Saco automatizado

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: vagones, camiones, FIBC (bolsas a granel, contenedores, cajas) y sacos de 50 libras. Los pequeños productores generalmente comienzan con sacos de 50 libras. A medida que el negocio crece, se realizan mejoras para aceptar FIBC, luego camiones y, finalmente, vagones, siendo 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 bolsas totalmente automatizados actuales ofrecen una alternativa viable no sólo a los volcadores de bolsas manuales y a las máquinas cortadoras semiautomáticas, sino también al suministro por camiones y vagones. Pero ¿por qué alguien querría “volver a los sacos” cuando los camiones pueden entregar productos a un costo menor?

En primer lugar, el sistema totalmente 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, centrados en robots, permiten una mayor competencia dentro de la cadena de suministro, ofreciendo un ahorro real de materia prima en precio/libra (oferta en el mercado mundial), al tiempo que requieren solo un operador a tiempo parcial.

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

1. Estaciones manuales de descarga y corte de bolsas. Este es el diseño más utilizado actualmente en el mercado norteamericano.

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

3.Sistemas totalmente automatizados. Carga completa de paletas de la máquina con elevación, corte y vaciado automatizados.

Los operadores deben manipular manualmente estos sacos. Las bolsas se retiran de una plataforma (generalmente mediante elevación manual) y luego se colocan en una estación con o sin filtrar. Luego, las bolsas se cortan manualmente con un cuchillo, se giran, se levantan y se sacuden (si el operador lo desea) 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 a un operador (o dos o tres) ofrece ahorros adicionales, mientras que, al implementar un robot, las bajas por enfermedad, el cansancio y la insatisfacción laboral se convierten en un problema del pasado.

Este sistema generalmente se implementa para hacer frente a una mayor capacidad de uso. Estas unidades requieren que los operadores retiren manualmente las bolsas del pallet, 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 del 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 descarga una paleta completa de bolsas en un tambor de corte giratorio. Parecida a una licuadora gigante, esta máquina destruye el saco para liberar el contenido, mezclando inevitablemente trozos del saco con la materia prima. Cualquier problema que se solucione con la velocidad se ve sustituido por un nuevo problema: tener que filtrar el material deseado entre los residuos triturados.

Usando el método de “volteo”, la mezcla se hace girar con fuerza contra un cilindro con orificios como un tamiz. Algunos de los orificios se tapan con fragmentos o material del saco, mientras que pequeños trozos del saco se escapan por otros orificios contaminando el producto tamizado. El producto comprado promedia alrededor del 2%, lo que hace que este proceso totalmente automático sea costoso. El aumento de la velocidad de procesamiento aumenta esa pérdida, hasta un 3-4%. Además, el mantenimiento es moderadamente alto, debido a lo mencionado anteriormente.

La segunda tecnología, en la que se centrará la atención, 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 costes laborales fueron los puntos centrales en el desarrollo del sistema robótico totalmente 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 agotadores y repetitivos que a menudo provocan lesiones, reclamaciones de seguros y una alta rotación de empleados. En Norteamérica, desde la gran renuncia, este tipo de puestos de trabajo se han vuelto extremadamente difíciles de cubrir y casi imposible retener a los compañeros de equipo en este rol.

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 ~1300 sacos/hora (32,5 tn/h) con una eficiencia de vaciado del 99,99 %.

Los ganchos SS de precisión “cogen” la fila superior de bolsas, independientemente de la cantidad de bolsas, su ubicación en la paleta o su orientación. El diseño permite utilizar entre 8 y 12 ganchos para capturar una sola bolsa. Los ganchos generalmente están diseñados para tapar el orificio realizado, evitando así fugas de producto del saco al levantar y mover cada saco. Los sacos pasan a través de una serie de cuchillas de corte motorizadas situadas encima de la tolva de descarga. Estas cuchillas se desplazan cuando las bolsas pasan por las puntas, a una altura precisa, para garantizar el corte más limpio posible. Cada bolsa, según la orientación, recibe de 3 a 6 cortes.

La pureza del producto se mantiene gracias a las cuchillas motorizadas endurecidas y ultraafiladas, además de la implementación de una rejilla en la descarga de la tolva.

Una vez cortadas las bolsas, se colocan sobre 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 de recolección cuadrada donde se comprimen cada 'x' ciclos, lo que permite la compresión de 1.500 a 2.000 bolsas vacías. Estas bolsas comprimidas caen sobre una plataforma insertada por el cliente y se retiran mediante una carretilla elevadora cuando están llenas.

Alternativamente, y con las unidades de mayor capacidad, se puede proporcionar una empacadora automática. Esta empacadora tira las bolsas descargadas a través de una tolva de entrada hacia la empacadora, para compactarlas y empacarlas. Los sacos embalados se descargan horizontalmente para su paletización.

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

En todas las unidades se requiere un operador a tiempo parcial para operar el sistema. El trabajo requiere cargar los pallets llenos, retirar la pila de pallets vacíos y retirar los sacos compactados.

Ventajas

Desventajas

Costo de pérdida de producto – Rendimiento

Los actuales sistemas de descarga de sacos totalmente automatizados y centrados en robótica ofrecen una solución viable no solo para otros sistemas de corte de bolsas sino también para el abastecimiento de material 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, manteniendo o aumentando 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 de manera confiable sacos de 50 libras, muchos productos ahora pueden obtenerse del extranjero, a un costo menor que el suministro local por camión y ferrocarril. 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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