Monografia Agroindustrial

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCULA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR

“LLENADORAS PARA BOTELLAS”

Autor: Esmid Henrry Carhuachin Valderrama

Docente: Palmer Luis Dionicio Torres

Materia: Automatización de Procesos

Ciclo: Académico: VI ciclo

TRUJILLO-PERÚ

2014

“AÑO DE LA PROMOCIÓN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL COMPROMISO CLIMÁTICO”

INDICE

INTRODUCCIÓN............................................................................................3

CAPITULO I

“LLENADORA PARA BOTELLAS”

1.1 DEFINICION..............................................................................................5

1.2 COMPARACION DE TECNOLOGIAS EN LOS SISTEMAS DE LLENADO.......5

1.3 MODOS DE LLENADO.............................................................................6

1.4 SISTEMA DE CONTROL DE LLENADO..................................................6

A) CONTROL PONDERAL.....................................................................6

B) CONTROL VOLUMETRICO...............................................................7

1.5 EL VALOR DE LAS LLENADORAS PARA EL MARKETING....................8

CAPITULO ll

“TIPOS DE LLENADORAS”

2.1 LLENADORA ROTATIVA........................................................................10

2.2 LLENADORA DE PISTONES.................................................................10

2.3 LLENADORA VOLUMETRICA................................................................10

2.4 LLENADORA LINEAL.............................................................................11

2.5 EQUIPOS DE LLENADO .......................................................................11

2.5.1 EQUIPO DE LLENADO DE AGUA EMBOTELLADA..................12

2.5.2 EQUIPO DE LLENADO DE ALTA VISCOSIDAD.........................13

2.5.3 EQUIPO DE LLENADO DE CERVEZA........................................13

2.5.4 EQUIPO DE LLENADO DE CONDIMENTO................................14

CONCLUSIONES..........................................................................................15

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y CIBERGRAFICAS............................16

1


INTRODUCCIÓN

La monografía que a continuación se presenta trata de dar a conocer información

sobre llenadoras de botellas y los tipos de llenadoras aplicados a nivel industrial.

Nuestro propósito es proporcionar un panorama del futuro de la producción de las

plantas del sector bebidas, creando soluciones a la vanguardia.

En este documento exponemos de forma clara la definición, la tecnología utilizada,

los modos de llenado y el control debido de una llenadora a nivel industrial y sobre

todo los tipos en donde se utiliza cada llenadora.

Las empresas del sector bebidas tienen hoy la gran oportunidad de destacar en su

ámbito y de incrementar su competitividad apuntando a la eficiencia y la

automatización integrada de toda su división productiva, desde los sistemas de

llenado hasta la producción del producto terminado.

EL AUTOR

2


CAPITULO I“LLENADORA

PARA BOTELLAS”

3


LLENADORA PARA BOTELLAS

1.1DEFINICIÓN

El proceso de llenado tiene un significado muy amplio en el campo de la industria para

esto la información dada por la página web nos da entender que 1El llenado de una botella

consiste en la transferencia del líquido desde el tanque que lo contiene hacia la misma.

1.2COMPARACIÓN DE TECNOLOGÍAS EN LOS SISTEMAS DE LLENADO

Lo que distingue una tecnología de otra es el modo en que se determina el volumen exacto

de producto a transvasar – existen diversos sistemas y diversas tecnologías, que podrían

clasificarse en 3 grandes categorías: Llenadoras a nivel, Llenadoras volumétricas y

Llenadoras ponderales. Consolidados desde hace años en el sector bebidas, los sistemas

de llenado a nivel están principalmente vinculados a dispositivos de tipo mecánico.

Las máquinas para el sector bebidas utilizan la tecnología de llenado como los sistemas

de llenador nivel, además de la volumétrica y ponderal.

En estos dos últimos casos, un sensor (balanza con celda de carga o sensor de caudal

másico o magnético, dependiendo de la tecnología aplicada) permite el paso del fluido

hacia la botella y lo interrumpe en función de los parámetros de producción programados.

Existe en la literatura un tipo de Llenadoras volumétricas conocido como “piston-filler”: se

trata de máquinas principalmente mecánicas en las que se transfiere un cierto volumen de

producto mediante la acción de un pistón.

