Eficiencia de línea

Producción flexible mediante cambio más rápido de la boca en la máquina de moldeo por estirado-soplado

Redacción Interempresas14/04/2023

En el pasado, solo una categoría de productos solía producirse en líneas asépticas, pero actualmente los embotelladores de bebidas sensibles se enfrentan a exigencias de flexibilidad cada vez mayores: Por ejemplo, cualquiera que produzca bebidas y jugos envasados asépticamente, así como también refrescos carbonatados, debe procesar bocas de botella de 38 milímetros para los primeros y de 28 milímetros para los segundos. Sin embargo, si se desea cambiar la boca del envase en una línea PET, hasta ahora esto requiere una cantidad comparativamente alta de trabajo de conversión, especialmente en la máquina de moldeo por estirado-soplado. Las máquinas suelen estar inactivas durante períodos de hasta cuatro horas, y el personal de operación, a menudo escaso, está ocupado durante un tiempo desproporcionadamente largo. Gracias al nuevo y simplificado cambio de la boca, KHS redujo ahora el tiempo que lleva convertir la máquina de moldeo por estirado-soplado InnoPET Blomax, incluida la alimentación de preformas.

Normalmente, en una línea se procura producir y envasar solo botellas con cuello idéntico. Si un embotellador de agua quiere producir alternativamente un producto sin gas y otro carbonatado, hasta ahora debe tomar una decisión: ¿Utiliza el cuello más alto y más pesado para ambos productos, que en realidad solo se requiere para el agua carbonatada? De esa forma ahorra tiempo, pero desperdicia material y dinero con el agua sin gas. ¿O acepta cada vez los largos tiempos de inactividad asociados con el cambio de la boca? Sumado a estas cuestiones, el marketing generalmente juega un papel en la decisión, exigiendo una botella propia para los distintos productos. Tales líneas combinadas, que se basan en el cambio de boca, son particularmente comunes en Japón.

Diferentes cuellos (fuente: Frank Reinhold). Si se van a producir tanto bebidas envasadas asépticamente como zumos y refrescos carbonatados, por ejemplo, se necesitan distintos tamaños de cuello de botella.

Hasta ahora, mucha inversión de tiempo

Para tener una idea de lo complejo que es un cambio de este tipo solo en la máquina de moldeo por estirado-soplado, vale la pena observar de cerca los pasos de trabajo individuales necesarios: En primer lugar, se debe ajustar alimentación de las preformas y cambiar los soportes de mandril, que se sujetan en las bocas de las piezas brutas para guiarlas de manera segura a través del módulo de calentamiento. A esto le sigue el cambio de las pinzas en la rueda de estrella, que conducen las preformas a la rueda de soplado sujetándolas en la zona del cuello. Finalmente, en las estaciones de soplado se deben cambiar los moldes, las boquillas de soplado y, a menudo, las varillas de estiramiento, así como otras pinzas aguas abajo, que transportan los envases terminados a la llenadora subsiguiente. El número de piezas a cambiar depende del tamaño del equipo. Especialmente importantes son sobre todo los mandriles y las sombrillas: Cuanto mayor sea el rendimiento de la máquina, más largo debe ser el horno, ya que los envases se mueven más rápido, pero siempre se requiere el mismo tiempo de permanencia para el calentamiento. Por ejemplo, en una máquina de moldeo por estirado-soplado InnoPET Blomax 16 con una capacidad de hasta 48.000 botellas por hora, se deben reemplazar manualmente alrededor de 170 soportes de mandril y sombrillas. Por lo tanto, esta parte del cambio de cuello es particularmente relevante para el tiempo total requerido, a diferencia del cambio de solo 20 pinzas, que se puede hacer comparativamente rápido.

Paso 1: Cambio de las sombrillas (Fuente: Jörg Schwalfenberg). Para realizar el cambio de cuello en la máquina de moldeo por estirado-soplado, primero se deben reemplazar las sombrillas.

Pensado en detalle

Para acelerar significativamente la conversión en general, KHS no solo simplificó los pasos de trabajo individuales, sino que también optimizó el concepto para todo el proceso. “Comenzamos con un análisis de cómo trabajan los operadores”, explica Arne Andersen, Gerente de Producto de Moldeo por estirado-soplado. “Sobre esta base, reflexionamos cómo todas las actividades podrían simplificarse y organizarse de manera óptima, especialmente desde un punto de vista ergonómico. Por ejemplo, se han instalado almacenes para evitar que el operador tenga que abandonar la máquina varias veces para retirar o recuperar piezas intercambiables. Además, reemplazamos las pinzas para reducir la cantidad de tornillos que deben aflojarse. Al mismo tiempo se utilizan soportes de mandriles recientemente desarrollados que se pueden quitar fácilmente después de presionar un gatillo, lo que anteriormente era mucho más complejo”.

En este caso, KHS eligió conscientemente un enfoque que se centró en pensar los procesos específicos hasta el final, en línea con los requisitos reales del cliente, enfatiza Andersen. “Nuestro objetivo era conseguir la mayor mejora posible en el menor tiempo posible.” Ambos se consiguieron: Por ejemplo, a través del sencillo cambio de boca, el tiempo que necesitan dos operadores para convertir la máquina de moldeo por estirado-soplado KHS InnoPET Blomax16 se reduce en dos terceras partes a solo alrededor de 86 minutos, incluida la alimentación de preformas. Dado que en una unión en bloque como la máquina KHS InnoPET BloFill las botellas PET se sujetan y transportan continuamente por el cuello, además de la máquina de moldeo por estirado-soplado, la llenadora también se ha desarrollado aún más, para así acortar los tiempos de cambio. La atención se centró especialmente en el taponador, donde el cono responsable de levantar y girar la botella debe cambiarse manualmente. Por otra parte, con respecto a la tapa roscada, no es necesaria una conversión, ya que la alimentación de las mismas está diseñada doble, para ambos diámetros de boca en el formato respectivo.

Paso 2: Cambio de los soportes de mandriles (Fuente: Jörg Schwalfenberg). El soporte de mandril se desbloquea con solo presionar un resorte, lo que permite reemplazarlo de forma rápida y fácil.

Mayor flexibilidad, menor necesidad de superficie de almacenamiento

Andersen está convencido de que la nueva opción del cambio de boca brinda a los productores de bebidas una flexibilidad considerablemente mayor, ya que ahora pueden realizar ciclos de producción significativamente más cortos para botellas con diferentes bocas, y en consecuencia reducir su almacenamiento. “Algunos de nuestros clientes producen 'just in time' - y los packs van directamente al camión sin almacenaje intermedio. El tiempo de cambio de calibre drásticamente reducido permite que estas plantas de embotellado cambien el cuello con más frecuencia y, por lo tanto, se beneficien de opciones completamente nuevas para la planificación de la producción”. Lo mismo se aplica a las empresas convertidoras, que ahora pueden producir para sus clientes lotes con tendencia a ser más pequeños en una línea, con botellas a veces muy diferentes, de manera mucho más eficiente. Los primeros clientes en Asia que ya utilizan el sistema de cambio rápido de bocas desarrollado por KHS están muy satisfechos con el tiempo y el esfuerzo ahorrados. En consecuencia, sus comentarios sobre esta nueva opción de actualización han sido totalmente positivos.

Arne Andersen (Fuente: Frank Reinhold): "El tiempo drásticamente reducido para el cambio del cuello abre para nuestros clientes opciones completamente nuevas para su planificación de producción", indica Arne Andersen, gerente de producto de Moldeo por estirado-soplado de KHS.