Envasadoras automáticas de flujoLas -, también conocidas comúnmente como envolvedoras de flujo, máquinas de envasado tipo almohada o máquinas de formado-llenado{2}}sellado horizontal (HFFS), - se encuentran entre los equipos más versátiles y ampliamente utilizados en las líneas de envasado de productos en todo el mundo. Los encontrará envolviendo de todo, desde barras de chocolate y galletas hasta dispositivos médicos, componentes de hardware y alimentos congelados. El "embalaje fluido" es una forma de envolver productos. Una larga lámina de película se convierte en un tubo alrededor del producto. Luego se sellan ambos extremos y el tubo se corta en trozos envueltos individualmente. Todo esto sucede rápidamente en un proceso constante. Comprender cómo funciona una máquina automática de envasado de flujo es esencial para cualquier persona involucrada en las operaciones de la línea de envasado.
Comprender cómo funcionan estas máquinas es valioso para cualquier persona involucrada en el diseño de líneas de envasado, la gestión de producción, la adquisición de equipos o el control de calidad. Este artículo explica el principio de funcionamiento, las principales estaciones mecánicas, las variables que afectan el rendimiento y los factores que determinan qué productos son los más adecuados para el enfardado.
El principio básico: formar, llenar y sellar en un movimiento continuo
La idea básica detrás de una máquina envasadora de flujo es muy simple. Se toma un rollo plano de película de embalaje, se envuelve alrededor de un producto, se sella a lo largo de los lados y en los extremos y se corta en paquetes individuales. Todo esto sucede en un movimiento constante sin detener el flujo del producto.Cadaempaquetadora automática de flujose basa en este mismo principio de movimiento-continuo para lograr sus altas tasas de producción.
A diferencia de las máquinas de formado-llenado-sellado vertical (VFFS), que forman bolsas a partir de un tubo de película plano que se llena desde arriba, las envolvedoras de flujo manejan productos que llegan - galletas ya formadas en una bandeja, barras de chocolate en un transportador o componentes en un cargador - y los envuelven con película horizontalmente. El producto viaja horizontalmente a través de la máquina mientras la película se forma, sella y se corta en movimiento sincronizado.
Esta orientación horizontal es lo que le da al proceso su nombre y su característica clave: maneja productos de diferentes alturas y geometrías con una complejidad de cambio mínima, razón por la cual las empaquetadoras de flujo son el equipo elegido para operaciones de embalaje de alto-volumen y múltiples-SKU.
Las principales estaciones mecánicas
Una máquina de envasado de flujo consta de cuatro estaciones primarias, cada una de las cuales realiza una función distinta en el ciclo de envasado. Comprender lo que hace cada estación facilita el diagnóstico de problemas, la especificación de equipos y la evaluación del rendimiento de la máquina. En cualquierempaquetadora automática de flujo, estas estaciones funcionan en sincronización precisa.
Estación uno: la zona de formación
La película se saca de un soporte desenrollador. El soporte suele tener un brazo oscilante, una celda de carga o un sistema de freno para mantener constante la tensión. Luego la película pasa a la zona de formación.
En la zona de formación, la película plana se mueve sobre una placa de formación o un conjunto de rodillos. Estas partes dan forma a la película en un tubo alrededor del producto.
Los bordes de la película se unen a lo largo de la parte inferior o posterior del producto mediante un collar de formación, que crea un sello de aleta longitudinal a medida que la película se envuelve alrededor de la circunferencia del producto.
La geometría del collarín formador es crítica. Debe coincidir con el perfil de sección transversal -del producto - los productos redondos requieren collares redondos, los productos rectangulares requieren conjuntos de forma rectangular. El uso de una geometría de collar incorrecta provoca arrugas en la película, formación de sello incompleto y daños al producto.
En muchas máquinas, la zona de formación también incluye un sistema de registro de impresiones fotográficas. Si la película tiene gráficos impresos, un sensor lee las marcas en la película. Luego cambia la velocidad de alimentación de la película para que el diseño impreso se alinee con el producto dentro del paquete. Esto es muy importante para los paquetes que tienen información de marca, guías de dosificación o códigos de barras.