Fig. Nº1: Comparación de tecnologías

1 http://www.ocme.com/website/get_download.aspx?ctrb_id=574

4


1.3 2MODOS DE LLENADO

La existencia de multitud de fluidos distintos a envasar cada uno con características

distintas hace difícil encontrar un único sistema de llenado válido, pero existen ciertas

generalidades aplicables a la mayoría de fluidos.

Se puede llenar un envase de tres modos distintos; introduciendo el instrumento llenador,

al que se denomina caña, unos pocos centímetros en el envase y llenar desde arriba,

introducir la caña hasta el fondo del envase y llenar desde abajo o introducir la caña hasta

el fondo e ir subiéndola a medida que se va llenando el envase.

El primer modo tiene el problema que algunos productos al ser lanzados desde cierta altura

producen espumas, la cual cosa puede ser perjudicial para el producto ya que puede

alterar sus propiedades. Además, al formarse espuma el producto ocupa más volumen del

previsto y puede rebosar al finalizar el llenado.

En el segundo método, al estar la caña introducida en el envase en toda su longitud,

cuando se finaliza el llenado, toda la superficie exterior de la caña tiene producto, con lo

que, al salir puede extrae producto de llenado. Otro inconveniente de este sistema es que

al estar la caña en contacto con el producto en toda su superficie, si el producto es

corrosivo, puede deteriorar la caña con más facilidad. Para evitar la generación de

espumas y minimizar el contacto del producto con la

caña, se introduce esta hasta el fondo del bidón y se retiene en esta posición hasta que

queda sumergida unos 6 cm. En este punto empieza a ascender la caña a la misma

velocidad que el producto.

Por todo ello se determina como sistema de llenado óptimo aquel que sumerge unos pocos

centímetros la caña en el producto y va subiendo a medida que se va llenando con un

movimiento ascendiente constante durante el llenado.

1.4SISTEMAS DE CONTROL DEL LLENADO

Para poder diseñar una línea de llenado debemos conocer las posibles opciones de control

del llenado. Existen dos sistemas generales; control ponderal y control volumétrico.

A) Control ponderal

El llenado ponderal controla el estado del envase en función del peso que tiene en cada

momento. Para ello se precisa de una báscula electrónica situada debajo del envase a

llenar.

La báscula está formada por una plataforma de pesaje y un visor. La plataforma es el

dispositivo que realiza el pesaje y el visor es la interfaz con el usuario. En el visor se

2 http://deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/1432pub.pdf

5


introducen los valores de peso total y valor de afinado, y permite ver el peso en tiempo real

del envase.

La utilización de una báscula programable da versatilidad a este sistema de control, ya que

permite llenar envases de distinta capacidad con la misma infraestructura, simplemente hay

que programar los distintos pesos de cada tipo de envase.

La precisión de este sistema de control de llenado está directamente ligada a las

características de la báscula. Lo más común, es utilizar básculas con divisiones de 100 gr,

por lo tanto, la precisión en el peso total es de ± 100 gr. En envases de 200 kg se produce

un error de 0,05 % y en envases de 20 kg del 0,5 %. El rango de pesaje de la báscula

depende de la capacidad de los envases que debe llenar.

La zona de pesaje debe estar separada físicamente de cualquier otro elemento de la línea

y, durante el llenado, la caña no debe tocar en ningún momento el envase. De lo contrario

el valor pesado no es correcto.

Los sistemas de llenado ponderal evolucionan de la siguiente forma: se detecta un envase

vacío en la zona de llenado, se tara para conocer el peso en vacío y se da la orden de

empezar a llenar.

Para conseguir mayor precisión en el llenado, los sistemas de control ponderal pueden

llenar a gran caudal o a caudal fino. La mayor parte del envase, aproximadamente un 80%

se llena a caudal máximo. Cuando el peso del envase llega al valor de afinado

predeterminado se da la orden de llenar a caudal fino hasta detectar el peso exacto a

conseguir.

Este sistema de control de llenado es el más adecuado para envases de media y gran

capacidad. Además en la industria la medida de cantidad más utilizada es el peso y no el

volumen, en este sentido el control ponderal resulta más preciso. La relación entre volumen

y peso depende de la temperatura y de la densidad del fluido a envasar, por lo tanto un

mismo volumen en ciertas condiciones puede tener un peso y en condiciones distintas otro,

lo que hace que perdamos precisión en el envasado, se deberían incorporar sistemas que

calculen el peso real en función de las variables del sistema para no perder precisión.

