Optimización del envasado de líquidos, operaciones de llenado con gestión de viscosidad en línea

El envasado de productos líquidos, líquidos con trozos sólidos y en gel consiste en materiales de envasado y máquinas de envasado como líneas de llenado. Incluye formatos de envases rígidos como botellas y envases y formatos de envases flexibles como películas, bolsas verticales, tubos exprimibles, cartones y bag-on-box. En muchas industrias, los procesos de envasado se automatizan mediante líneas de llenado.

Las áreas de aplicación de envasado de líquidos abarcan múltiples industrias: alimentos y bebidas, cosméticos, productos para el hogar, productos químicos, medicamentos, productos de consumo masivo. Algunos ejemplos por industria son:

• Alimentos y Bebidas: Salsas, Productos lácteos, jugos, bebidas carbonatadas, sopas, café / té, yogur, leche, helados, postres de gelatina, miel, gelatina, jarabes, alimentos asépticos, mantequilla, ghee, cerveza, etc.
• Cosméticos: cremas, lociones, champús, faciales, aceites capilares, protectores solares
• Medicamentos: jarabes, gotas, ungüentos.
• FMCG: pastas de dientes, desinfectantes, líquidos para lavarse las manos, líquidos para lavar platos, detergentes líquidos
• Productos químicos: industrial, tratamiento de agua, adhesivos, minería, catalizadores, laboratorio y otros usos.

Mecanismos de llenado / envasado

Una de las claves para una línea de envasado de líquidos exitosa es la eficiencia. Para optimizar la eficiencia de una línea de envasado, hay que considerar varios factores. Incluye la viscosidad del líquido, las características del producto, los desafíos específicos del producto, la facilidad de limpieza, la precisión, la facilidad de flexibilidad y cambio, y el uso de un proveedor de máquinas confiable.

Todos los líquidos fluyen de manera diferente. Comprender esto es de suma importancia al diseñar una máquina llenadora. La viscosidad es la propiedad que brinda información sobre el comportamiento del flujo del líquido. Por lo tanto, es fundamental tomar nota de la viscosidad del producto que está manipulando. Los métodos de llenado difieren en costo, precisión, velocidad e higiene. No todos los métodos son adecuados para todos los líquidos, ya que las bebidas necesitan una higiene particular, los cosméticos costosos requieren una precisión especial, mientras que el aceite de motor tiene una característica de flujo diferente a, por ejemplo, el agua mineral. Un producto que fluye libremente, como el agua, que es de baja viscosidad, fluirá bien a través de un relleno por gravedad. Esto se debe a que este tipo de máquina se basa en el poder de la gravedad para empujar el producto.

Algunos productos que tienen una viscosidad más alta necesitarán ayuda para ser llenados en el empaque. Las lociones y otros líquidos de alta viscosidad funcionan bien con llenadoras de pistón y llenadoras de bomba. Las llenadoras de pistón tienen una capacidad versátil para manejar líquidos, desde productos aireados hasta glaseados y salsas. Las llenadoras de bombas funcionan bien con líquidos de todas las viscosidades y ofrecen variedad cuando se trata de la bomba elegida. Las llenadoras de bombas pueden utilizar bombas de cavidad progresiva, bombas de engranajes, bombas de lubricación y varias válvulas y accesorios para satisfacer las necesidades del proyecto.

¿Qué hace que la automatización y el control de la viscosidad sean tan importantes en la construcción de una línea de envasado eficiente para productos líquidos?

Uno de los primeros aspectos de una línea de envasado que una empresa debe considerar es la viscosidad del líquido que atraviesa los procesos de llenado y envasado. El espesor del líquido será un gran factor determinante a la hora de seleccionar la maquinaria adecuada para comprar e instalar. Si el equipo se utiliza para el nivel de viscosidad incorrecto, podría obstaculizar significativamente la productividad y es más probable que ocurran averías. Considere si el líquido es más fino como el agua, más espeso o muy viscoso, lo que se puede determinar utilizando una tabla de viscosidad al seleccionar la maquinaria.

