La reducción de residuos y desechos ayuda a avanzar en los esfuerzos de embalaje reciclable

Los fabricantes de alimentos y bebidas están aumentando el uso de materiales reciclados en sus productos. Están adoptando una gama completa de soluciones Floor to CloudTM para mejorar la productividad, minimizar el desperdicio de material y reducir las fallas de los productos en la línea.Imagen cortesía de Emerson

Los fabricantes de alimentos y bebidas de todo el mundo se han comprometido a ampliar el uso de materiales reciclados en sus productos. Varios factores impulsan el crecimiento continuo en el uso de estos materiales. Según una encuesta de 2023, el 82 % de los consumidores de distintos grupos demográficos de edad están dispuestos a pagar más por envases sostenibles1.

En la Unión Europea, el objetivo es que el 55 % de todos los envases de plástico sean reciclables para 2030. Y en EE. UU., la industria del embalaje está participando en múltiples esfuerzos para mejorar todo el flujo de valor del reciclaje.

Algunos estados de EE. UU. están llevando a cabo una iniciativa llamada Responsabilidad Extendida del Productor (EPR) para exigir que los fabricantes asuman más responsabilidad por el ciclo de vida de sus envases para garantizar que puedan reutilizarse, reciclarse, convertirse en abono o biodegradarse. Los principales fabricantes de productos de consumo se han sumado al esfuerzo de EPR y se han comprometido a que el 100% de sus envases serán reutilizables, reciclables o compostables para 2025.

Los fabricantes de alimentos y bebidas están invirtiendo en mejorar el uso de materiales reciclados. También están ampliando el uso de tecnología para ayudar a reducir los materiales de embalaje desperdiciados y desechados producidos en sus procesos de fabricación.

Una gama de tecnologías de automatización y control puede ayudar a los OEM y a los usuarios finales a minimizar el desperdicio de material durante la producción de contenedores. Estas soluciones Floor to Cloud ayudan a reducir las fallas de productos en la línea que obligan a desechar envases mal formados. Pueden ayudar a agilizar la configuración de la máquina envasadora y el cambio de un tipo de paquete o botella a otro. Esto puede ayudar a minimizar o eliminar los productos de desecho que pueden ocurrir cuando se inicia una nueva ejecución.

La integración de sensores inteligentes, dispositivos de medición, válvulas neumáticas automatizadas y actuadores en líneas de envasado puede desbloquear datos valiosos del proceso y lograr una mayor eficiencia. La combinación de estos elementos con controladores de borde que admiten los principales protocolos de comunicaciones y software abierto, escalable y modular proporciona información procesable en tiempo real cercana a un sistema de producción. Esto ayuda a garantizar que los problemas se identifiquen y solucionen rápidamente, se establezcan prácticas de mantenimiento predictivo basadas en datos, se minimicen los residuos de embalaje y se logre un mayor rendimiento.

Existen desafíos de fabricación y procesamiento para utilizar materiales reciclados en envases de alimentos y bebidas de manera eficiente. Por ejemplo, los fabricantes de botellas están ampliando el uso de tereftalato de polietileno reciclado (rPET) combinado con PET virgen para producir botellas utilizando sistemas de moldeo por soplado y estiramiento (SBM) de alta velocidad y gran volumen.

Los fabricantes de botellas de PET están descubriendo que el rPET de alta calidad es poco común. Si la calidad y la composición del material fluctúan, los procesos de moldeo por soplado necesitan una mayor medición y control para garantizar que todos los contenedores cumplan con las especificaciones de uso final. De lo contrario, los fabricantes rechazarán y desecharán las botellas de mala calidad.

Mantener una producción de botellas de alto volumen con tasas extremadamente bajas de botellas rechazadas o de mala calidad es un objetivo importante. Múltiples sistemas neumáticos desempeñan un papel clave en estos procesos.