B) Control volumétrico

El llenado volumétrico controla el volumen de producto que se va a introducir al envase.

Este sistema de control precisa de dosificadores, que son receptáculos que contienen la

cantidad de producto que se va a introducir al envase. Cada dosificador dispone de una

entrada y una salida de producto controlada cada una por una electroválvula. En el interior

del dosificador se sitúa un émbolo que se acciona con un motor y se controla su posición

6


con un encoder. Al subir el émbolo se vacía el dosificador hacia el envase, y al bajar se

llena, por aspiración, a través de la entrada de producto.

Se programa la altura a la que se debe posicionar el émbolo según la capacidad a llenar.

Por lo tanto, se pueden dosificar distintas capacidades con el mismo dosificador, pero hay

que tener en cuenta que la capacidad máxima que se puede llenar es la máxima del

dosificador. de llenado y se introduce la caña en él. Se abre la electroválvula de entrada de

producto y se cierra la de salida, el émbolo del interior del dosificador desciende por la

acción de un motor hasta la posición predeterminada según la capacidad deseada.

Mientras el émbolo baja va entrando producto en el dosificador por aspiración, cuando el

émbolo se detiene el dosificador contiene exactamente la cantidad de producto necesaria

para llenar el envase.

Llegado este punto se cierra la entrada de producto y se abre la salida. El émbolo sube,

vaciando el contenido del dosificador al envase a través de la caña. Cuando se ha llenado

aproximadamente el 85% del envase disminuye la velocidad de subida del émbolo para

acabar de llenar más suavemente y evitar derrames fuera del envase.

Una vez lleno se evacúa el envase y entra otro vacío si es preciso, en este caso el émbolo

vuelve a bajar y subir para llenar el nuevo envase y repite esta acción, como si fuera un

pistón, tantas veces como envases a llenar.

Este sistema permite llenar varios envases simultáneamente, pero se precisa de tantas

cañas y dosificadores como envases se deseen llenar.

El control volumétrico es muy apto cuando se desea llenar varios envases a la vez y el

tamaño del envase es de pequeña o mediana capacidad. Para capacidades grandes se

precisaría de dosificadores de igual tamaño, con lo que, el motor que mueve el émbolo

debe ser entonces de mayor potencia y el espacio necesario aumenta. Según qué

capacidad, podría no ser viable.

En este caso no es necesario que el sistema de llenado este aislado el resto como ocurre

con el llenado ponderal ya que no se usa báscula.

1.5 3EL VALOR DE LAS LLENADORAS PARA EL MARKETING

En calidad de núcleo central de las líneas de llenado y confección, las Llenadoras tienen

un gran impacto en la capacidad y el potencial productivo y económico de la empresa que

las utiliza. Con su rol de vanguardia y de impulsor de la innovación en el sector, los

responsables de marketing de las empresas del sector bebidas requieren hoy que la

totalidad de las Divisiones de producción sean capaces de responder a exigencias de

3 http://www.ocme.com/website/get_download.aspx?ctrb_id=574

7


flexibilidad que permitan garantizar una ventaja competitiva para el sector de distribución

en primer lugar, y para los consumidores finales luego.

Muchas son las tendencias que pilotan el sector bebidas: algunas derivan de los cambios

de comportamiento de los consumidores a la hora de optar por la compra de un producto;

otras, de las exigencias de distribución. En ejemplo claro es la reducción del peso de los

embalajes (botellas y embalajes secundarios), una realidad ampliamente apreciada por los

consumidores y los distribuidores.

Por su parte, las empresas del sector bebidas pueden aprovechar la capacidad de las

máquinas y de las líneas de última generación para manipular con mayor facilidad todo tipo

de envases frágiles e inestables, contribuyendo así a sensibilizar al mercado sobre temas

como el ambiente y la protección de los recursos energéticos. No debemos olvidar tampoco

que en la forma de un envase reside un elemento de diferenciación primordial: menos

límites se imponen a la creatividad de los diseñadores –en particular si dichos límites

derivan de los obstáculos técnicos de las líneas de producción–, mayores oportunidades se

tendrán desde el punto de vista comercial.