Existen varias ventajas del monitoreo y control de la viscosidad en línea y en tiempo real en la línea de envasado para productos fluidos / líquidos:

Operaciones de línea de envasado precisas y eficientes: ahorros significativos en los costos de materiales. El control de la viscosidad hace que las líneas de envasado de líquidos sean más «precisas» al garantizar un producto consistente y, por lo tanto, permite un control más estricto del nivel correcto de producto a dispensar. El control de la calidad de la viscosidad en las etapas de producción y transporte, antes de las operaciones de llenado, puede garantizar que se dispense la cantidad exacta de líquido, con una cantidad mínima de variabilidades de proceso que posiblemente puedan surgir del equipo de la línea de envasado, como boquillas y válvulas. Esto se traduce en importantes ahorros de material para la empresa, considerando la escala de operaciones.

Para cumplir con las regulaciones que penalizan el llenado insuficiente, durante la producción, los fabricantes a menudo exceden la cantidad mínima en el empaque. Sin embargo, tal sobrellenado de seguridad puede resultar costoso. Por ejemplo, un productor de leche de tamaño medio llena alrededor de 100,000 botellas de leche de coco al día. Al reducir el sobrellenado en botellas individuales en unos pocos gramos, la empresa podría potencialmente ahorrar varios millones de euros al año. Por lo tanto, los fabricantes de plantas de embotellado completas deben ofrecer sistemas que midan las cantidades de llenado con alta precisión y mantengan el sobrellenado al mínimo.

Cambio de producto sin problemas: agilidad en el tratamiento de variantes y procedencias de productos nuevos y diferentes. Los ingenieros de fábrica obtienen una imagen más precisa de cómo reaccionarán las nuevas formulaciones o los cambios de receta y cómo podrían necesitar ajustar los sistemas actuales y los parámetros de control. El monitoreo en tiempo real facilita la transición de un proceso por lotes a una operación continua, lo que ahorra costos operativos y de capital significativos mediante la reutilización de las mismas líneas para múltiples productos. Los ingenieros de la línea de envasado pueden responder rápidamente a las cambiantes demandas de los consumidores, optimizar la producción y reducir los costos del sistema.

Los datos de viscosidad ayudan a los ingenieros de la línea de envasado a ajustar los parámetros para garantizar que mantienen un control estricto del proceso de dispensación que no se ve afectado por cambios en las propiedades del producto, especialmente la fluidez, que depende de la viscosidad. Además, las decisiones de adaptación de los parámetros y variables de la máquina (boquillas, bombas, controles de válvulas) pueden ser controladas y automatizadas de manera confiable por los datos de viscosidad, por lo que se garantiza que el tiempo de cambio se restrinja al mínimo.

Cumplimiento de las normas. Cuando se trata de productos alimenticios y bebidas, la calidad, la seguridad y la confianza son absolutamente críticas. La precisión y repetibilidad del proceso de dispensación debe controlarse estrictamente, ya que las normas de la UE, la OMS y otras pautas de GMP establecen niveles de tolerancia permisibles según los tipos de productos / industrias. El desafío para todos estos procesos es el mismo: el embalaje debe contener la cantidad de producto indicada. Si la cantidad de llenado en botellas es demasiado baja, por ejemplo, esto contraviene la Directiva de preenvasado de la UE 76/211 / CEE y la Ley de productos preenvasados ​​alemana (§22 FPackV). Estos estipulan el porcentaje por el cual un lote de producción puede no alcanzar la cantidad mínima de llenado especificada. En este caso, la «mala conducta» puede dar lugar a sanciones que incluyen el cierre de la producción.

Esto significa que la automatización de la viscosidad es fundamental para garantizar que el proceso de llenado se mantenga eficiente para evitar riesgos de desperdicios, rechazos y penalizaciones, que pueden ser significativamente altos en las fábricas de llenado continuo de líquidos que empaquetan toneladas de materiales cada hora.

Valor clave de las soluciones de automatización de viscosidad en la línea de envasado

Los factores amplios y significativos que hacen que la gestión de la viscosidad sea importante en prácticamente todas las aplicaciones de llenado:

1. Calidad: El control de la viscosidad del producto líquido en las etapas de procesamiento y transporte que preceden a la operación de llenado puede garantizar que, antes del llenado, la calidad / consistencia del producto sea adecuada.
2. Repetibilidad entre lotes: Para garantizar la consistencia de un lote a otro y para mantener un nivel / peso constante, el control de la viscosidad es esencial.
3. Reducción de desperdicio y ahorro de costos: Las operaciones de llenado precisas significan que se entrega la cantidad exacta de producto durante el empaque, lo que ahorra toneladas de materiales adicionales que, de lo contrario, podrían usarse adicionalmente. También significa reducción de desperdicios y rechazos, incluso en las regulaciones más estrictas, minimizando así los costos.
4. Eficiencia:  El monitoreo de la viscosidad en tiempo real y sin complicaciones puede ahorrar mucho tiempo y esfuerzo, lo que implica el análisis fuera de línea de la muestra y la toma de decisiones de proceso basadas en ese análisis.
5. Ambiente: La automatización de la viscosidad puede optimizar los procesos CIP / SIP. Reducir la cantidad de uso de líquidos / materiales de limpieza es bueno para el medio ambiente.
6. Fábrica inteligente – Beneficios de la digitalización y la automatización: Los datos de proceso adquiridos por los sensores se pueden utilizar de muchas otras formas: programación de mantenimiento de la máquina, diagnóstico de control de calidad, análisis de la causa raíz, intercambio de información entre instalaciones para descentralizar decisiones y mucho más. La capacidad de cargar diferentes trabajos / modelos para diferentes fluidos mediante el uso de información de viscosidad se transforma en beneficios de suma importancia, lo que permite a las empresas aprovechar los beneficios de la Industria 4.0 y las tecnologías de automatización. Se vuelven más adaptables a las necesidades cambiantes de los consumidores. Obtenga más información utilizando el enlace a continuación.

Soluciones de Rheonics para mejorar la eficiencia y la agilidad de la línea de envasado

La medición y el control automatizados de la viscosidad en línea son cruciales para monitorear / controlar la viscosidad durante las operaciones de llenado y garantizar que los parámetros de la máquina de la línea de envasado se ajusten de acuerdo con la viscosidad del producto. Rheonics ofrece las siguientes soluciones para el control de procesos y la optimización de la eficiencia en la línea de envasado.

Medidores de viscosidad y densidad

1. En línea Viscosidad mediciones: Rheonics SRV es un dispositivo de medición de viscosidad en línea de amplio rango capaz de realizar mediciones de viscosidad (junto con mediciones de temperatura) y detectar cambios de viscosidad dentro de cualquier flujo de proceso en tiempo real.
2. En línea Viscosidad y Densidad mediciones: Rheonics SRD es un instrumento de medición de densidad y viscosidad simultánea en línea (junto con mediciones de temperatura). Si la medición de la densidad es importante para sus operaciones, SRD puede satisfacer sus necesidades, con capacidades operativas similares a las del SRV junto con mediciones de densidad precisas.

Estos instrumentos dan una señal de salida y una lectura en un panel de software que, si se muestra, proporciona al operador la información necesaria para controlar el proceso. Alternativamente, puede ser posible enviar la salida a un controlador de proceso automático. Los sistemas de control integrados permiten que la información de viscosidad / densidad en la línea de proceso se utilice de manera eficaz.

Integrado, llave en mano calidad de esterilización para operaciones de línea de llenado

Rheonics ofrece una solución integral llave en mano para la gestión de la calidad compuesta por:

1. En línea Viscosidad mediciones: SRV de Rheonics – un dispositivo de medición de viscosidad en línea de amplio rango con medición de temperatura de fluido incorporada
2. Monitor de procesos reónicos: un avanzado controlador de seguimiento predictivo para monitorear y controlar en tiempo real las variaciones de las condiciones del proceso
3. Rheonics RheoPulso con automáticamente dosear: Un sistema autónomo de nivel 4 que garantiza que no se comprometa con los límites establecidos de viscosidad y activa automáticamente válvulas de derivación o bombas para dosificar de forma adaptativa los componentes de la mezcla en las etapas de procesamiento que preceden a las operaciones de llenado.

El sensor SRV está ubicado en línea, por lo que mide continuamente la viscosidad (y la densidad en el caso de SRD). Las alertas se pueden configurar para notificar al operador de la acción necesaria o todo el proceso de gestión se puede automatizar por completo con RPTC (Rheonics Predictive Tracking Controller). El uso de un SRV en la línea de llenado da como resultado una productividad mejorada, márgenes de ganancia y logra el cumplimiento normativo. Los sensores Rheonics tienen un factor de forma compacto para OEM simple, instalación de actualización y fácil ampliación en todas las líneas de la fábrica. No requieren mantenimiento ni reconfiguraciones. Los sensores ofrecen resultados precisos y repetibles sin importar cómo o dónde se monten, sin necesidad de cámaras especiales, sellos de goma o protección mecánica. Al no utilizar consumibles y no requieren recalibración, SRV y SRD son extremadamente fáciles de operar, lo que resulta en costos de funcionamiento extremadamente bajos. Como fabricante de máquinas o integrador de sistemas de automatización, puede obtener más información sobre la facilidad de integrar sensores reónicos en su línea en nuestra página dedicada a Integradores de sistemas.

