Una llenadora al vacío es una máquina utilizada para llenar productos pastosos . [1] Los productos pastosos se mueven con la ayuda de un sistema de alimentación de celdas de paletas bajo vacío .
La nivelación del peso de productos preenvasados en el sector alimentario, especialmente de productos viscosos o pastosos, plantea exigencias muy altas a la precisión reproducible de los sistemas de llenado y porcionado. Para lograrlo, se deben tener en cuenta aspectos técnicos y tecnológicos , así como las características específicas del producto. Además de los factores mencionados anteriormente, los requisitos de calidad de un producto final son un factor clave a la hora de seleccionar o implementar una solución de proceso técnico. El desarrollo de las máquinas de llenado al vacío ha hecho posible cumplir tanto los requisitos técnicos como los relacionados con la calidad.
En el sector alimentario , el movimiento o transporte de fluidos se consigue con ayuda de la tecnología de bombas. Coloquialmente, esto se conoce como llenado o porcionado. Se utilizan diferentes tipos de bombas, dependiendo del tipo de productos de llenado que se van a mover. Las embutidoras al vacío con sistemas de alimentación por celdas de paletas y alimentación por vacío se utilizan habitualmente para productos viscosos. Los productos se transportan con ayuda de una tolva con un dispositivo de alimentación, un sistema de alimentación por celdas de paletas bajo vacío y una expulsión de volumen adecuada en la carcasa de la bomba. Se trata básicamente de un principio de alimentación volumétrica, lo que significa que un cierto peso se define a través de un volumen . Además de los sistemas de alimentación por celdas de paletas, [2] también conocidos como bombas de paletas rotativas, también existen sistemas de alimentación de tornillo con sinfines de alimentación, sistemas de alimentación de rueda dentada y cilindros elevadores evacuados. Con todos estos sistemas, el transporte se consigue mediante expulsión de volumen bajo vacío. Las embutidoras al vacío se utilizan tradicionalmente en la industria de procesamiento de carne, así como en otros sectores alimentarios. También se pueden encontrar en algunos sectores no alimentarios. En términos generales, las embonadoras al vacío se pueden utilizar para envasar productos pastosos y comprimibles.
La primera embutidora al vacío se desarrolló a principios de la década de 1960. Desde entonces, la tecnología se ha ido perfeccionando.
La capacidad de bombeo de productos viscosos o pastosos tiene una influencia decisiva en el funcionamiento fiable de una embutidora al vacío. Los productos envasados en el sector alimentario se pueden caracterizar con ayuda de diferentes propiedades relacionadas con su capacidad de bombeo (“capacidad de llenado”). Se trata de características físicas que se pueden medir directamente o de atributos sensoriales.
El elemento clave de una embutidora al vacío es el principio de llenado al vacío. El producto a embutir se introduce en el sistema de alimentación mecánicamente a través de una tolva con un sinfín de alimentación de accionamiento activo, así como mediante una "succión al vacío" vertical. Las celdas preevacuadas de un sistema de alimentación de celdas de paletas se mueven debajo de la tolva. La diferencia de presión relativa a la presión ambiental (subpresión) causada por la evacuación garantiza que las celdas se llenen con producto. El sistema de alimentación se mueve continuamente, generando así un flujo de llenado continuo. El producto se porciona mediante movimientos cíclicos del sistema de alimentación. Cada celda del sistema de alimentación tiene un volumen determinado. La porción se define por la distancia de rotación del rotor. Por lo tanto, el volumen de porcionado se establece en el sistema de control multiplicando la distancia de rotación del rotor por el número de celdas del sistema de alimentación dentro de él. El peso de la porción debe determinarse en el sistema de control a través del parámetro de volumen de la porción con la ayuda de una báscula .
Las máquinas embutidoras al vacío se utilizan principalmente en el comercio y la industria alimentaria. Debido a las normas y regulaciones de higiene específicas, el diseño de las máquinas en el sector alimentario exige criterios especiales . Entre ellos, se encuentran, por ejemplo, que sean fáciles de desmontar, que tengan superficies planas y juntas que se puedan enjuagar desde atrás, que no tengan espacios muertos, que tengan formas ergonómicas, que haya una pequeña variedad de piezas y que los materiales sean detectables o aptos para el uso alimentario. Además, se enfrentan a condiciones ambientales relativamente agresivas, como detergentes reactivos, medios de llenado reactivos o abrasivos, limpieza intensiva a alta presión y temperaturas ambientales extremas.
Por ello, las embutidoras al vacío están fabricadas con un alto porcentaje de acero inoxidable y tienen un diseño muy robusto. Las piezas móviles se pueden desmontar fácilmente y limpiar individualmente. Además de los aspectos mecánicos o de diseño, en una embutidora al vacío también hay que tener en cuenta los complejos componentes electrónicos .
