Máquinas de envasar productos sólidos con materiales flexibles.
El concepto de packaging tiene la virtud de ser integrador, al contemplar las diferentes etapas del proceso de envases y embalaje de un producto como componentes de un todo que debe abordarse de forma simultánea.
La concepción, el diseño, la elección de la máquina envasadora, la elección de los materiales, la fabricación de los envases, las operaciones de envasado, el embalaje, el etiquetado, etcétera, son partes de ese concepto.
Uno de los problemas clave para obtener una buena conservación y presentación del sistema de envasado, y, dentro de ese último, la máquina elegida que debe corresponderse perfectamente con la idea de la presentación deseada y efectividad de la defensa del producto envasado.
La función de una máquina de envasar es combinar, en una unidad simple, el material de envase y el producto a envasar. Esto debe ser realizado de un modo eficiente con un mínimo de desperdicio de producto y de material de envase y crear un conjunto final que complete las propiedades útiles del material de envase para proteger y presentar el producto.
Las máquinas de envasar que pueden encontrarse en el mercado hoy día no sólo cumplen estas funciones primordiales, si no que las incrementan buscando mejoras en la presentación, acordes con las demandas que el consumidor desea encontrar en el producto que adquiere. Como por ejemplo podemos citar algunos puntos que están de actualidad, tales como: fácil apertura, pelabilidad, posibilidad de volver a cerrar el envase. etc.
Existen muchos tipos de máquinas de llenado-envasado, algunas han sido desarrolladas para un solo tipo de producto, pero en general podemos considerar los siguientes tipos: Verticales, Horizontales, Flowpack, Termoconformación, Sobrenvolturas (Wrapping), Blister, Twist wrapping, etcétera.
Máquinas de Envasado Vertical (VFFS)
El término vertical indica la dirección principal de avance del material durante la confección del envase.
El material de envase se alimenta desde la bobina a partir de la cual se da forma, llena y sucesivamente se cierra por termosellado (por arriba y por abajo). El material se desenrrolla de la bobina y es conducido por diferentes rodillos guía hacia un conformador. El material flexible se enrolla alrededor del conducto de alimentación del producto, formando un tubo continuo en el que se suelda un pliege longitudinalmente (parte posterior de la bolsa). El tubo ya formado, es arrastrado hasta las mordazas transversales en donde se produce el sellado transversal y corte de las bolsas. Mientras se está sellando (fondo de la bolsa) se introduce el producto a envasar y una vez hecha la dosificación, la máquina vuelve a arrastrar el material para formar otro paquete.
En el momento que se para el arrastre, las mordazas transversales vuelven a ejercer presión para sellar y cortar. Es decir, cierra la bolsa ya formada (parte superior) y con el producto al mismo tiempo que se sella la parte inferior de la siguiente. Las bolsas son evacuadas bien por gravedad o por una banda de arrastre.
Los tipos de bolsas que pueden formarse son muy diferentes están en función de las caracteristicas de la máquina:
– Conducto de formación redondo para formar bolsas tipo «pillow» (almoahadilla) y cuadrado para bolsas paralelepípedas.
– Formación de plieges en la base para obtener bolsas que se mantengan su posición vertical.
PUNTOS CLAVE: Material vs máquina.
Bolsa abierta arriba con sellado posterior en otra sección de la máquina, que permite obtener paquetes más compactos y con forma geométrica más definida (arroz, azúcar, harina, etcétera).
Este tipo de máquinas se utilizan mucho para el envasado de productos que caen por la acción de la gravedad: sólidos, polvos, legumbres, patatas fritas, frutos secos, etcétera.
Existen tres sistemas de arrastre del material de envase en este tipo de máquinas de envasar:
1) Tracción del material y soldadura transversal por las mordazas de sellado; mientras se está produciendo el sellado transversal las mordazas se desplazan hacia abajo arrastrando el material y en este tiempo, con las mordazas en presión se produce la dosificación del producto. Cuando se abren cae el paquete y a continuación las mordazas vuelven a subir para reiniciar la formación de la siguiente bolsa.
