Máquinas de forma vertical de llenado y sellado (sistemas de llenado de polvo)

1. Introducción a las máquinas VFFS

¿Qué es una máquina de llenado de forma vertical?

Las máquinas de llenado verticales son un diseño popular encontrado en todas las industrias que llenan materiales en empaquetados pequeños. Se utiliza en productos químicos (detergentes) y especialmente en industrias alimentarias para llenar cualquier tipo de polvos y, a veces, materiales más granulares (caramelos).

Las máquinas VFFS están automatizadas para alcanzar capacidades de llenado relevantes para las industrias y, por lo tanto, están equipadas con múltiples componentes que deben activarse de manera coordinada para tener un llenado adecuado. Como este tipo de máquina es bastante común en las industrias, los ingenieros que desean saber más sobre las máquinas VFFS encontrarán en esta página información sobre la secuencia de llenado y los diferentes diseños de llenadores disponibles en el mercado. La información se centra en el llenado de polvo. 2. Principio de funcionamiento: la secuencia de llenado

¿Cómo funcionan las máquinas de empaquetado de forma vertical de llenado y sellado (VFFS)?

2.1 Diseño de la máquina VFFS

Una máquina de empaquetado vertical como la VFFS se compone de las siguientes secciones:

Sistema de dosificación

• Área de formación
• Alimentación y alineación de la película
• Sellado y corte
• El siguiente diagrama de forma vertical de llenado y sellado muestra los diferentes componentes de la máquina y su principio de funcionamiento:

Figura 1: Pasos de llenado y componentes de una máquina VFFS típica

La máquina consta de un sistema de dosificación que mide la cantidad de producto a llenar, un área de formación donde se crea la forma del empaquetado, un sistema de alimentación y alineación de la película que coloca la película en la posición correcta, y un sistema de sellado y corte que sella y corta el empaquetado. El llenado se realiza mediante un sistema de bombeo que utiliza una bomba para impulsar el producto hacia el área de formación. La altura manométrica de la bomba es crucial para garantizar un llenado preciso y eficiente. El Lecho de producto se encuentra en el área de formación, donde se llenan las bolsas. Las máquinas VFFS se utilizan comúnmente en la industria alimentaria y química para llenar productos en polvo, como harina, azúcar y detergentes. El proceso de llenado se puede realizar en lotes, lo que permite una mayor flexibilidad y control en la producción. La instalación de una máquina VFFS requiere una cuidadosa consideración de factores como la capacidad de llenado, el tipo de producto a llenar y el espacio disponible en la planta.

2.2 Secuencia de llenado

PASO 1: Desenrollado del material de embalaje

El material de embalaje, por ejemplo, una lámina de aluminio, un laminado plástico o incluso papel, se entrega en rollos. Por lo tanto, el material debe desenrollarse para poder utilizarse.La película se extrae y se tensa gracias a varios rodillos y un brazo de pivote pesado para estar lista para un buen formado. El desenrollador está posicionado en la parte trasera de la máquina.

PASO 2: Formación de la bolsa

El material se alimenta plano y tenso al tubo de llenado, sin embargo, la forma de la bolsa debe darse al material de embalaje para poder realizar el llenado. Esto se logra gracias a una parte específica del tubo de formación, llamada hombro de formación o collar de formación. El material de embalaje se retuerce alrededor del tubo de formación y se tira a lo largo del tubo, lo que permite las siguientes etapas del proceso de llenado.

Justo después de la formación, se instalan algunas correas de arrastre para mover la película (en algunos diseños, se utilizan las mandíbulas de sellado para tirar de la película).

PASO 3: Sellado vertical

Una vez que el material de embalaje está bien envuelto alrededor del tubo de formación, se puede realizar un primer sellado en el lado. El collar de formación y el ancho de la bobina de embalaje deben ser tales que haya una superposición al envolver el material alrededor del tubo. Se utiliza una pareja de mandíbulas de sellado o barras de sellado, para presionar una contra la otra las dos partes del material superpuesto y soldarlas, a menudo mediante calentamiento, para crear un sello lateral. Cabe destacar que existen diferentes tipos (formas) de sellos.

PASO 4: Sellado inferior

El producto aún no puede alimentarse al tubo de llenado, ya que no hay un sello inferior en la bolsa. Esto se realiza mediante otra pareja de barras de sellado que también soldarán el material mediante presión y calentamiento.

El material se tira hacia abajo por una longitud correspondiente a la longitud deseada de la bolsa.

PASO 5: Relleno del producto

El sistema de dosificación posicionado alrededor del tubo de formación puede finalmente ponerse en marcha para dosificar la cantidad de producto a dosificar. El material cae hacia abajo a través del tubo de formación y dentro de la bolsa abierta que se está fabricando.

