Una solución de Yaskawa proporciona gran precisión en la industria farmacéutica y alimentaria

Las bombas de doble tornillo son bombas de proceso clásicas y han demostrado su eficacia en innumerables aplicaciones. Sin embargo, hasta ahora se han considerado relativamente inadecuadas para tareas de dosificación precisas. Eso está a punto de cambiar. Gracias a la potente tecnología de accionamiento de Yaskawa, ahora se puede operar evitando que el deslizamiento existente entre los tornillos de alimentación y la carcasa de la bomba afecte negativamente los resultados de la dosificación.

El goteo, por ejemplo, al llenar bolsas con medios viscosos, se evita de forma fiable. Este nuevo desarrollo es especialmente beneficioso para los usuarios cuyos sistemas se limpian de forma regular, porque los procesos de limpieza involucrados son mucho más simples en comparación con los de las bombas de pistón. La limpieza es mucho más eficiente y los cambios frecuentes de producto en el mismo sistema de llenado ya no representan un desafío.

La empresa alemana Fristam Pumpen KG se ha convertido en un reconocido especialista mundial en bombas para la más amplia variedad de tareas de transporte: desde productos alimenticios hasta cosméticos y productos farmacéuticos, pasando por aplicaciones químicas. Las raíces de la empresa están en la industria láctea. No es de extrañar, entonces, que estos especialistas en bombas se centren tanto en aplicaciones con estrictos requisitos de higiene. Las bombas de doble tornillo de la serie FDS son un excelente ejemplo. Están hechas de acero inoxidable de alta calidad y son fáciles de limpiar. Además, están estableciendo una multitud de nuevos puntos de referencia en la tecnología de doble tornillo.

El funcionamiento se ha revisado completamente desde cero y se han eliminado los puntos débiles conocidos. El diseño se perfeccionó continuamente hasta optimizar todos los aspectos, incluida la suavidad de funcionamiento, la estabilidad de la temperatura, la reparación y el mantenimiento. “Además, a través de estas mejoras hemos logrado incrementar significativamente el valor agregado para los usuarios finales al proporcionar sistemas de accionamiento que se adaptan perfectamente a las bombas”, informa René Linck, product manager de Fristam. “Las bombas de doble tornillo también son ahora la solución ideal para tareas de dosificación con medios viscosos o tixotrópicos. Al mismo tiempo, pueden realizar tareas de limpieza en procesos CIP a velocidades de hasta 3.600 revoluciones por minuto”.

Eso significa que no se necesita una bomba adicional para los procesos de limpieza. En comparación con las bombas de pistón, que hasta ahora han sido generalmente las bombas estándar para este tipo de tareas de dosificación, los procesos CIP se ejecutan más rápido, especialmente porque no es necesario desmontar ni la bomba, ni las mangueras, tuberías o boquillas de dosificación. “Eso es especialmente beneficioso en sistemas que deben limpiarse en intervalos cortos porque el producto se cambia con frecuencia como, por ejemplo, si usa la misma unidad de dosificación para llenar bolsas con kétchup en un turno y con mayonesa o mostaza en el siguiente”.

El desafío durante el desarrollo fue evitar el goteo al llenar las bolsas. El deslizamiento entre los tornillos y la pared interior de la carcasa es inherente al diseño y no se puede evitar. Siempre debe asegurarse un cierto espacio para que la bomba sin contacto funcione correctamente y la superficie de los tornillos y la carcasa no se dañen. Para sellar los tornillos de los compresores, por ejemplo, el espacio se sella con lubricación por inyección. En las bombas de doble tornillo, el medio transportado realiza esta tarea por sí mismo. Sin embargo, esto da como resultado el ‘deslizamiento’ descrito anteriormente. Dependiendo de la viscosidad del medio, el volumen transportado difiere con cada revolución.

Las bombas de doble tornillo ofrecen una solución elegante a este problema: el sistema de accionamiento sensible pero altamente dinámico evita cualquier goteo. Para ello, el accionamiento de la bomba funciona brevemente hacia atrás durante un tiempo específico al final del proceso de llenado, lo que garantiza una dosificación precisa y un proceso de llenado limpio.

Esta es una tarea desafiante para la solución de transmisión utilizada, porque cada tipo diferente de medio requiere rampas de aceleración, frenado y retorno adaptadas. Además de esto, los tiempos de ciclo son cortos porque las bombas llenan hasta 80 bolsas por minuto. Por tanto, es fundamental un gran dinamismo. “En estrecha colaboración con Yaskawa, nuestro socio durante muchos años, logramos crear una solución de accionamiento adaptada perfectamente a estos requisitos”, informa Linck felizmente.

La fuerza motriz de las bombas de doble tornillo la proporcionan los servomotores Sigma 7 y los amplificadores adecuados. Los servoaccionamientos de CA de respuesta rápida cuentan con una alta resolución (codificador absoluto de 24 bits integrado) y un alto dinamismo, y son ideales para tareas de posicionamiento exigentes. Son capaces de suprimir las vibraciones y las frecuencias de resonancia de la máquina automáticamente durante el funcionamiento. También están diseñados para una larga vida útil y funcionan a temperaturas ambiente de entre 0 y 55 °C sin refrigeración adicional. Gracias a sus dimensiones compactas, solo requieren un pequeño espacio de instalación y son fáciles de montar en unidades de dosificación que se utilizan comúnmente en las mesas giratorias en los sistemas de llenado. También hubo una gran variedad para elegir durante la planificación del proyecto. Los servomotores de CA altamente dinámicos cubren salidas de 50 W a 15 kW con voltajes de suministro de 200 y 400 V, y son impresionantemente silenciosos cuando están en funcionamiento.

Un sistema de control compacto Yaskawa de la serie Vipa Slio controla el servoaccionamiento para el trabajo de dosificación. Este sistema es fácil de programar en el entorno TIA Portal y su diseño modular proporciona una buena adaptación a la aplicación. Para un control conveniente del proceso de dosificación, el controlador Yaskawa se equipó con una HMI inteligente. Su pantalla de 7 pulgadas no solo permite el funcionamiento guiado por menú, sino que también le permite visualizar el estado de la unidad de dosificación. La combinación de componentes de alta calidad y el apoyo del personal experto mientras adapta las soluciones a los requisitos específicos hizo de Yaskawa el socio perfecto. “Obtuvimos una solución funcional completa para nuestra unidad de dosificación de una sola fuente”, dice Linck.