Sistemas de llenado y dosificación gravimétrica
El llenado gravimétrico dosifica el producto por peso en lugar de por volumen. Una báscula mide el envase mientras el controlador pasa de una alimentación gruesa rápida a una alimentación fina lenta y cierra la alimentación justo antes del objetivo, teniendo en cuenta el material que aún está cayendo. WPL fabrica software de llenado y electrónica de pesaje para productos alimentarios y químicos, además del indicador R10 y el software WeightControl.
Qué hace una llenadora gravimétrica
Una llenadora gravimétrica dosifica el producto por peso: una báscula mide el envase o una tolva de pesaje durante el llenado, y un controlador detiene la alimentación cuando se alcanza el peso objetivo. El llenado por volumen depende de la densidad del producto, que varía con la temperatura, la aireación y el tamaño de las partículas; el llenado por peso mide directamente la cantidad que se declara en el envase.
Toda llenadora gravimétrica consta de cuatro partes:
- una plataforma de pesaje o una tolva de pesaje con células de carga;
- un dispositivo de alimentación, como una válvula, un tornillo sinfín, un alimentador vibratorio o una bomba;
- electrónica de pesaje y un controlador que deciden cuándo conmutar la alimentación;
- salidas y conexiones de datos hacia válvulas, un PLC, una impresora o un sistema de informes.
WPL Industries, fundada en 1994, ha desarrollado software de llenado y electrónica de pesaje para productos alimentarios y químicos, desde estaciones de llenado individuales hasta líneas conectadas a PC industriales y PLC.
Alimentación gruesa, alimentación fina y producto en vuelo
La mayoría de las llenadoras trabajan con dos velocidades: una alimentación gruesa rápida llena la mayor parte del envase y una alimentación fina lenta lo lleva hasta el objetivo. La alimentación fina hace que la última parte del llenado sea lo bastante pequeña para que el controlador pueda detenerla en el momento justo.
El controlador tiene que cerrar la alimentación antes de que la báscula indique el objetivo, debido al producto en vuelo: el producto que ya ha salido de la válvula o del tornillo pero aún no ha llegado al envase. Con un saco de 25 kg, por ejemplo, pueden estar cayendo todavía unos cientos de gramos en el momento en que se cierra la válvula, y la cantidad exacta varía con el caudal, la altura de caída y el producto. Una llenadora que aprende del resultado de los llenados anteriores ajusta su punto de corte, de modo que el peso final se mantiene cerca del objetivo cuando las condiciones cambian.
La velocidad depende de lo rápido que se estabiliza la lectura una vez detenida la alimentación. WPL indica que su electrónica de pesaje muestrea hasta 1200 veces por segundo, y los sistemas de llenado WPL utilizan algoritmos propios, entre ellos la estimación del caudal, para predecir el momento adecuado de cerrar la alimentación y limitar el exceso de peso regalado.
| Fase | Alimentación | Qué vigila el controlador |
|---|---|---|
| Tara | Cerrada | Peso del envase vacío, lectura estable |
| Alimentación gruesa | Rápida | Punto de paso a la alimentación fina |
| Alimentación fina | Lenta | Punto de corte, teniendo en cuenta el producto en vuelo |
| Estabilización y control | Cerrada | Peso neto final frente a la tolerancia |
| Corrección | Cerrada | Ajuste del siguiente punto de corte |
Tolerancia, exceso de peso regalado y las normas de la marca ℮
El exceso de peso regalado es el producto que acaba en un envase por encima de su cantidad declarada, y toda llenadora debe equilibrarlo con el riesgo de llenar por defecto. Como los llenados siempre varían un poco, la media debe fijarse algo por encima de la cantidad nominal; cuanto menor sea la variación, más cerca de la cantidad nominal puede estar esa media. Reducir el exceso de peso regalado explica cómo medirlo.
Para los preenvasados con la marca ℮, la Directiva 76/211/CEE del Consejo establece tres reglas: el contenido medio de un lote no puede ser inferior a la cantidad nominal, solo una pequeña proporción de envases puede quedar por debajo en más del error por defecto tolerado, y ningún envase puede quedar por debajo en más del doble de dicho error. La directiva fija estos errores por defecto tolerados:
| Cantidad nominal | Error por defecto tolerado |
|---|---|
| 5 a 50 g | 9 % de la cantidad nominal |
| 50 a 100 g | 4,5 g |
| 100 a 200 g | 4,5 % de la cantidad nominal |
| 200 a 300 g | 9 g |
| 300 a 500 g | 3 % de la cantidad nominal |
| 500 a 1000 g | 15 g |
| 1 a 10 kg | 1,5 % de la cantidad nominal |
El envasador es responsable de cumplir estas reglas. WeightControl SQC registra los controles por muestreo de envases llenos frente a zonas de tolerancia, con media, desviación típica e informes.