Además, el tema de la seguridad, entendida como seguridad alimentaria y como seguridad

de los operadores de las plantas, es un argumento siempre candente. También en este

aspecto, el marketing de una empresa del sector bebidas puede “revender” el nivel de

seguridad de sus instalaciones como un “plus ético” de su modo de trabajar.

En pocas palabras: el rol de la tecnología productiva debería entenderse no sólo como

plataforma técnica, sino también como vehículo de los beneficios que a través de la cadena

del valor llegan al consumidor final. Esto será posible sólo si la tecnología productiva es

capaz de garantizar elevados estándares de eficiencia y repetibilidad.

8


CAPITULO ll

“TIPOS DE

LLENADORAS”

9


TIPOS DE LLENADORAS

42.1LLENADORA ROTATIVA.

Son aquellas en las que la alimentación de los envases, las válvulas de llenado y al

operación de envasado se lo realiza en sistema tipo carrusel; para lo cual se utiliza

un sistema de estrellas de alimentación y salida de envases las cuales van

sincronizadas al tanque porta-válvulas de llenado. Estas llenadoras generalmente

son automáticas en su operación. La llenadora Rotativa y sus Partes.

La llenadora rotativa consta de algunas partes principales las cuales se las puede

agrupar en los diferentes sistemas de operación.

- Sistema de llenado - Sistema de elevación del tanque

- Sistema de transferencia - Sistema de elevadores de botella

- Sistema de alimentación - Sistema de transmisión

- Sistema estructura52.2 Llenadoras de Pistones

Llenadora para productos densos como mermeladas, concentrados de tomate, salsas, etc.,

siempre en recipientes rígidos.

Sincronización que sitúa los formatos de llenar bajo válvulas de llenado. El producto a

dosificar llega a las válvulas a través de pistones situados periféricamente al depósito

acumulador de producto, con mecanismo regulador de recorrido para dosificar la cantidad

de producto.

Sistema de rápido montaje y desmontaje de las válvulas pistones para su rápida y fácil

limpieza

. Fig. Nº2: Llenadora de pistones

2.3 Llenadoras Volumétricas

4 . R. Lavayen, “ Diiseño de una llenadora rotativa para embotellado de agua natural sin gas” 20045 http://www.ferlo.com/llenadoras/

10


Llenado automático de diversos productos sólidos como legumbres, aceitunas, tomate

entero, cubitados y otros.

Estas máquinas ofrecen la ventaja de la exactitud en el peso de llenado y de gran

producción de envases que podemos alcanzar. Fabricamos estas máquinas en distintos

modelos con lo que aseguramos un llenado completamente automático en cualquier tipo de

envase rígido.

Este tipo de máquina basa su sistema en el llenado de productos por medio de un sistema

rotativo a través de sus estrellas de alimentación y salida mediante vasos

telescópicos, completamente ajustables según el formato a trabajar, consiguiendo un

llenado completamente homogéneo en la totalidad de los envases.

Fig. Nº3: Llenadora volumétrica

2.4 Llenadoras Lineales

Este tipo de máquinas basa su funcionamiento en un sistema lineal de llenado, mediante el

cual, los envases vacíos entran por medio de un arrastrador y mediante una tolva de

alimentación se van llenando por rebose.

Este tipo de sistema es recomendable para envases de lata y vidrio y el concepto de

llenado es completamente diferente del rotativo, pero con unos resultados de velocidad y

exactitud en el llenado igual de bueno que en las rotativas.

Fig. Nº4: Llenadora lineal

11


2.56 Equipos de Llenado

Actualmente, el llenado de botellas de Tech-Long cubre todos tipos de maneras de

llenado, incluyendo llenado de agua, llenado de CSD, llenado en caliente, llenado

de CSD y agua, llenado de alta viscosidad, llenado de condimento, llenado

aséptico, llenado de cerveza, etc. Se puede utilizar para llenar de los productos,

tales como agua pura, agua mineral, jugos, bebidas de té, bebidas funcionales,

bebidas lácteas, bebidas gaseosas, cervezas, shampoo, etc., así como llenar

botellas de PET y botellas de vidrio.

