Saco automatizado

Jan 19, 2024

Scott Dahlgren, presidente, Carolina Material Technologies | 29 de septiembre de 2022

En América del Norte, los productos químicos, plásticos, alimentos y muchos otros materiales sólidos a granel se entregan en cuatro formas distintas: automotores, camiones, FIBC (sacos, bolsas, cajas) y sacos de 50 libras. Los pequeños productores generalmente comienzan con sacos de 50 libras. A medida que crece el negocio, se realizan actualizaciones para aceptar FIBC, luego camiones completos y, finalmente, los vagones de ferrocarril son la opción preferida de suministro de productos. Estos cambios se realizan a medida que el precio por libra generalmente disminuye con las compras de mayor volumen y los costos laborales también disminuyen.

Los sistemas de vaciado de sacos completamente automatizados de hoy en día ofrecen una alternativa viable no solo a los vaciadores manuales de sacos y las máquinas cortadoras semiautomáticas, sino también al suministro de camiones y vagones de ferrocarril. Pero, ¿por qué querría alguien "volver a los sacos" cuando los camiones pueden entregar el producto a un costo menor?

En primer lugar, el sistema completamente automatizado ofrece una verdadera solución de respaldo para los problemas actuales de la cadena de suministro. Tener un sistema que pueda aceptar paletas de sacos y mantener los niveles de producción es vital para muchos productores.

En segundo lugar, los sistemas de vaciado de sacos totalmente automatizados y centrados en robots permiten una mayor competencia dentro de la cadena de suministro, ofreciendo un ahorro real de materia prima en precio/lb (suministro en el mercado mundial), al mismo tiempo que requiere solo un operador a tiempo parcial.

Cuando se trata de sacos, la mayoría de los productores utilizan estaciones de descarga de sacos manuales y filtradas. Un pequeño porcentaje se ha pasado a una opción semiautomática. En la última década, se han puesto a disposición sistemas robóticos totalmente automáticos. Las opciones de solución incluyen:

1. Estaciones de descarga de sacos de corte y descarga manual. Este es el diseño más frecuente que se utiliza actualmente en el mercado norteamericano.

2. Semiautomático. Carga manual de un sistema de corte automatizado

3.Sistemas totalmente automatizados. Carga de palets completos de la máquina con elevación, corte y vaciado automatizados

Se requiere que los operadores manejen manualmente estos sacos. Las bolsas se retiran de una tarima, generalmente levantándolas manualmente, y luego se colocan en una estación filtrada o sin filtrar. Luego, las bolsas se cortan manualmente con un cuchillo, se giran, se levantan y se sacuden, si el operador está inclinado, y la bolsa vacía generalmente se coloca en un contenedor de basura fuera de la estación. Opcionalmente, se puede proporcionar un compactador de bolsas integral.

ventajas:

Desventajas

Costo de pérdida de producto: rendimiento

Reutilizar o eliminar un operador (o dos o tres) ofrece ahorros adicionales, mientras que, al implementar un robot, los días de enfermedad, el cansancio y la insatisfacción laboral se convierten en un problema del pasado.

Este sistema se implementa generalmente para hacer frente a una mayor capacidad de uso. Estas unidades requieren que los operadores retiren manualmente las bolsas de la paleta, colocando cada bolsa en una cinta transportadora o similar, que lleva la bolsa al sistema automatizado de corte y descarga. El sistema de corte protege al trabajador de las cuchillas de corte, minimiza la contaminación y ayuda a controlar el polvo durante la descarga. Se utilizan varios sistemas de corte y vaciado de bolsas para vaciar cada bolsa, pero generalmente se utiliza un tambor giratorio para filtrar el producto de la bolsa. Los sistemas de corte varían de una a tres cuchillas, y la unidad de tres cuchillas ofrece mayores rendimientos de producto. El rendimiento oscila entre el 97 y el 99,5 %, según el sistema.

Ventajas

Desventajas

Costo de pérdida de producto: rendimiento

Existen dos tecnologías automatizadas. El primero vuelca un palé completo de bolsas en un tambor de corte giratorio. Parecida a una licuadora gigante, esta máquina destruye el saco para liberar el contenido, mezclando inevitablemente pedazos de saco con la materia prima. Cualquier problema que se resuelva con la velocidad se reemplaza por un nuevo problema: tener que filtrar el material deseado de los desechos triturados.

Usando el método de "volteo", la mezcla se hace girar con fuerza contra un cilindro con agujeros como un tamiz. Algunos de los orificios se tapan con fragmentos de sacos o material, mientras que pequeños fragmentos de sacos se escapan por otros orificios y contaminan el producto tamizado. El desperdicio del producto comprado promedia alrededor del 2%, lo que hace que este proceso completamente automático sea costoso. Aumentar la velocidad de procesamiento aumenta esa pérdida, tanto como un 3-4%. Adicionalmente, el mantenimiento es moderadamente alto, debido a lo anterior.

