Diseñe procesos de llenado y cierre de forma flexible y dinámica. Con los motores lineales, los procesos de llenado, cierre y envasado pueden diseñarse de forma mucho más dinámica, precisa y, sobre todo, flexible que con los cilindros neumáticos. Desde que Chocolat Frey AG amplió recientemente la producción de sus napolitanas, muy demandadas, el mayor fabricante de chocolate de Suiza se beneficia también de las ventajas de la tecnología avanzada y produce las más diversas variedades de sus pequeñas tabletas de chocolate con una calidad, fiabilidad de proceso y productividad aún mayores.
Cuando Manfred Leuenberger, de Chocolat Frey AG, invita a los visitantes a recorrer la última ampliación de la producción de su empresa, el aroma a chocolate fresco les acaricia nada más pasar la entrada a las naves de producción de la tradicional empresa suiza, que conduce a un pasillo totalmente acristalado. No es de extrañar, después de todo, que el pasadizo atraviese la zona donde la masa cruda de chocolate para los aproximadamente 2.500 productos de la chocolatería se prepara en fresco y se almacena temporalmente en depósitos para su posterior procesamiento, como explica el responsable técnico de la división de confitería. Pero antes de que el visitante pueda echar un vistazo a la última incorporación a la máquina -un sistema de última generación para la producción de pequeñas tabletas de chocolate, las llamadas napolitanas-, entra en el vestuario para ponerse la ropa higiénica. Luego, sólo hay que bajar unas escaleras y el visitante ya está frente a la nueva planta, que es tan capaz de cautivar al visitante como los productos que se fabrican en ella.
Manfred Leuenberger, Director Técnico de la División de Confitería de Chocolat Frey AG no pierde de vista la tecnología. Las posibilidades de mejorar la producción y hacerla más flexible con la ayuda de las soluciones de motor lineal de LinMot entusiasman al mecánico de planta cualificado. (Foto: Roßmann)
La capacidad de producción de Napolitanas se quintuplicó
El pistoletazo de salida para la nueva planta se dio en 2013, cuando el gran éxito de las pequeñas tabletas de chocolate se hizo patente y dos líneas más antiguas, construidas en 1988 y 1990 respectivamente, que siguen en uso hoy en día, ya estaban plenamente utilizadas con la producción de deliciosas Napolitanas.
Debido a la evolución positiva de la demanda, el pliego de condiciones de la planta de fundición incluía como requisito central una tasa de producción significativamente superior a la de las plantas existentes. Mientras que esta última puede producir un máximo de 400 kg de napolitanas rellenas o sin rellenar por hora, la nueva línea debería poder manipular hasta 2 toneladas, es decir, unas 6.000 barras, en el mismo tiempo. El fabricante de maquinaria, que ya era responsable de las líneas más antiguas, cumplió estos requisitos utilizando tecnología punta. Un motor lineal LinMot desempeña un papel central en este proceso. Su tarea consiste en elevar los moldes de plástico de aprox. 850 x 380 con huecos para 225 pastillas (25×9) de la unidad de colado desde la cinta transportadora hacia las boquillas de colado fijas.
Los moldes se levantan ligeramente en la dirección de las boquillas de vertido fijas para evitar salpicaduras no deseadas y bolsas de aire. (Foto: Roßmann)
Vertido sin inclusiones ni salpicaduras
«Cuando el chocolate líquido se introduce en el molde mediante el sistema de vertido, éste se eleva para que la distancia entre el nivel de llenado y las boquillas de vertido sea la menor posible», explica Leuenberger. «Así evitamos bolsas de aire o salpicaduras». En las líneas más antiguas, un cilindro neumático se encarga de levantar los moldes. Pero incluso el primer vistazo a este proceso revela un punto débil de los cilindros de trabajo accionados por aire comprimido: el movimiento es brusco y, cuando se baja, el molde vuelve a caer sobre los raíles de transporte de forma poco suave. En cambio, con el motor lineal, toda la secuencia de movimiento es más suave, a pesar de la mayor dinámica que exige la nueva máquina, y por tanto es más respetuosa con la mecánica y el producto. Otra ventaja de la tecnología de accionamiento directo eléctrico es menos obvia para el usuario final, pero no por ello menos importante: «El sistema de medición integrado del motor lineal nos permite posicionar el molde con mucha más precisión, de modo que sabemos exactamente dónde se encuentra el molde en cada momento», explica Manfred Leuenberger. Esto ha permitido mantener en todo momento la distancia óptima entre el nivel de llenado y el molde con una precisión de décimas de milímetro.