Cuadro Nº1: Equipos de llenado

2.5.1 Equipo de llenado de agua embotellada

El equipo de llenado de agua embotellada adopta la tecnología de transmisión que se trata

de la manipulación del cuello con pinzas, que realiza los procesos completamente

automáticos de lavado, llenado, tapado y otros, así como las tecnologías de Lavado por

Separado y no Enjuague sin Botella; sus componentes eléctricos son internacionalmente

6 http://www.tech-long.com/upload/file/20121115/2012111215.pdf

12


avanzados, todas las partes de contacto con los productos son de acero inoxidable

cualificado. El equipo es resistente al desgaste, y estable, tiene baja tasa de fallas, y otras

ventajas. Los productos del equipo cuentan con una calidad a nivel avanzado

internacionalmente

2.5.2 Equipo de llenado de alta viscosidad

El equipo de llenado de alta viscosidad es un monobloque completamente automático y

rotatorio de llenado- tapado volumétrico de alta viscosidad. La máquina completa adopta

una estructura rotatoria: transmisión por la manipulación de fondos de botella, llenado

volumétrico por medidor de flujo electromagnético, sujeción de tapas por manipulador

neumático, tapado de alta torsión (servo-monobloque de tapado-presión), etc.; aplicable a

diversas bebidas, productos de alta viscosidad (como productos químicos del hogar) y

llenado de otras botellas PET o HDPE que no contienen líquido carbonatado. Como el

primer monobloque de llenado-tapado volumétrico de alta viscosidad en China, el

monobloque de llenado de alta viscosidad de Tech-Long ha sido exportado con éxito a Los

Estados Unidos, Francia, República Checa, Rusia, etc., es muy popular para los clientes

locales.

13

Fig. Nº5: llenado de agua

Fig. Nº6: llenado de alta viscosidad


2.5.3Equipo de llenado de cerveza

El equipo de llenado de cerveza ha adoptado la tecnología más popular en el mundo de

“Vacío Secundario e inyección de burbuja de alta presión”, que minimiza el contenido de

oxígeno, y mejora significativamente el sabor de la cerveza; con control preciso de la

presión y función de detección automática de defectos, garantiza que los productos finales

del equipo de llenado de cerveza cuentan con una calidad perfecta en cualquier momento.

2.5.4 Equipo de llenado de condimento

El equipo de llenado de condimento adoptando los principios de estructura de monotanque,

llenado isobár ico o llenado de presión poco negativa, resolvió efectivamente los problemas

en el proceso de los llenados tradicionales de varios cilindros de salsa de soya, tales como

espumas, fugas y desviación grande de precisión de nivel de líquido de llenado, y mejoró

significativamente la eficiencia de llenado, con hasta 28000 botellas por hora por 80

cabezales de capacidad de producción. El equipo se utiliza principalmente para el llenado

de salsa de soya, así como otros productos (incluyendo alcohol no carbonatado, aceite

comestible, vinagre endulzado, vinagre destilado, etc. ), con una amplia gama de

aplicación, aplicable a botellas de PET, botellas de HDPE, botellas de vidrio.

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CONCLUSIONES

Se logró proporcionar la información correcta de lo que significa; las

llenadoras para botellas y los tipos existentes en el ámbito industrial.

Cada llenadora cumple un rol distinto y por lo tanto cada llenadora debe

estar destinada a un producto en específico para lograr su eficacia y

funcionamiento correcto.

15


Las empresas del sector bebidas tienen hoy la gran oportunidad de destacar

en su ámbito y de incrementar su competitividad apuntando a la eficiencia y

la automatización integrada de toda su División productiva.

La elección de la máquina ideal de llenado para cada aplicación depende de

factores como: tipo de producto a procesar, tipo y material de los envases,

volúmenes de la producción y precisión requerida para lograr una mayor

eficacia.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

El libro extraído para la información proporcionada es la siguiente:

R. Lavayen, “ Diseño de una llenadora rotativa para embotellado de

agua natural sin gas” 2004

REFERENCIAS CIBERGRAFICAS

LAS PÁGINAS WEB EXTRAIDAS SON LAS SIGUIENTES:

http://www.ocme.com/website/get_download.aspx?ctrb_id=574

http://deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/1432pub.pdf

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http://www.ferlo.com/llenadoras/

http://www.tech-long.com/upload/file/20121115/2012111215.pdf

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