La segunda tecnología, en la que se centrará, está centrada en la robótica y se introdujo en el mercado europeo en 2004. El sistema nació de un ejercicio de análisis de causa raíz en una fábrica de plásticos que buscaba minimizar o eliminar las lesiones de los operadores. La seguridad, la eficiencia, la reducción de la contaminación y los costos de mano de obra fueron el enfoque en el desarrollo del sistema robótico completamente automático. Este sistema ofrece pérdidas de producto inferiores al 0,01%.

El diseño del sistema se centra en el robot integral, eliminando por completo la necesidad de que los operadores levanten, coloquen, corten o vacíen los sacos.

Los robots industriales han cambiado las instalaciones de fabricación modernas al apilar bolsas llenas, por ejemplo, eliminando así los trabajos repetitivos y agotadores que a menudo provocan lesiones, reclamaciones de seguros y una alta rotación de empleados. En América del Norte, desde la gran renuncia, este tipo de trabajos se han vuelto extremadamente difíciles de cubrir y casi imposibles de retener a los compañeros de equipo en este puesto.

El sistema automatizado incorpora un robot para recoger, cortar, descargar y comprimir bolsas vacías en un ciclo repetitivo. Como se trata de un robot, el tiempo de actividad es casi del 100 %. Estos sistemas pueden descargar cualquier cantidad de sacos, hasta ~1.300 sacos/hora (32,5 tn/h) con una eficiencia de vaciado del 99,99 %.

Los ganchos de acero inoxidable de precisión "recogen" la fila superior de bolsas, independientemente del número de bolsas, la ubicación en el palé o la orientación. El diseño permite de 8 a 12 ganchos para capturar una sola bolsa. Los ganchos generalmente están diseñados para tapar el orificio realizado, evitando así la fuga de producto del saco al levantar y mover cada saco. Los sacos pasan por una serie de cuchillas de corte motorizadas por encima de la tolva de descarga. Estas cuchillas funcionan cuando las bolsas pasan por las puntas, a una altura precisa, para garantizar el corte más limpio posible. Cada bolsa, dependiendo de la orientación, recibe de 3 a 6 cortes.

La pureza del producto se mantiene gracias a las cuchillas motorizadas endurecidas y ultra afiladas, así como a la implementación de una pantalla en la descarga de la tolva.

Después de cortar las bolsas, se colocan en una serie de varillas, que se alinean con las ranuras de cada bolsa y luego se hacen vibrar agresivamente. Estas bolsas se dejan en el sistema de agitación durante 15 a 30 segundos, lo que da como resultado una eficiencia de vaciado del 99,99 %.

Las bolsas vacías se descargan en una tolva colectora cuadrada donde se comprimen cada 'x' ciclos, lo que permite la compresión de 1500-2000 bolsas vacías. Estas bolsas comprimidas caen sobre una paleta insertada por el cliente y se retiran con una carretilla elevadora cuando están llenas.

Alternativamente, y con las unidades de mayor capacidad, se puede proporcionar una empacadora automática. Esta empacadora tira de los sacos descargados a través de una tolva de entrada, hacia la empacadora, para su compactación y empacado. Los sacos embalados se descargan horizontalmente para el paletizado.

El producto se descarga a través de una tolva integral a sistemas neumáticos o mecánicos a procesos posteriores, incluidos los silos. Alternativamente, el producto se puede cargar en FIBC.

Con todas las unidades se requiere un operador a tiempo parcial para operar el sistema. El trabajo requiere cargar las paletas llenas, retirar la pila de paletas vacías y retirar las bolsas compactadas.

Ventajas

Desventajas

Costo de pérdida de producto: rendimiento

Los sistemas actuales de descarga de sacos totalmente automatizados y centrados en robots ofrecen una solución viable no solo para otros sistemas de corte de bolsas, sino también para el abastecimiento de materiales en camiones y vagones. Debido a la eficiencia y confiabilidad de estos sistemas, los productores ahora pueden acceder al suministro mundial de muchos materiales a granel, lo que se traduce en una mayor rentabilidad, al tiempo que mantienen o aumentan los niveles de producción actuales. El acceso al mercado mundial y la automatización son necesarios para seguir siendo competitivos en el mercado actual. Con una solución para descargar sacos de 50 libras de manera confiable, muchos productos ahora pueden obtenerse en el extranjero, a un costo menor que el suministro local de camiones y trenes. Al mismo tiempo, la utilización de este equipo permite un mayor apalancamiento con los proveedores locales, lo que genera una mayor rentabilidad.

Scott Dahlgren es presidente de Carolina Material Technologies, el distribuidor norteamericano de LaborSave de Ayal Robotics, los inventores de los sistemas de descarga de sacos centrados en robots. Dahlgren tiene más de 35 años de experiencia en el manejo de materiales a granel. Para obtener más información, llame al 800-299-4994 o visite www.cmtnc.com.

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