa los paquetes y cierra los extremos. Dos métodos son comunes:
El sellado por impulso utiliza calor sólo durante el ciclo de sellado. Un alambre de nicromo calienta la película hasta su temperatura de sellado. Para el polipropileno, esto suele ser de 150 grados a 190 grados. La máquina sostiene la película durante 0,3 a 1,5 segundos según el espesor de la película. Luego, el sello se enfría bajo presión antes de que la máquina lo suelte. El sellado por impulso crea líneas de sellado limpias y estrechas. También funciona bien con películas-sensibles al calor.
El sellado rotativo continuo utiliza ruedas calentadas que giran contra el tubo de película a medida que se mueve. Las ruedas mantienen una temperatura constante. Esto permite una mayor velocidad de producción porque no hay pausa de sellado. El sellado rotativo funciona bien en líneas de alta-velocidad que utilizan película uniforme de 80 a 150 paquetes por minuto. Da menos flexibilidad al cambiar los tipos de película.
Después del sellado, una cuchilla de corte mecánica o ultrasónica separa los paquetes. El paquete terminado pasa a un transportador de salida. Luego puede pasar a través de un detector de metales y una báscula de control antes de empacar en cajas.
Factores que afectan el rendimiento del embalaje
El buen funcionamiento de este equipo depende de varios factores que los administradores de las instalaciones deben monitorear:
Especificación de la película.El polipropileno (PP) es un material de embalaje común para cubiertos desechables. Ofrece buena rigidez, claridad y rendimiento de sellado térmico-. Las normas en muchos mercados están aumentando el uso de películas compostables. Las películas certificadas según EN 13432 pueden necesitar temperaturas de sellado más bajas y tiempos de sellado más prolongados. Esto puede reducir la velocidad de producción entre un 15% y un 25% en comparación con la película de PP estándar en la misma máquina.
Consistencia del producto.Los cubiertos-moldeados por inyección pueden tener rebabas, que es un exceso de material fino a lo largo de la línea de separación. Las rebabas pueden acumularse en las vías del alimentador y provocar atascos o errores de conteo. La buena calidad del molde ayuda a que la línea de envasado funcione sin problemas.
Condiciones ambientales.La temperatura y la humedad pueden afectar el rendimiento de la película. Las instalaciones sin control climático pueden experimentar cambios en la fuerza del sellado y la tensión de la película durante las diferentes estaciones. Es posible que los operadores necesiten ajustar la configuración de temperatura y la presión del rodillo bailarín.
Cumplimiento normativo.En Estados Unidos, los envases-en contacto con alimentos están cubiertos por la FDA 21 CFR Parte 175 para adhesivos y recubrimientos y 21 CFR Parte 178 para ciertos polímeros y materiales relacionados. En la Unión Europea, el Reglamento (CE) nº 1935/2004 establece normas para los materiales que entran en contacto con los alimentos. Estos materiales no deben liberar sustancias a niveles que puedan dañar la salud humana. Las máquinas utilizadas para estos mercados deben utilizar acero inoxidable adecuado, polímeros-de calidad alimentaria y lubricantes que cumplan las normas requeridas.
Preguntas frecuentes
¿A qué velocidad puede funcionar una máquina empacadora de cubiertos?Las líneas de artículos individuales-que utilizan película de polipropileno pueden alcanzar de 80 a 120 paquetes por minuto con sellado rotativo continuo. Las líneas de paquetes mixtos-normalmente funcionan entre 40 y 70 paquetes por minuto. Corren más lento porque varios carriles de alimentación deben trabajar juntos antes de cada ciclo.
¿Puede una máquina manejar tenedores, cuchillos y cucharas indistintamente?Sí, dentro de un rango de tamaño establecido. Las piezas del alimentador y los collares formadores se pueden ajustar o reemplazar. Cambiar de un tenedor de postre a una cuchara de sopa puede requerir un cambio de tazón de alimentación. Esto puede tardar entre 20 y 40 minutos. Cambiar el tamaño del paquete puede requerir un nuevo collar de formación y un ajuste de presión de la barra de sellado.
¿Qué tipos de películas son compatibles?La mayoría de las máquinas pueden procesar polipropileno, polietileno y películas laminadas. También se utilizan películas compostables certificadas según EN 13432. Estas películas necesitan diferentes ajustes de sellado. Los laminados a base de papel-también se están utilizando a medida que aumentan las restricciones de plástico de un solo-uso según la Directiva (UE) 2019/904.
¿Cuánto mantenimiento requiere la máquina?El mantenimiento diario incluye limpiar los residuos de película de las barras de sellado y verificar el desgaste de las pistas de alimentación. Las comprobaciones semanales deben incluir la alineación de los servos, el funcionamiento del sensor y el afilado de la hoja de corte. Las mordazas de sellado y los tazones de alimentación son piezas de desgaste comunes. Su vida útil suele ser de 6 a 18 meses según el volumen de producción.
Fuentes
- Comité Europeo de Normalización. EN 13432:2000 – Requisitos para envases recuperables mediante compostaje y biodegradación. CEN, 2000.
- Parlamento Europeo y Consejo. Directiva (UE) 2019/904 sobre la reducción del impacto de determinados productos plásticos en el medio ambiente. Diario Oficial de la Unión Europea, 2019.
- Parlamento Europeo y Consejo. Reglamento (CE) nº 1935/2004 sobre materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos. Diario Oficial de la Unión Europea, 2004.
- Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.. 21 CFR Parte 175: Aditivos alimentarios indirectos: adhesivos y componentes de recubrimientos. Código de Regulaciones Federales.
- Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.. 21 CFR Parte 178 – Aditivos alimentarios indirectos: polímeros. Código de Regulaciones Federales.
- Organización Internacional de Normalización. ISO 22000:2018 – Sistemas de gestión de seguridad alimentaria: requisitos para cualquier organización en el
