Sistemas de llenado de polvo: tornillo sin fin y dosificadores de taza (pequeños paquetes, sachets, bolsas, palitos): visión general

1. Introducción

Cuando las empresas industriales tienen que comercializar sus productos en forma de polvo o granulado, a menudo adoptan un formato de envasado pequeño que les permitirá vender a clientes individuales en supermercados o comercio electrónico, por ejemplo. Los fabricantes de alimentos (polvo de café, especias, cereales...), farmacéuticos o empresas químicas (detergentes...) suelen envasar sus productos en sachets (unas pocas decenas de gramos) o bolsas (unas pocas centenas de gramos a unos pocos kilogramos). La operación de envasado del material es muy sensible, ya que debe realizarse muy rápidamente, con precisión (no subdosificar, lo que no sería compatible desde un punto de vista regulatorio, ni sobredosificar, lo que representaría una pérdida para el fabricante) y sin dañar el producto.

Esta página se centra en las tecnologías más comunes que pueden ser propuestas por los fabricantes de llenado y envasado para llenar polvos en envases diseñados para la venta al por menor. El llenado de productos a granel, en bolsas de 25 kg o en supersacos más grandes, no se discute aquí.

2. Principio de funcionamiento del llenador de tornillo sin fin

Uno de los tipos de máquinas de llenado más comunes es probablemente la máquina de llenado de tornillo sin fin. Con este tipo de llenador, el polvo se dosifica hacia el envase (sachet, bolsa, a veces palito) con un tornillo sin fin (un tornillo de Arquímedes). Una parte del tornillo sin fin está dentro de un depósito que contiene el polvo a dosificar y otra parte del tornillo sin fin está dentro de un tubo (tubo de llenado) para poder realizar la dosificación.

Este tipo de máquina de llenado es volumétrico, lo que significa que la dosificación se realiza solo en función del número de rotaciones del tornillo sin fin, que luego entrega un volumen, correspondiente a un peso (lo que interesa al cliente) gracias a la densidad del material a granel.

El depósito puede tener diferentes formas, típicamente un depósito en forma de cono cuando solo hay un tornillo sin fin (1 cabeza de llenado) para máquinas de llenado de bolsas o máquinas de sachets muy pequeñas, o un depósito en forma de cuña cuando hay varios tornillos sin fin (varias cabezas de llenado).

La rotación del tornillo sin fin lleva el material al tubo de llenado, lo que permite una dosificación en el envase posicionado justo debajo (hay un mecanismo completo para formar el envase a partir de bobinas de laminado). El llenado es secuencial, no continuo. La máquina lleva un nuevo envase a la posición (más exactamente, lo forma), luego el tornillo sin fin funciona para dosificar el producto, que cae en el envase abierto, luego el envase se cierra y se mueve. El ciclo puede reiniciarse.

Figura 1: Principio de funcionamiento del sistema de llenado de tornillo sin fin

Para tener una dosificación volumétrica lo más precisa posible y asegurarse de que la dosificación del producto se detenga bruscamente, el tornillo sin fin se ajusta muy bien en el tubo de llenado, y el tornillo sin fin está controlado por un servomotor cuyo número de rotaciones se puede ajustar. Esto puede ser una fuente de preocupación si el tornillo sin fin no se manipula adecuadamente, especialmente durante la limpieza y el mantenimiento, ya que el espacio muy estrecho entre el tornillo y el tubo significa que puede provocar contacto metal-metal si el tornillo sin fin se dobla ligeramente, por ejemplo.

3. Principio de funcionamiento del dosificador de taza volumétrico

El diseño básico para un dosificador de taza es tener un depósito cuyo fondo está equipado con una placa giratoria que tiene pequeñas tazas. Al girar, la taza se llena con el producto cuando pasa debajo del depósito de material, luego el tubo se cierra y luego se vacía hacia el envase abierto.

El volumen de la taza es ajustable para adaptarse al requisito de volumen de llenado y, por lo tanto, al peso. Debe tenerse en cuenta que el sistema, en comparación con el llenado de tornillo sin fin, es bastante pasivo, el polvo debe fluir por sí solo en y fuera de la taza. Esto significa que este tipo de dosificación es particularmente adecuado para productos muy que fluyen libremente pero perderá precisión si el producto es cohesivo, no fluye bien en la taza o, por el contrario, se compacta en la taza y no se vacía bien hacia el envase.

Por otro lado, el proceso de llenado es muy suave y especialmente adaptado cuando hay piezas que no deben romperse (lo que sería el caso, en cierta medida, para una cinta transportadora de tornillo).