La tecnología de llenado del producto puede ser de diferentes tipos:

• Dosificador de múltiples cabezas: se instala un sistema de dosificación específico por encima de la máquina de llenado y entregará la cantidad exacta de material pre-pesado cuando la máquina de llenado esté lista para recibirlo. La pesada se puede realizar mediante una báscula lineal (relativamente lenta) y una combinación de básculas (muy rápida y precisa, pero estará limitada en cantidad a pesar). Es especialmente adecuado para productos granulares, por ejemplo, nueces o croquetas encontradas en alimentos para mascotas. También puede permitir la codificación y mezcla (dosificará, por ejemplo, dos componentes por separado y los dejará caer al mismo tiempo en el embalaje)

• Relleno de tornillo sin fin: este sistema de dosificación utiliza un tornillo verticalmente posicionado dentro de una tolva para dosificar la cantidad requerida de material en la bolsa. Es un buen sistema para polvos, ya que está cerrado y, por lo tanto, evitará liberar polvo. Aunque es un sistema volumétrico, el uso de servomotores para activar muy precisamente el tornillo garantiza una buena precisión de llenado. Tal sistema de tornillo sin fin puede permitir tener varias vías en una sola máquina y, por lo tanto, aumentar la capacidad.
• Dosificación de taza volumétrica: Es una solución simple con material que fluye por gravedad dentro de tazas de volumen definido, pero confiable solo con polvos que fluyan muy libremente y no cambien de densidad; para cambiar la dosis es necesario cambiar las tazas, lo que es mucho menos flexible que el llenado con tornillo, donde el número de vueltas de la hélice se puede ajustar.
• Dosificación de líquidos: Es importante señalar que las VFFS pueden adaptarse para llenar líquidos también.

PASO 6: Sello superior

Una vez que se ha dosificado el producto, se activan nuevamente las mismas mordazas de sellado que realizaron el sello inferior para, esta vez, crear el sello superior y cerrar la bolsa.

Cabe destacar que, en algunos diseños, las mordazas de sellado también pueden tener un movimiento vertical hacia arriba y hacia abajo, lo que permite tirar de la película a lo largo de la máquina y desenrollarla desde el desenrollador.

PASO 7: Corte y descarga

Después de cerrar la bolsa, se corta y cae hacia un sistema de recolección, típicamente una banda transportadora que lleva la bolsa al siguiente paso de empaque (poner en una caja...)

2.3 Relleno intermitente o continuo

Para las máquinas de envasado VFFS más simples, los pasos anteriores se realizan secuencialmente. Sin embargo, también hay diseños más rápidos que permiten un proceso continuo, disponibles en algunos proveedores.

Dependiendo de la tecnología, los fabricantes informan velocidades de llenado de 30 a 80 bolsas por minuto para máquinas de envasado VFFS intermitentes y de 100 a 200 o incluso hasta 300 bolsas por minuto para máquinas de sellado vertical continuo.

3. Tipos de bolsas

Las máquinas VFFS se pueden adaptar para llenar diferentes tipos de bolsas. Las formas de bolsa típicas para máquinas de envasado VFFS se muestran a continuación:

4. Aplicaciones de máquinas de envasado VFFS

Las máquinas de envasado VFFS (Vertical Form Fill Seal) se utilizan ampliamente en una variedad de industrias para envasar diversos productos. En la industria alimentaria, las máquinas VFFS se utilizan para envasar una amplia gama de productos, incluidos bocadillos, productos de panadería y productos frescos. En la industria farmacéutica, las máquinas VFFS se utilizan para envasar pastillas, tabletas y otros medicamentos. Otras industrias que utilizan máquinas VFFS incluyen alimentos para mascotas, productos para el hogar y productos de cuidado personal. La versatilidad y flexibilidad de las máquinas VFFS las hacen adecuadas para envasar productos de diferentes formas, tamaños y consistencias. Con la capacidad de personalizar el material, el tamaño y la forma del envasado, las máquinas VFFS se pueden adaptar para satisfacer las necesidades específicas de cada producto e industria.

5. Fabricantes de máquinas VFFS

¿Considerando comprar una máquina de envasado VFFS?

Hay muchos fabricantes que ofrecen máquinas de sellado vertical para la venta, sin embargo, la calidad de la entrega puede ser bastante variable, ya que estas máquinas, especialmente las rápidas, requieren una alta precisión de ingeniería y ensamblaje para funcionar de manera confiable en las fábricas. En caso de duda, contacte a 4 o 5 proveedores y comience discutiendo con ellos, haciendo preguntas técnicas, por ejemplo, utilizando la información de este artículo para entender sus niveles técnicos. Si son convincentes, se deben solicitar las referencias del fabricante para asegurarse de que tengan experiencia en la aplicación objetivo.

Algunas empresas que se pueden consultar para obtener detalles y ventas:

(Nota que esta empresa no tiene vínculo con PowderProcess.net)