Guía de dosificadores de tornillo sinfín: principio, polvos y dimensionamiento

¿Cómo funciona un dosificador de tornillo sinfín?

El tornillo transporta el polvo a través de sus espiras y hacia el exterior del embudo. La tolva contiene el suministro; un agitador ayuda a alimentar el polvo hacia el tornillo; el accionamiento controla el movimiento del husillo. La agitación y la rotación del tornillo sinfín cumplen funciones distintas, por lo que modificar un solo ajuste no puede corregir todos los problemas de alimentación.

En operación volumétrica, el controlador se detiene tras completar el movimiento seleccionado del husillo. Ese movimiento define un volumen desplazado. La masa resultante también depende de cuán completamente se llenen las espiras y de la densidad aparente del polvo. Un servomotor controla la rotación; para medir la masa se requiere un sistema de pesaje.

• La agitación ayuda a llenar las espiras del tornillo.
• El embudo guía la dosis hacia la abertura del envase.
• Un disco centrífugo retiene el producto de flujo libre en reposo; un colector redirige la descarga.

¿Qué utillaje de tornillo sinfín necesita cada tipo de polvo?

Elija el utillaje según el comportamiento de flujo observado y no solo por el nombre del ingrediente. El tamaño de partícula, la humedad y la manipulación pueden hacer que dos lotes del mismo producto se alimenten de forma diferente. Compruebe el polvo tal como llega a la tolva, incluso inmediatamente después de la recarga.

El polvo fino en suspensión y la aireación son características adicionales, no clases de flujo separadas. Revise la captación de polvo en el punto de llenado y mantenga despejada el área de sellado. Confirme la alimentación y la decantación con el método de transferencia previsto en lugar de ensayar únicamente polvo extraído manualmente de un recipiente en reposo.

¿Cómo se dimensiona un dosificador de tornillo sinfín?

Dimensione el tornillo y el embudo en función del volumen de la dosis, la abertura del envase y el tiempo de llenado disponible. Un tornillo más grande mueve más polvo por revolución, pero puede ofrecer un ajuste poco preciso en dosis pequeñas. Un tornillo más pequeño mejora la resolución de ajuste, aunque tarda más en entregar una dosis grande. Un rango de dosificación amplio puede requerir más de un juego de utillaje.

Convierta el peso de la dosis en un volumen efectivo

Masa de la dosis (g) ≈ densidad aparente (g/mL) × volumen efectivo por revolución (mL/rev) × revoluciones. El volumen efectivo por revolución se establece con el polvo y el utillaje; el diámetro del tornillo o el volumen teórico del paso por sí solos no contemplan el llenado incompleto de las espiras.

A 0,50 g/mL, 5 mL/rev y 10 revoluciones, la dosis es de 25 g. Si la densidad aparente baja a 0,45 g/mL manteniendo el mismo volumen y revoluciones, la dosis cae a 22,5 g, una merma del 10 %. El volumen real por revolución se mide con su propio polvo durante las pruebas de dosificación de muestras.

Compruebe la abertura y el presupuesto de tiempo de ciclo

Indique la abertura útil del envase, incluido el espacio ocupado por las pinzas de sujeción de la bolsa o por el tubo formador. El embudo debe entregar la dosis dentro de esa abertura sin obstaculizar la presentación del envase. Confirme su posición de descarga y el tiempo necesario para que el polvo se asiente dejando libre la zona de cierre.

Tiempo de ciclo disponible (s/envase) = 60 ÷ envases/min requeridos. Un único cabezal secuencial a 40 envases/min dispone de 1,5 s para el llenado, la decantación y el desplazamiento. Si esos pasos requieren más tiempo, la línea necesita estaciones en paralelo o solapadas con una revisión de sincronización; aumentar únicamente la velocidad del tornillo puede incrementar el polvo en suspensión o alterar el llenado de las espiras.

¿Cómo se controla la precisión de llenado del tornillo sinfín?

El control comienza con un suministro uniforme de polvo y el utillaje adecuado, y luego incorpora el método de pesaje necesario para alcanzar la tolerancia objetivo. Registre los pesos individuales de llenado durante las recargas de la tolva y los cambios de lote, ya que un peso promedio puede ocultar tanto envases con falta de peso como con sobrepeso.