Una gama de soluciones elimina el desperdicio de los sistemas SBM. Proporcionan información valiosa sobre el rendimiento de los dispositivos de moldeo por soplado y guían las intervenciones y los programas de mantenimiento preventivo para prevenir activamente errores y desperdicios en el moldeo por soplado. La última generación de sistemas neumáticos de preparación de aire mejora la eficiencia y el control de procesos tanto de baja como de alta presión. Con un control más preciso de ambos pasos, los fabricantes pueden reducir significativamente la cantidad de botellas mal formadas o insuficientemente expandidas.

Además, los principales fabricantes de sistemas SBM están ampliando el uso de válvulas de control proporcionales neumáticas para el paso de presoplado. Estas válvulas inteligentes combinan una válvula proporcional especialmente diseñada con electrónica de control y software que pueden almacenar los puntos de ajuste para la secuencia de soplado o responder a comandos del PLC. Este enfoque de Floor to Cloud permite a los fabricantes modular y ajustar el caudal previo al soplado. Un mayor control, en una etapa más temprana del proceso de formación de botellas, puede reducir o incluso eliminar las botellas formadas incorrectamente que deben desperdiciarse.

La combinación de filtros, reguladores y sensores con controladores de borde traslada de manera eficiente los datos operativos a sistemas analíticos de nivel superior, en toda la planta y en toda la empresa. La solución integrada resultante puede ofrecer formas de acelerar el cambio del sistema SBM de un tipo de botella a otro generando menos desperdicio.

Otra forma en que los fabricantes pueden reducir los residuos de producción y cumplir mejor los objetivos de reciclaje es optimizando el llenado y sellado de botellas y recipientes de líquidos. Existen sistemas completos de control de llenado que mejoran la velocidad y la precisión del llenado y al mismo tiempo maximizan el espacio en la línea.

Estos sistemas combinan válvulas de control neumático, medidores de flujo y reguladores inteligentes que pueden reducir significativamente el riesgo de sobrellenado accidental. El sobrellenado puede provocar derrames y requerir costosas paradas no programadas de las líneas de producción, limpieza de líneas de producción contaminadas y eliminación de contenedores sobrellenados.

Los principales proveedores de tecnología ofrecen plataformas inteligentes de control de llenado automatizado con capacidades sofisticadas. Estos incluyen reguladores de una sola etapa que admiten purga, inertización e inserción de alto flujo, tratamiento térmico y protección constantes para mantener las tasas de llenado de botellas dentro del objetivo.

Los medidores de flujo másico compactos y automatizados permiten un control de llenado rápido y preciso. Al medir los volúmenes de llenado en masa, no en peso, el llenado de botellas puede tener una precisión del 0,05%. Esto puede evitar que las botellas insuficientemente llenas sean rechazadas y desperdiciadas en el futuro; también reducen el riesgo de costosas sanciones por falta de cobertura por parte del cliente.

Para ayudar a garantizar que las botellas llenas estén listas para su envío, muchos embotelladores están implementando sistemas automatizados de prueba de plomo de alto rendimiento. Estos proporcionan el control de calidad final y pueden suministrar sistemas de prueba y rechazo 100% en línea, para desviar las botellas antes del embalaje en cajas o cartón.

Crear mejores botellas en la etapa de moldeo por soplado es una forma de reducir el desperdicio con las soluciones Floor to Cloud, y los mismos beneficios para reducir el desperdicio se aplican con tecnologías similares de control inteligente y sensores en aplicaciones de llenado y sellado de contenedores.

Prevenir el llenado excesivo, insuficiente y las fugas a lo largo de toda la línea ayuda a minimizar la cantidad de contenedores que deben desviarse y descartarse, lo que mejora la eficiencia de la línea de embotellado y el retorno de la inversión en tecnología.

El mercado de envases de bolsas para líquidos está creciendo rápidamente y, con este crecimiento, hay un uso cada vez mayor de plásticos de base biológica (BBP) y plásticos biodegradables y compostables (BDCP) en bolsas para líquidos.

El crecimiento de los envases ecológicos crea desafíos relacionados con el sellado de bolsas y boquillas de alto rendimiento. Las soluciones clave de Floor to Cloud, como actuadores inteligentes, válvulas y herramientas avanzadas de soldadura ultrasónica, brindan herramientas valiosas para sostener la producción de bolsas de alto rendimiento utilizando estos materiales ecológicos.