Una vez que se establece el entorno del proceso, generalmente se requiere poco esfuerzo para mantener la coherencia de la integridad de los sistemas; los operadores pueden confiar en el control estricto con la solución de gestión de la línea de envasado de líquidos de Rheonics.

Los densímetros tipo sonda en línea tienen una ventaja en el llenado automático basado en el peso

Para un llenado automático preciso (por ejemplo, método volumétrico), puede ser especialmente importante monitorear y controlar la densidad. La densidad puede fluctuar debido a burbujas de aire en el líquido y cambios en la temperatura o la receta.

Los medidores de flujo de Coriolis proporcionan mediciones de flujo másico, pero tienen ciertas desventajas como:

• Procedimientos de calibración que consumen mucho tiempo y una instalación difícil
• Dificultad de limpieza: los caudalímetros Coriolis son difíciles de limpiar, especialmente cuando el fluido tiene un contenido considerable de sólidos. Los hace inadecuados para cumplir con los estándares de higiene dentro de las fábricas.
• Tiempos de llenado más prolongados: con la tecnología de pesaje o la medición de flujo másico, se tarda unos cinco segundos en llenar una botella. La medición de la tasa de flujo sufre la mayor fluctuación en la velocidad de llenado, con un tiempo que varía entre dos y cinco segundos.

Por otro lado, los SRD Rheonics están diseñados y fabricados para la integración más sencilla en un entorno de producción continua. No tienen cámaras especiales y se pueden quitar fácilmente para su limpieza o inspección. Las sondas SRD están herméticamente selladas para limpieza en el lugar (CIP) y admiten el lavado a alta presión con conectores IP69K M12. SRD es un producto único que reemplaza tres instrumentos diferentes para mediciones de viscosidad, densidad y temperatura.

Líneas de envasado puede hacer el mejor uso de los avances en la tecnología de automatización de Rheonics

Los sistemas de automatización Rheonics incluyen características más allá de los sistemas heredados, como algoritmos de control de procesos avanzados integrados, monitoreo estadístico, monitoreo de dispositivos inteligentes y monitoreo del estado de los activos. Llevan los datos de proceso y estado de los activos tanto a las operaciones como al mantenimiento, lo que permite formas nuevas y eficientes de integrar los procesos de trabajo y mejorar la puntualidad y precisión de las decisiones, lo cual es fundamental considerando la velocidad y escala de las operaciones dentro de una línea de envasado de productos líquidos.

La ventaja de Rheonics

Factor de forma compacto, sin partes móviles y no requiere mantenimiento

El SRV y el SRD de Rheonics tienen un factor de forma muy pequeño para la instalación sencilla de OEM y modificaciones. Permiten una fácil integración en cualquier flujo de proceso. Son fáciles de limpiar y no requieren mantenimiento ni reconfiguraciones. Tienen una huella pequeña que permite la instalación en línea en cualquier línea de proceso, evitando cualquier espacio adicional o requisito de adaptador.

Alta estabilidad e insensible a las condiciones de montaje: cualquier configuración posible

Rheonics SRV y SRD utilizan un resonador coaxial patentado único, en el que dos extremos de los sensores giran en direcciones opuestas, cancelando los pares de reacción en su montaje y, por lo tanto, haciéndolos completamente insensibles a las condiciones de montaje y los caudales. El elemento sensor se asienta directamente en el fluido, sin requisitos especiales de carcasa o jaula protectora.

Lecturas instantáneas precisas sobre la calidad de la producción: descripción general completa del sistema y control predictivo

El software de Rheonics es potente, intuitivo y cómodo de usar. El fluido del proceso en tiempo real se puede monitorear en el IPC integrado o en una computadora externa. Varios sensores distribuidos por la planta se gestionan desde un único panel. Ningún efecto de la pulsación de presión del bombeo sobre el funcionamiento del sensor o la precisión de la medición. Sin efecto de vibración.

Mediciones en línea, no se necesita una línea de derivación

Instale directamente el sensor en su flujo de proceso para realizar mediciones de viscosidad (y densidad) en tiempo real. No se requiere una línea de derivación: el sensor puede sumergirse en línea; El caudal y las vibraciones no afectan la estabilidad y precisión de la medición.

