La interrelación entre máquina empacadora - material de empaque – producto a empacar

Introducción

En el mundo de los empaques flexibles existe una estrecha relación entre la máquina empacadora, el material de empaque y el producto a empacar; esta interrelación es llamada APLICACIÓN DE EMPAQUE e implica que estas tres variables no deben moverse o cambiarse sin efectuar pruebas, ya que el cambio en una de ellas afecta el comportamiento de la interrelación, pudiendo ocasionar problemas muy críticos en los procesos productivos.

Las secuencias de operaciones en las máquinas empacadoras, pueden ser descritas como una serie de operaciones básicas. Dichas operaciones básicas son por ejemplo, el transporte del material de empaque a través de la máquina, la formación del material de empaque en la forma final del empaque, como por ejemplo doblándolo, la dosificación y el llenado del producto a ser empacado y el cerrado o sellado del empaque lleno, como por ejemplo a través del termo sellado. Existen algunas operaciones básicas para todo tipo de máquina empacadora.

El objetivo es averiguar las propiedades relevantes de los materiales de empaque en cada una de las operaciones básicas y determinar rango de valores numéricos para ellas, de tal forma que exista un proceso productivo garantizado que fluya sin problemas.

En esta primera parte analizaremos  el proceso en una máquina vertical de cuello formador, maquina vertical formadora, llenadora y selladora (VFFS por sus siglas en inglés), que es uno de los sistemas más comúnmente encontrado. En este proceso haremos énfasis en la hermeticidad de los sellados del empaque, los cuales son muy propios de los materiales plásticos y materiales laminados, que es muy importante para mantener la calidad del producto.

Funciones básicas de una máquina empacadora

Las operaciones llevadas a cabo en una máquina empacadora deberán ser hechas sin interrupciones, ya que cada parada del proceso afecta el costo total del empaque. Para lograr esto, uno debe conocer las razones de los posibles problemas, y estas deben ser causadas ya sea por la máquina empacadora, por el material de empaque o por el producto que esta siendo empacado.

El proceso de empaque en las máquinas empacadoras, siempre consiste de una secuencia de operaciones, y de aquí en adelante nos referiremos a funciones básicas, que van desde el arrastre del rollo de material de empaque flexible, corte del material, formado del empaque , llenado y sellado del empaque. Por lo anterior cada máquina de empaque debe ser vista por lo tanto como la suma de las funciones básicas específicas que ésta lleva a cabo.

Las funciones básicas tienen que estar relacionadas con el material de empaques y el producto a empacar involucrado y sus características, tomando en cuenta cada paso funcional. La investigación en el campo de la tecnología del empaque ha de ser planteada por sí misma en los siguientes objetivos:

1. Llevar a cabo estudios analíticos para la definición precisa de cada función básica y así simular la operación.

2. Determinar para las varias funciones básicas las propiedades relevantes de los materiales de empaque y productos a ser empacados.

3. Trabajar un rango de valores para estas propiedades que garantizarán una operación libre de problemas en el proceso de empaque.

A través de la correlación de las funciones básicas con las propiedades del material de empaque, el termino “CORRE BIEN EN MÁQUINA” de los materiales flexibles de empaque se ha utilizado, y puede ser definido como cuales funciones básicas y bajo cuales condiciones de operación (como por ejemplo velocidad de máquina), un material de empaque puede correr sin problemas. De lo anterior se puede deducir para cual máquina empacadora un material de empaque es apropiado, si la máquina ha sido correctamente ajustada.

Por el otro lado, de dicho tratamiento de operaciones de empaque, se pueden sacar conclusiones para la fabricación de las máquinas empacadoras. Esta puede ser diseñadas desde el principio de tal forma que sean construidas para que se acoplen a las propiedades del material de empaque y productos que van a ser empacados.

Fig 1. Fraunhofer Institute

Propiedades relevantes para materiales de empaque que funcionan en VFFS

Una de las clases de máquina empacadora, más extensivamente estudiadas en su relación con el material de empaque es la VFFS, muy ampliamente utilizada como ya lo habíamos mencionado. Películas plásticas mono capa o multicapas y papeles recubiertos, corren bien en este tipo de máquinas.

Tal y como se muestra en la Fig.1, se puede observar una máquina formadora, llenadora y selladora de arrastre o avance del material por el movimiento intermitente de las mordazas horizontales (MIM).

Las funciones básicas de esta máquina son:

Us1     Desembobinado del material de empaque desde el rollo

Us2     Almacenamiento del material en el sistema de rodillos compensadores

Us3     Formado en el tubo sobre el cuello formador

Us4     Arrastre del material en el tubo de llenado

Us5     Dosificación del producto por vasos volumétricos

Us6     Llenado del producto a través del tubo de llenado

Us7    Termo sellado longitudinal, ya sea por selle de traslape(lado interno del material con el lado externo) o sellado de aleta ( lado de adentro con lado de adentro) Fig.2

Us8    Termo sellado transversal

Us9    Arrastre del material sobre los “abridores” Fig.3

Us10  Corte de la unidad de empaque

Fig 2. Sellado por traslape, sellado de aleta

Fig 3. Abridores

En el próximo blog continuaremos hablando de la aplicación de empaque, veremos el sistema de arrastre por bandas y su diferencia de la de arrastre por mordazas. Haremos énfasis en los dos factores más importantes que afectan el procesamiento en las máquinas VFFS: la tensión del material durante el desembobinado y las fuerzas de arrastre.

¡¡¡Hasta la próxima!!!