Muchos sistemas de formado y llenado de bolsas utilizan actuadores neumáticos, válvulas, cilindros y correderas para garantizar un control de movimiento eficiente, confiable y repetible de apertura y llenado de bolsas. Los principales proveedores de sistemas neumáticos cuentan con sistemas de movimiento neumático completos diseñados para proporcionar un movimiento secuencial preciso en cada paso de la línea de llenado de bolsas.

Aumentar la precisión y al mismo tiempo mantener el máximo rendimiento ayuda a minimizar la apertura y el llenado incorrectos o fallidos de las bolsas. Además, ahora hay disponible un sofisticado software de análisis y optimización de procesos neumáticos. Analizan presiones, tamaños de componentes y condiciones de carga, lo que garantiza un funcionamiento neumático más eficiente y al mismo tiempo reduce el consumo de aire y el uso de energía.

Producir envasado y sellado de bolsas confiables con BBP y BDCP requiere un control de temperatura y proceso de sellado mucho más estricto que los plásticos tradicionales. Como resultado, las empresas están ampliando el uso de la soldadura ultrasónica para sellar paquetes y la soldadura por pico para estos productos.

Los fabricantes que utilizan soldadores ultrasónicos pueden monitorear los parámetros del proceso en tiempo real, ya que los soldadores ultrasónicos proporcionan múltiples modos de control digital de circuito cerrado durante los breves ciclos de soldadura (menos de 1 segundo).

Los fabricantes pueden monitorear y controlar con precisión cada entrada de soldadura y parámetro de calidad del sello. La frecuencia de resonancia exacta de las herramientas ultrasónicas permite ajustes de amplitud a microescala para afinar el calor generado en la interfaz de soldadura.

En la mayoría de los casos, modernizar una línea de envasado con equipos modernos de sellado ultrasónico no es difícil, y un mayor control puede abrir nuevas oportunidades para la sostenibilidad y el uso de materiales reciclados. Combinado con sistemas neumáticos probados en procesos y diseñados para minimizar los errores que conducen a bolsas desechadas, existe un potencial significativo para expandir el uso de materiales de bolsas ecológicos.

La transformación digital en los envases de alimentos y bebidas es difícil de lograr con una sola tecnología o sistema nuevo. Históricamente, los fabricantes de botellas y las empresas de envasado consideraban una cierta cantidad de desperdicio y desguace como un elemento inevitable en las operaciones de envasado de gran volumen. Con la transformación digital y las soluciones Floor to Cloud ahora disponibles, esa suposición ya no es necesaria.

Las empresas de alimentos y bebidas pueden ayudar a avanzar en los objetivos de reciclaje de la sociedad minimizando el desperdicio y el desperdicio en sus operaciones al tener el tipo adecuado de conocimiento y control sobre cada aspecto de su producción. Las tecnologías de fabricación probadas y eficientes, como la neumática, ofrecen un rendimiento confiable en líneas de producción de alto rendimiento. La confiabilidad debe combinarse con el conocimiento. Los sistemas de embalaje más inteligentes con sensores integrados en todo el diseño del sistema generan datos críticos del sistema en tiempo real. Son estos datos los que los envasadores necesitan para corregir los problemas de fabricación antes de que se produzcan cientos de botellas, bolsas y otros envases desperdiciados.

La sociedad recicla para reducir los residuos y reutilizar lo ya producido. La tecnología adecuada puede ayudar a los fabricantes a alcanzar ese objetivo al minimizar el desperdicio y al mismo tiempo mantener operaciones de embalaje competitivas y de alto rendimiento.

1. Informe de compras ecológicas de 2023, TRIVIUM Packaging, https://buyinggreen.triviumpackaging.com/.

Gerson Henning es el director de desarrollo empresarial para alimentos, bebidas y envases de EMEA en Emerson. Tiene más de 30 años de experiencia en neumática y automatización en los campos de ingeniería, ventas, aplicaciones y desarrollo empresarial, en varios países y en diversos sectores industriales.