Productos WPL para llenado y dosificación
El equipo adecuado depende del grado de automatización del llenado, desde un operario que vierte hasta un objetivo hasta una línea controlada por un PLC.
| Grado de automatización | Equipo WPL sugerido | Qué hace |
|---|---|---|
| Dosificación manual por un operario | WeightControl Base con una báscula | Función de dosificación con peso objetivo, tolerancia, indicador de barra y señal visual y acústica al alcanzar el objetivo |
| Lotes de varios componentes | Base con WeightControl Formula | Pesaje de recetas paso a paso, escalado de lotes, registros de lote en PDF y CSV |
| Estación de llenado semiautomática | Indicador de pesaje R10 con una plataforma como la SSP o la BPS | Aplicación de llenado, 50 preajustes con límite inferior, objetivo y límite superior, salidas de relé y E/S digitales |
| Línea automática | Electrónica y software de llenado WPL, definidos por proyecto | Algoritmos propios, conexión a PC industriales y PLC |
| Control de calidad de envases llenos | Base con WeightControl SQC | Controles por muestreo según las normas de la marca ℮ |
El R10 lee hasta tres básculas y dispone de cuatro salidas de relé (contacto libre de potencial, 30 V CC o 250 V CA, 3 A) y 13 canales de E/S digitales, que pueden recibir un interruptor de marcha y paro, señalizar límites o ejecutar una secuencia de llenado. Las válvulas y motores de mayor tamaño suelen conmutarse a través de un contactor o del PLC. Entre las opciones figuran una salida analógica de 12 bits e interfaces Profinet, Profibus, Modbus TCP, EtherNet/IP o DeviceNet, y tras cada ciclo el R10 puede enviar fecha, hora, ID y peso por el puerto serie o por Ethernet. Interfaces de básculas explicadas le ayuda a elegir una conexión.
Todos los módulos de software figuran en software de pesaje. Para una llenadora completa o una integración en una línea existente, consulte soluciones de pesaje a medida.
Consejos prácticos para una báscula de llenado
La mayoría de los errores de llenado se deben a la instalación y no a la electrónica, así que compruebe primero estos puntos.
- Mantenga libre el camino de la carga. Las mangueras, las boquillas de llenado y los cables no deben tocar el envase ni la plataforma, porque soportarían parte del peso.
- Aísle las vibraciones. Monte la plataforma sobre una base rígida, lejos de bombas y alimentadores vibratorios, o sepárelos mecánicamente.
- Tare cada envase. Las latas, bidones y sacos vacíos varían de peso; tare cada uno en lugar de usar un valor fijo cuando la variación sea relevante.
- Compruebe con pesas de control. Coloque una pesa de control sobre la plataforma al inicio de cada turno y después de la limpieza. Todas las básculas WPL pueden suministrarse opcionalmente con un certificado de calibración EURAMET cg-18; consulte calibración EURAMET cg-18.
- Registre por lote. Guarde los pesos de llenado con número de lote y hora para que las derivas sean visibles; consulte registro de datos de pesaje.
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Preguntas frecuentes
¿Por qué llenar por peso en lugar de por volumen?
La cantidad de un envase suele declararse como peso, y la densidad de muchos productos varía con la temperatura, la aireación o el tamaño de las partículas. Una llenadora volumétrica entrega entonces un peso distinto para el mismo volumen. El pesaje mide directamente la cantidad declarada, lo que facilita controlar el exceso de peso regalado y documentar los pesos de llenado.
¿A qué velocidad puede trabajar una llenadora gravimétrica?
Depende del caudal de producto, del envase, de la altura de caída y de lo rápido que se estabiliza la lectura tras detenerse la alimentación. WPL indica que su electrónica de pesaje muestrea hasta 1200 veces por segundo. Envíe a WPL el producto, los pesos de llenado y la producción horaria necesaria para evaluar el ciclo en su aplicación.
¿Puede reducirse a cero el exceso de peso regalado?
No. Todo proceso de llenado presenta cierta variación y, según las normas de la marca ℮, la media del lote no puede quedar por debajo de la cantidad nominal, por lo que el objetivo debe situarse ligeramente por encima de ella. Reducir la variación, mediante una alimentación fina, la corrección del punto de corte y una instalación estable, permite que ese margen sea menor.
¿Puede una báscula de llenado WPL trabajar con nuestro PLC?
Sí, hay varias opciones. El R10 dispone de salidas de relé y E/S digitales, y ofrece como opción Profinet, Profibus, Modbus TCP, EtherNet/IP o DeviceNet y una salida analógica. Para líneas completas, WPL construye sistemas de llenado con una estructura abierta hacia PC industriales y PLC, definidos por proyecto.
Fuentes
Escrito y revisado por los ingenieros de pesaje de WPL Industries. El contenido técnico y normativo se verifica con las fuentes citadas. Política editorial
Cuéntenos qué pesa y dónde
Cada buque es diferente. Cuéntenos su aplicación y le recomendaremos una báscula, unas dimensiones de plataforma y las opciones adecuadas – con un presupuesto sin compromiso.