La mayoría de los productos de consumo utilizan máquinas llenadoras de alta velocidad que llenan rápidamente botellas o recipientes en función de una presión constante y una sincronización cuidadosa de la válvula de la boquilla.

Cada industria tiene sus propios proveedores de máquinas de llenado de productos que saben cómo controlar la tasa de flujo y la caída de presión para optimizar las demandas competitivas de rendimiento, consistencia del producto y tiempo de actividad de la máquina.

Un desafío clave en las máquinas de llenado de productos es manejar el cambio rápido en el caudal durante el arranque y el apagado de una línea de llenado. Por ejemplo, si una línea de llenado tiene 20 boquillas paralelas, pueden pasar varios segundos durante el arranque de la máquina para que cada una de las posiciones se active a medida que los contenedores vacíos comienzan a avanzar gradualmente a través de la máquina. La situación opuesta ocurre cuando la máquina se apaga cuando el último contenedor se abre camino a través de las posiciones. Durante estas rampas hacia arriba y hacia abajo, el caudal del cabezal puede variar drásticamente.

Los variadores de frecuencia de las bombas son muy útiles para controlar la presión en condiciones variables, pero lamentablemente requieren de varios segundos para cambiar las velocidades. Estos variadores, no siempre pueden manejar todas las situaciones desafiantes que se presentan en estas aplicaciones de llenado.

Los ingenieros de procesos se enfrentan a nuevos desafíos cuando se trata de fluidos viscosos o fluidos no newtonianos. Estos sistemas deben diseñarse para procesar caudales elevados de productos químicos de limpieza in situ, así como caudales relativamente bajos de materiales viscosos.

Control de presión de alta velocidad para máquinas de llenado

Para aplicaciones de llenado desafiantes, una solución es instalar un regulador de contrapresión de alta velocidad cerca de la salida del colector de la boquilla de Equilibar, como se muestra en el esquema anterior.

El requisito principal de este enfoque es instalar una línea de recirculación hasta la entrada de la bomba. Si bien esto a veces es complicado, las ventajas pueden ser significativas para aplicaciones que experimentan fluctuaciones de presión persistentes.

El regulador de contrapresión Equilibar (BPR) es un dispositivo de alta precisión que responde en aproximadamente 1 mS a los cambios de presión en su entrada. La velocidad y la precisión son impulsadas por el uso de aire comprimido como señal piloto 1:1 en la parte superior de docenas de orificios paralelos. (¿Qué es y cómo funciona un regulador de contrapresión?)

Si el BPR se puede montar extremadamente cerca del colector, es posible que funcione con un piloto de presión de aire fijo. Por ejemplo, para controlar el colector a 2 bar, se suministraría una señal de aire de 2 bar al domo del BPR.

Sin embargo, para muchas aplicaciones, como fluidos viscosos o instalaciones donde el BPR no está ubicado directamente en el colector, se recomienda un controlador de presión electrónico de dos válvulas.

Este enfoque de circuito cerrado asegura que el sensor de presión del colector vea la presión deseada haciendo pequeños ajustes según sea necesario en la presión piloto en el domo para compensar los efectos de fricción en todo el sistema.

Ejemplo: llenado de bebidas en caliente

El llenado de bebidas “Hot Fill” es una opción para embotellar jugos y otras bebidas ácidas que elimina la necesidad de conservantes y descontaminación química. En este proceso, la bebida se calienta a una temperatura de pasteurización y luego se agrega caliente al recipiente. El calor de la bebida descontamina la superficie interior del recipiente de bebida a medida que se llena.

El recipiente se inclina lateralmente para permitir que la bebida caliente descontamine también la parte superior del recipiente. Luego, el recipiente y su contenido se enfrían, preservando el valor nutricional del jugo y creando un vacío dentro del recipiente que evita el crecimiento microbiano. Este método de embotellado eficiente da como resultado un jugo más nutritivo con una vida útil más larga.

En el llenado en caliente se lleva a cabo con envases de bebidas de vidrio y plástico, pero en el caso de los envases de plástico, el paso de enfriamiento puede presentar desafíos porque el vacío tiene el potencial de colapsar el plástico. Las máquinas de llenado en caliente deben diseñarse para tener esto en cuenta. Por ejemplo, en la nueva máquina de llenado en caliente ThermoShape™, el recipiente está diseñado para contraerse durante el enfriamiento y luego se le devuelve la forma en el paso final al agregar suficiente calor.

En este proceso en el que la transferencia de calor es inherente al diseño, es importante controlar con precisión el flujo del producto para que cada recipiente se llene exactamente al mismo nivel sin sobrellenarse o llenarse por debajo de lo normal.

El caudal de jugo fluctúa constantemente debido a que las boquillas se encienden y apagan a medida que las botellas se alimentan a través de la máquina de llenado de alta velocidad, por lo que el control del flujo es un desafío. La instalación de un regulador de contrapresión Equilibar de alta velocidad cerca de la salida del colector de la boquilla puede ser una solución excelente para este desafío.

Los ingenieros de aplicación de Rosetta Technology cuentan con una dilatada experiencia en el diseño de sistemas para este tipo de aplicaciones exigentes. Si necesita ayuda para definir la mejor configuración para su aplicación o para analizar sus necesidades de medida y control, póngase en contacto con nosotros en el +34 91 805 19 10 o contáctenos por e-mail. ¡Estaremos encantados de ayudarle!