Estación Dos: El Sellado Longitudinal
Después de que la película envuelve el producto, sus bordes superpuestos deben sellarse para formar la costura posterior del paquete. Esto se hace mediante el sistema de sellado longitudinal - a menudo llamado sellador de aletas o sellador posterior.
El tipo de sello más común en las empaquetadoras de flujo es una rueda de sello rotativa calentada o una correa de sello continuo. A medida que el tubo de película se mueve a través de la máquina, los bordes de la película superpuestos pasan entre ruedas de sellado calentadas giratorias que aplican calor y presión para fusionar las superficies de la película. El movimiento giratorio está sincronizado con la velocidad del producto para que el sello se aplique continuamente a medida que se mueve la película.
Para aplicaciones de alta-velocidad, las correas de sellado continuo pueden alcanzar velocidades de sellado que superan los límites prácticos de las ruedas de sellado rotativas. La desventaja es una mayor complejidad mecánica y requisitos de mantenimiento más exigentes.
Algunas máquinas utilizan un sello de engarce en lugar de un sellado térmico - particularmente para laminados a base de papel-o de papel de aluminio que requieren sellado a presión en lugar de sellado térmico. El prensado utiliza un rodillo estampado para crear una unión mecánica en lugar de térmica.
Estación Tres: El Sellado Transversal
Mientras que el sello longitudinal crea la costura trasera del paquete, la estación de sellado transversal crea los sellos superior e inferior - las costuras transversales que cierran cada paquete individual en sus bordes delantero y trasero.
El sellador transversal en una envasadora flow-pack funciona según el principio de movimiento interrumpido. Mientras la película y el producto se mueven continuamente a través de la máquina, las mordazas de sellado transversales se abren y cierran rápidamente para crear ciclos de sellado-corte-sellado individuales. A medida que el producto se acerca a la zona de sellado, las mordazas se cierran alrededor del tubo de película, creando un sello transversal. Un cuchillo cortador entre las mordazas corta la película entre paquetes. Luego, las mandíbulas se abren y el proceso se repite para el siguiente paquete. en un modernoempaquetadora automática de flujoEste movimiento cíclico se controla con precisión mediante servomotores.
Este movimiento cíclico es impulsado por un servomotor en las máquinas modernas, que permite un control preciso del tiempo de cierre de la mandíbula, la presión del sello y la posición de corte. Las máquinas más antiguas utilizan sistemas de sincronización accionados por levas mecánicas-, que ofrecen simplicidad y confiabilidad, pero menos flexibilidad en el ajuste de parámetros.
El sello transversal es donde se aplica la mayor parte del calor y también es donde es más probable que se produzca la contaminación del sello - por residuos del producto, polvo o humedad -. Para solucionar este problema, se suelen utilizar cubiertas de mandíbulas selladoras y revestimientos antiadhesivos-específicos del producto.
Estación cuatro: la zona de descarga
Después del sellado y corte transversal, los paquetes individuales salen de la zona de sellado y son transportados fuera de la máquina.
La mayoría de las envolvedoras de flujo tienen un transportador de descarga. Mueve los paquetes envueltos al siguiente paso de la línea. Podría ser una estuchadora, una empacadora de cajas o una estación de control de calidad.
Algunas máquinas también tienen una-impresora de fecha en línea. Suele ser una impresora de transferencia térmica o un codificador de lámina caliente. Imprime números de lote, fechas de vencimiento o códigos de lote en el paquete sellado cuando sale de la máquina. El codificador está sincronizado con el codificador de la máquina para que el código aparezca en la posición correcta en cada paquete, independientemente de variaciones menores en el espacio entre productos.
Las variables que determinan la calidad y velocidad del paquete
Ejecutar bien un contenedor de flujo significa gestionar la interacción entre varias variables del proceso. Los más importantes y sus principales efectos:
Tensión de la película:Controla el comportamiento de la película a través de la zona de formación y selladores. Demasiada tensión provoca que la película se estire, se desvíe el registro y falle el sello. Una tensión demasiado baja provoca arrugas, formación deficiente de sellado y daños al producto debido al amontonamiento de la película. En máquinas con control automático de tensión, la calibración regular del brazo oscilante o de la celda de carga mantiene el rendimiento estable en tiradas largas.