Instalación sencilla y sin necesidad de reconfiguraciones / recalibraciones: cero mantenimiento / tiempos de inactividad

En el caso poco probable de que un sensor se dañe, reemplace los sensores sin reemplazar ni reprogramar la electrónica. Reemplazos directos tanto para el sensor como para la electrónica sin actualizaciones de firmware ni cambios de calibración. Fácil montaje. Disponible con conexiones de proceso estándar y personalizadas como NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Flange, Varinline y otras conexiones sanitarias e higiénicas. Sin cámaras especiales. Se quita fácilmente para su limpieza o inspección. SRV también está disponible con DIN11851 y conexión de triple abrazadera para un fácil montaje y desmontaje. Las sondas SRV están selladas herméticamente para limpieza en el lugar (CIP) y admiten el lavado a alta presión con conectores IP69K M12.

Bajo consumo de energía

Fuente de alimentación de 24 V CC con consumo de corriente inferior a 0.1 A durante el funcionamiento normal.

Tiempo de respuesta rápido y viscosidad compensada por temperatura

La electrónica ultrarrápida y robusta, combinada con modelos computacionales integrales, hace que los dispositivos Rheonics sean uno de los más rápidos, versátiles y precisos de la industria. SRV y SRD brindan mediciones precisas de viscosidad (y densidad para SRD) en tiempo real cada segundo y no se ven afectados por variaciones de caudal.

Amplias capacidades operativas

Los instrumentos de Rheonics están diseñados para realizar mediciones en las condiciones más desafiantes. SRV está disponible con la gama operativa más amplia del mercado para viscosímetros de proceso en línea:

• Rango de presión hasta 5000 psi
• Rango de temperatura desde -40 hasta 200 ° C
• Rango de viscosidad: 0.5 cP hasta 50,000 cP (y superior)

SRD: instrumento único, función triple - Viscosidad, temperatura y densidad

El SRD de Rheonics es un producto único que reemplaza tres instrumentos diferentes para mediciones de viscosidad, densidad y temperatura. Elimina la dificultad de ubicar tres instrumentos diferentes y ofrece mediciones extremadamente precisas y repetibles en las condiciones más duras.

Diseño y tecnología de sensores superiores.

La electrónica sofisticada y patentada es el cerebro de estos sensores. SRV y SRD están disponibles con conexiones de proceso estándar de la industria como ¾ ”NPT, DIN 11851, Brida y Tri-clamp, lo que permite a los operadores reemplazar un sensor de temperatura existente en su línea de proceso con SRV / SRD, lo que brinda información de fluidos de proceso altamente valiosa y procesable, como la viscosidad, una medición precisa de la temperatura utilizando un Pt1000 incorporado (DIN EN 60751 Clase AA, A, B disponible).

Electrónica construida para satisfacer sus necesidades.

Disponible tanto en una carcasa de transmisor como en un montaje en riel DIN de factor de forma pequeño, la electrónica del sensor permite una fácil integración en las líneas de proceso y dentro de los gabinetes de equipos de las máquinas.

Fácil de integrar

Múltiples métodos de comunicación analógica y digital implementados en la electrónica del sensor hacen que la conexión a PLC industriales y sistemas de control sea sencilla y sencilla.

Cumplimiento de ATEX e IECEx

Rheonics ofrece sensores intrínsecamente seguros certificados por ATEX e IECEx para su uso en entornos peligrosos. Estos sensores cumplen con los requisitos esenciales de salud y seguridad relacionados con el diseño y la construcción de equipos y sistemas de protección destinados a utilizarse en atmósferas potencialmente explosivas.

Las certificaciones intrínsecamente seguras y a prueba de explosiones de Rheonics también permiten la personalización de un sensor existente, lo que permite a nuestros clientes evitar el tiempo y los costos asociados con la identificación y prueba de una alternativa. Se pueden proporcionar sensores personalizados para aplicaciones que requieren una unidad hasta miles de unidades; con plazos de entrega de semanas versus meses.

Rheonics SRV & SRD están certificados por ATEX e IECEx.

Selección de instrumentos Rheonics

Medidor de densidad de proceso en línea y viscosímetro

SRDCotiza ahora

Viscosímetro de proceso en línea de amplio rango

SRVCotiza ahora