El sistema de alimentación por celdas de paletas se compone principalmente de una carcasa de bomba rígida con placa lateral acoplada que se fija a la tolva giratoria y un rotor desmontable con paletas de bomba y leva. Dependiendo del tamaño de la máquina, existen diferentes tamaños de sistemas de alimentación por celdas de paletas con piezas de dimensiones adecuadas. La tolva se puede girar para limpiar y desmontar superficies y piezas que entran en contacto con el producto de llenado. El rotor accionado con un número adecuado de ranuras se encuentra en la carcasa de la bomba, en la que las paletas de la bomba forman celdas con volúmenes definidos cuando la máquina está cerrada, apoyadas por la leva. Inducidas por el movimiento del rotor cuando se pone en marcha la máquina, las celdas se mueven en la dirección de la salida del sistema de alimentación por celdas de paletas y, por lo tanto, garantizan que se obtenga un flujo de producto definido. La precisión de peso de un sistema de alimentación depende en parte de la precisión de producción de las piezas y de su grado de desgaste.
El llenado de las celdas se realiza mediante la evacuación del sistema de alimentación de celdas de paletas. Mediante la aplicación de vacío a través de una bomba de vacío, los productos de llenado se extraen suavemente de la tolva hacia el sistema de alimentación tan pronto como una celda evacuada se mueve debajo de la tolva. La bomba de vacío está protegida por un separador de agua integrado. El nivel de vacío se puede ajustar en función del producto de llenado. Además del efecto de alimentación, el producto de llenado se evacua simultáneamente hasta cierto punto (aprox. 2–4 %). Esto significa que el contenido de aire del producto de llenado disminuye y este se vuelve más denso.
En el contexto de las embutidoras al vacío, el término alimentación se refiere al movimiento activo del medio de llenado en dirección a la parte inferior de la tolva para apoyar el proceso de vacío dentro de la tolva. La alimentación se logra mediante sinfines de alimentación móviles con rascadores/contrabrazos rígidos. El sinfín de alimentación se acciona en sincronía con la rotación de los rotores. Debido a la geometría especial de ambos sinfines y al movimiento de rotación paralelo, el producto de llenado se mueve verticalmente en dirección al sistema de alimentación de celdas de paletas. La intensidad de alimentación requerida depende de la viscosidad del medio a llenar. Con medios de baja viscosidad se necesita una alimentación menos activa que con productos de alta viscosidad. Por lo tanto, existen diversas combinaciones o versiones de las piezas que intervienen en el proceso de alimentación.
La base de la máquina sirve como soporte para una embutidora al vacío. Por razones de higiene, las bases están hechas completamente de acero inoxidable. La base compacta de la máquina está diseñada para garantizar que se pueda mover fácilmente con equipos de elevación.
Los dispositivos de elevación permiten cargar la tolva mediante carros estándar. Pueden estar fijados a la embutidora al vacío o se puede colocar un dispositivo de elevación de tipo mástil por separado junto a la embutidora al vacío. Los dispositivos de elevación pueden accionarse hidráulica o eléctricamente.
Para el funcionamiento de las distintas funciones asociadas a una embutidora al vacío se necesita un sistema de control asistido por ordenador. Normalmente, en las embutidoras al vacío se integran varios accionamientos para las distintas aplicaciones. En las generaciones más modernas de embutidoras al vacío, los accionamientos se implementan mediante servomotores y sistemas de bus adecuados .
Para producir porciones individuales a partir de un producto homogéneo mediante un sistema de alimentación, siempre se requiere un "dispositivo de sellado" en la salida del sistema de alimentación. Este dispositivo separa las porciones y se controla en sincronización con la salida de las porciones. Estos dispositivos pueden ser dispositivos de unión para salchichas, cortadoras para salchichas porcionables, válvulas dosificadoras para tarrinas y latas, dispositivos de corte para masa, así como equipos de formación para albóndigas.
En términos generales, las embutidoras al vacío pueden estar equipadas con varios sistemas de alimentación diferentes. Sin embargo, en principio, la estructura básica de la máquina, con tolva, sistema de vacío, dispositivo de alimentación, base de la máquina, dispositivo de elevación, sistema de control y dispositivo de sellado, es muy similar. Dependiendo de la aplicación, cada tipo de sistema de alimentación tiene ventajas y desventajas.
Al envasar medios viscosos pueden surgir numerosos problemas. Los problemas suelen ser específicos del producto y se manifiestan cuando el producto a envasar presenta un aspecto atípico. Por ejemplo, un aspecto no homogéneo del producto en embutidos o cuando los insertos se muelen demasiado finos durante el proceso de bombeo. Sin embargo, también pueden surgir problemas comerciales o legales en forma de desviaciones de peso o incumplimiento de las normas de calidad especificadas (por ejemplo, las directrices para productos cárnicos).
Estos problemas se deben a diversos factores, como un contenido de aire o una viscosidad demasiado elevados, un volumen de alimentación insuficiente en el sistema de alimentación, influencias relacionadas con la temperatura e influencias mecánicas como la fricción y la fragmentación. Los problemas mencionados anteriormente se pueden solucionar modificando los pasos previos del proceso, adaptando las recetas y realizando modificaciones técnicas.
Las líneas de colgado en el ámbito de la producción de embutidos son dispositivos auxiliares para unir y colgar porciones de embutidos. En principio, su aplicación es similar a la de un dispositivo de sujeción, pero se pueden alcanzar capacidades de llenado significativamente mayores. Las líneas de colgado están disponibles con diferentes grados de automatización.
Los sistemas electrónicos de control y documentación de múltiples máquinas se utilizan para documentar un proceso de llenado que involucra embutidoras al vacío o para monitorear pesos de llenado.