2) Tracción del material realizada por rodillos o correas de deslizamiento y sellado por mordazas.
3) Tracción del material por medio de un anillo neumático y sellado igual que en el caso anterior. (modelo exclusivo y patentado por la marca PYCMESA).
Formador:
– separación entre el formador y el tubo para permitir utilizar complejos más o menos gruesos.
– pieza que permita el sellado tipo «solapado» o «retornable».
Deslizamiento
Este tipo de máquinas impone las mejores propiedades de deslizamiento de la cara interna del material (COF=0,20), puesto que las fuerzas de fricción entre las correas transportadoras y el material deben ser siempre mayores que las existentes entre el material y el tubo de llenado. En contraste con ese punto, esa misma superficie debe moverse libremente sobre el formador sin generar cargas de fricción. En estas máquinas tenemos siempre los dos tipos de deslizamiento:
-en frio: sobre el formador y el tubo de llenado en su parte frontal.
-en caliente: se produce sobre la parte posterior del tubo de llenado: en la zona en donde se aplica presión y calor para producir el sellado longitudinal.
La electricidad estática puede presentar muchos inconvenientes en el caso de envasar productos pulverulentos (contaminación en las zonas de sellado transversal). En problema se puede resolver o minimizar mediante la instalación de un des electrizador.
Este tipo de máquinas pueden trabajar con el sellado tipo «impluso» o con mordaza de calor constante. El primer sistema de sellado se aplica casi en exclusiva a materiales tipo monofilm (polietileno) y el segundo a polipropilenos, complejos (aluminio, papel, etc).
Prácticamente siempre el film complejo debe recurrirse al soldado mediante el sistema «retornable», es decir, se sueldan las caras internas y la lengüeta formada se dobla a lo largo del tubo. En este caso hay que tener en cuenta que se necesitan siempre unos 15 mm. más ancho de bobina para poder trabajar con eficiencia.
Las máquinas de envasado son casi siempre de ciclos discontinuos, es decir, arrastre -llenado- sellado y entre cada uno de estos pasos hay tiempos muertos, por lo que las cadencias de producción son relativamente bajas: 50/70 paquetes/minuto (en productos granometría media). Cuando se trata de formar bolsas pequeñas puede ser interesante utilizar máquinas verticales tipo «roto» es decir, las mordazas verticales trabajan en sistema de rotación, similares a las de una máquina Flowpack, con lo que se consiguen velocidades de producción mucho más elevadas.
En las primeras el sellado longitudinal se produce por una mordaza caliente o por impulsos, que ejerce presión sobre el material apoyándose contra el tubo o conducto de alimentación, mientras el material esta parado (momento utilizado para la introducción del producto en el envase), además esta mordaza es siempre más larga que la longitud vertical del paquete que se forma, es decir hay zonas de soldadura que reciben dos veces la acción de la mordaza, esto debe tenerse en cuenta y por lo tanto hay que regular la temperatura de forma que esa área de sellado por dos veces no sufra y se queme.
En las tipo «roto» no existen tiempos muertos, la mordaza no dispone de tiempo para ejercer presión, separarse y volver actuar. Aquí la soldadura longitudinal se produce simplemente por fricción sobre una pieza metálica caliente y son las mordazas transversales las que al mismo tiempo que sueldan arrastran el material de forma continua.
Las envasadoras verticales con alimentador tipo rectangular suelen producir el sellado longitudinal desplazando a un lateral, para mejor acabado de la bolsa, y en el fondo siempre se forman pliegues, bolsa tipo inglés, que posteriormente permita que la bolsa se presente en el mercado en situación vertical.
Estas máquinas disponen de un sistema de producción de hendidos en los ángulos del alimentador para mantener la forma geométrica más pronunciada. Por este motivo, los materiales que se utilizan en este tipo de bolsas debe ser siempre rígidos de forma que el hendido se mantenga bien marcado y la bolsa acabada presenta una forma lo más regular posible.
En general hay que considerar que el sellado tipo retornable, es decir, sellado longitudinal de la cara interior contra sí misma produce mejor calidad de hermeticidad que el tipo «solapado» (interior-exterior).