Cada vez más populares entre los consumidores: pequeñas barritas de chocolate con el café o como tentempié entre comidas. (Foto: Chocolat Frey)
Los perfiles de viaje a medida protegen el producto y la mecánica
Además, pueden realizarse sin problemas diferentes perfiles de desplazamiento, que se adaptan con precisión a los requisitos individuales del producto o del proceso de llenado. «Esto no se puede hacer con neumática, pero es una verdadera ventaja, especialmente con productos rellenos, porque nos permite apoyar la distribución óptima de la masa de chocolate en el molde y aumentar la fiabilidad del proceso, además de darnos más libertad a la hora de diseñar el proceso de fabricación», añade el especialista en tecnología de Chocolat Frey AG. Además, la posibilidad de adaptar individualmente los perfiles de desplazamiento puede utilizarse para reducir al mínimo la tensión sobre los productos y la mecánica durante el proceso de producción. Además, gracias al uso de un accionamiento eléctrico directo, es posible alternar entre distintos perfiles con sólo pulsar un botón. Los cambios de producto requieren menos tiempo.
Además de coordinar los numerosos ejes de la nueva máquina de moldeo, un sistema de control de Bosch Rexroth (IndraControl L65) calcula también los perfiles de desplazamiento del motor lineal LinMot. Esto permite a Chocolat Frey reaccionar con rapidez y flexibilidad a las necesidades de nuevos productos. (Foto Chocolat Frey)
Potente motor lineal de LinMot
Los diseñadores de la máquina de fundición decidieron utilizar aquí un motor lineal tubular de la serie P10-70 de LinMot con una carrera de 90 mm: un estator con codificador PS10-70x160U-BL-QJ y el rotor PL10-28×390/340, así como una brida de montaje a juego, que también sirve como disipador térmico. Como el motor está montado fuera de la zona higiénica, no tiene una clase de protección aumentada. No obstante, para aplicaciones más exigentes, LinMot también dispone en su gama de variantes en versiones INOX y ATEX. La decisión a favor de la serie P10-70 fue tomada por el fabricante de la máquina por una buena razón. Los motores de esta serie tienen un bobinado trifásico y son los más potentes de la gama LinMot. Se caracterizan por fuerzas máximas de hasta 2.500 N. Gracias a su diseño modular, se pueden conseguir carreras de entre 10 y 1.770 mm. Velocidades de más de 5 m/s y aceleraciones de más de 100 g garantizan tiempos de posicionamiento muy cortos y elevados índices de ciclos. Al eliminar los componentes mecánicos con holgura, como engranajes o cremalleras, los motores lineales no sólo pueden posicionarse con la precisión deseada con la resolución adecuada del sistema de medición, sino que también requieren mucho menos mantenimiento que los cilindros neumáticos o los motores con escobillas. A diferencia de la solución neumática, la fuerza del motor lineal no disminuye con el tiempo, por lo que las labores de mantenimiento sólo son necesarias a intervalos más largos.
Con fuerzas de pico de hasta 2.500 N, los motores lineales de la serie P10-70 son los más potentes de la gama LinMot. Gracias a su diseño modular, se pueden realizar carreras de entre 10 y 1.770 mm. (Foto: LinMot)
Combinación óptima de controlador y motor
Un servocontrolador E1400 de LinMot con alimentación directa a la red (400 V) alimenta el motor lineal de la máquina de fundición del chocolatero suizo. LinMot se ha asegurado de que los motores también puedan funcionar igual de bien en combinación con diversos accionamientos potentes de otros fabricantes. Sin embargo, el fabricante de la máquina de fundición prefirió un E1400 personalizado con interfaz Sercos III integrada para la conexión a un controlador de movimiento IndraControl L65 de Bosch Rexroth con interfaz Sercos III configurable. Con esta constelación, el controlador de movimiento calcula los perfiles de desplazamiento individuales adaptados a los productos o procesos de fundición, de modo que los requisitos de los distintos productos pueden satisfacerse con sólo pulsar un botón y con la máxima flexibilidad. De este modo, se puede garantizar sin problemas la manipulación cuidadosa de los productos delicados mediante secuencias de movimiento suaves. El controlador LinMot ofrece al constructor de máquinas una gran libertad en la elección del fabricante de control, ya que existen variantes del E1400 para otros buses industriales ampliamente utilizados, como Ether-CAT, POWERLINK, ProfiNET. Están disponibles Profibus o Ethernet/IP.
Chocolat Frey AG respondió a la creciente demanda de Napolitanas ya en 2014 con la puesta en marcha de una nueva línea de producción y quintuplicando la capacidad de producción. (Foto: Rossmann)
Fiabilidad y eficacia de uso
Tras más de un año de uso, puedo afirmar que la solución de motor lineal de LinMot ha demostrado su eficacia», concluye Leuenberger. Visiblemente impresionado por las posibilidades de la tecnología de accionamiento directo, el responsable técnico de confitería de Chocolat Frey prevé un futuro positivo para los motores lineales de LinMot en su empresa: «Todavía existen algunas aplicaciones, por ejemplo en el área de llenado de productos preenvasados, en las que tiene sentido sustituir los cilindros neumáticos
habituales hasta ahora por motores lineales.»
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La tradicional empresa suiza Chocolat Frey AG fabrica casi 2.500 productos de chocolate diferentes (Foto: Chocolat Frey)