La norma OIML R 61-1:2017, sección 2, abarca los instrumentos automáticos de llenado gravimétrico que producen masas de llenado individuales predeterminadas mediante pesaje automático. Un cabezal controlado únicamente por revoluciones sin pesaje automático queda fuera de esa descripción. Utilice esta distinción para especificar qué hace el sistema de pesaje propuesto; el alcance de la norma no establece la homologación de una máquina en particular.

¿Dónde encaja el cabezal de tornillo sinfín en una línea de envasado?

El principio de dosificación puede mantenerse igual mientras cambia la maquinaria de formación del envase. Para bolsas formadas a partir de bobina de film, comience con las máquinas verticales de formado, llenado y sellado (VFFS). Para polvos en porciones individuales, compare las configuraciones de stick pack y sobres para polvo. Se comparan rutas específicas por producto para café molido e instantáneo y para sticks y sobres de polvo farmacéutico. Para tarros u otros recipientes, utilice el resumen de máquinas llenadoras para analizar la presentación y el cierre del envase.

Sincronice la descarga de la dosis con la ventana de llenado de la embolsadora. El polvo debe abandonar la zona de sellado antes del cierre; además, la línea necesita un plan para dosis incompletas, paradas y envases rechazados. En equipos multipista, compare los pesos pista por pista en lugar de agrupar todos los resultados. Si los sticks se encajan posteriormente, incluya la interfaz de conteo y transferencia en el análisis de la máquina estuchadora.

LINEVO fabrica configuraciones para polvo dosificadas por tornillo sinfín. El juego de husillo, el dispositivo de cierre, el control de polvo, el sistema de pesaje y la velocidad de producción se especifican en la cotización de cada proyecto. Utilice la guía de preparación de pruebas de muestras para acordar qué incertidumbres debe resolver el ensayo.

¿Qué pérdidas deben incluirse en la comparación de costes?

Compare el sobrepeso entregado (giveaway), los envases rechazados y el tiempo de cambio de formato durante el mismo periodo de producción. Una comparación basada únicamente en el precio de compra oculta estos costes. Mantenga el material de los envases rechazados separado del exceso de producto en los envases aceptados para no contabilizar dos veces la misma pérdida.

Para elaborar un libro mayor de costes del mismo periodo, multiplique el sobrepeso entregado por el coste de su producto por kg, los envases descartados por el coste de material por envase y las horas de cambio de formato por el coste laboral aplicable o el coste de línea limitada. Añada la energía y el mantenimiento durante ese mismo periodo. Contabilice el tiempo de inactividad como producción perdida solo si dicha producción no puede recuperarse en otro turno; evite cargar dos veces tanto la producción perdida como su margen de contribución completo. Pregunte si el utillaje dedicado reduce su tiempo real de limpieza o ajuste, e incluya sus requisitos de almacenamiento y reposición.

Lista de comprobación para pruebas de muestras de polvo

Prepare conjuntamente el polvo, la dosis objetivo y el envase para que una prueba pueda validar tanto la dosificación como la limpieza del llenado. Copie la siguiente lista de comprobación en el pliego de su proyecto, marcando los campos desconocidos para su medición. Acuerde la cantidad de muestra y las instrucciones de envío antes de remitir el material.

Consulte sus requisitos de llenado de polvo indicando los detalles del polvo, el rango de dosis, la bolsa o envase y la producción conforme requerida. Nuestro equipo de ingeniería puede revisar la configuración propuesta y acordar si es necesario realizar una prueba de muestras. La página de preparación de cotización cubre el pliego general del proyecto.

Fuentes

El funcionamiento del tornillo sinfín y el utillaje específico para cada polvo se describen a partir de documentación técnica de fabricantes OEM y de nuestras propias configuraciones y pruebas de muestras para polvo. El husillo, el polvo, el envase y el sistema de pesaje se validan conjuntamente durante la prueba de muestras antes de acordar los límites de aceptación.

Referencia normativa: OIML R 61-1:2017, Instrumentos automáticos de llenado gravimétrico, sección 2. Su alcance se refiere al pesaje automático y no únicamente al movimiento volumétrico del tornillo. El comportamiento del polvo y los requisitos del proyecto determinan qué comprobaciones deben incluirse en la prueba acordada.