Temperatura y presión del sello:El sello transversal requiere suficiente calor para fundir la superficie de la película y suficiente presión para poner las superficies fundidas en contacto molecular. Estos parámetros interactúan con el calibre y el tipo de película. Funcionar a la temperatura correcta significa comprender no solo el punto de ajuste sino también la temperatura real en la superficie de sellado -, que puede variar de la lectura del controlador con el tiempo.
Tiempo de cierre de la mandíbula y posición de corte:En las máquinas servo-accionadas, la sincronización del ciclo de la mandíbula transversal está controlada por software-. La mandíbula debe cerrarse alrededor de la película en el momento preciso en relación con la posición del producto - demasiado pronto o demasiado tarde, y el sello se aplica descentrado-en relación con el paquete. El error de posición de corte crea paquetes parcialmente sellados o paquetes con extremos desalineados.
Precisión de alimentación del producto:La calidad del suministro de producto determina directamente la calidad del paquete envuelto. Los productos que llegan a la zona de formación con espaciamiento inconsistente, variación de altura o desalineación angular producirán unidades mal envueltas, independientemente de qué tan bien esté configurada la envoltura. Muchosempaquetadora automática de flujoLos problemas que parecen ser problemas de la máquina son en realidad problemas de alimentación.
Idoneidad del producto: qué fluye bien y qué no
La envoltura fluida es muy versátil, pero tiene límites prácticos. El proceso funciona mejor para:
Productos cargados individualmente: galletas, barras de chocolate, pasteles, alimentos congelados, artículos de ferretería, dispositivos médicos - productos que se pueden cargar individualmente o en una bandeja.
Productos con geometría uniforme: altura y sección transversal-uniformes permiten un envoltorio limpio con un desperdicio mínimo de película.
Productos que toleran el calor y la presión: el proceso de sellado transversal implica calor y fuerza de sujeción en las mordazas del sello, lo que puede afectar a los productos-sensibles al calor.
Los productos que son líquidos, muy irregulares o extremadamente frágiles pueden requerir configuraciones de envoltura de flujo modificadas - como paquete tipo almohada con inserción de sábana central, envolturas de cajas plegables o accesorios para embolsar - o pueden adaptarse mejor a un formato de empaque completamente diferente.
Consideraciones de cambio
Un hecho real sobre el funcionamiento de una máquina envasadora de flujo es el tiempo de cambio. Para cambiar entre diferentes tamaños de producto o anchos de película es necesario ajustar el collar de formación, volver a enhebrar la película, restablecer el sistema de registro y cambiar la configuración del sello. En máquinas con pasos de cambio manual, esto puede tardar entre 30 y 90 minutos. Una máquina empacadora de flujo automática bien diseñada reduce el tiempo de cambio con un buen diseño mecánico y configuraciones guardadas.
Las modernas máquinas servo-con sistemas de control digital han reducido significativamente el tiempo de cambio mediante la recuperación de parámetros almacenados - que guarda la configuración de la máquina para cada SKU de producto y la restaura con solo presionar un botón. Sin embargo, los pasos de cambio mecánico - cambiar los collares de formación y ajustar los rieles guía - todavía requieren una intervención física que no se puede automatizar por completo.
Para operaciones que ejecutan muchos SKU en tiradas de producción cortas, la eficiencia del cambio suele ser el factor decisivo a la hora de seleccionar una máquina, y vale la pena evaluarla cuidadosamente durante la etapa de especificación del equipo en lugar de descubrir su importancia sólo después de la instalación.
Conclusiones clave
Una máquina envasadora automática de flujo funciona así. Se necesita un rollo de película plano, se envuelve alrededor de los productos a medida que se mueven, se sella la costura trasera y los dos extremos, y luego se corta cada pieza envuelta del tubo sellado. El proceso es rápido, flexible y bueno para fabricar muchos productos sólidos individuales.
El rendimiento de la máquina depende de cómo funcionan en conjunto la calidad de la película, la alineación mecánica, la configuración del sello y la alimentación del producto. Para obtener los mejores resultados, es necesario considerar toda la línea de envasado como un solo sistema, no sólo la máquina por sí sola. También es necesario saber que un cambio en una parte afecta a las demás.
