Febrero/marzo 2007
El Empaque


Con el fin de apreciar verdaderamente el significado de la instalación de Aseptic Solutions, es necesario revisar la naturaleza de la escena del empaque aséptico de bebidas actual.
La compañía Aseptic Solutions se perfila para convertirse en el segundo fabricante de bebidas en Estados Unidos capaz de llenar productos lácteos y bajos en ácido en un llenador rotativo de alta velocidad.
Convencidos de que el mercado estadounidense está listo para una mayor aceptación de contenedores plásticos rígidos llenados asépticamente, Aseptic Solutions, de Corona, California, Estados Unidos, construyó impresionantes instalaciones para la manufactura y el envasado con el fin de cumplir con esta demanda anticipada. ¿Por qué contratar en lugar de tener las capacidades de manufactura?
"Es debido a que hemos escuchado de boca de propietarios de marcas conocidas que buscan una alternativa al empaque tipo 'brick' para empacar asépticamente productos bajos en ácido", dice el director de calidad J. Scott Murrin. "Lo que los propietarios de estas marcas no desean, sin embargo, es la molestia de obtener de la administración de alimentos y medicamentos de Estados Unidos (FDA) una carta de no objeción necesaria antes de poder comercializar las bebidas bajas en ácido empacadas asépticamente en contenedores plásticos rígidos, esterilizados mediante ácido paracético.
Aseptic Solutions planea trabajar de la mano con los clientes, desde la fórmula hasta el laboratorio, para realizar lotes de prueba en el mercado antes de salir a la producción comercial a gran escala. Para cumplir con estos objetivos, se instaló una completa línea aséptica, la Unibloc 2, de Procomac. La esterilización del contenedor, el enjuague, el llenado y el sellado por inducción de foil de aluminio sobre los contenedores llenos se realiza en una cámara de aislamiento microbiológica, a una velocidad de 450 botellas por minuto. Cualquier contenedor entre 6 y 32 onzas se puede llenar.
"Hemos oído buenos comentarios del sistema Procomac", dice Murrin cuando le preguntaron por qué Procomac había sido seleccionada como proveedor de la instalación. "Son mucho menos costosos que cualquiera de los demás proveedores de equipos asépticos rotativos. Y aunque son conocidos en muchas partes del mundo, estaban buscando un proveedor en Estados Unidos de llenado aséptico bajo en ácidos, justamente en el momento en el que nuestra empresa estaba tomando más en serio la instalación del sistema. De esa forma nos ayudan en un buen número de áreas técnicas y nos continúan ayudando con los temas relacionados con la FDA que rodean este lanzamiento".
El día que recibieron la visita de Packaging World, Samba Inc., líder mundial en la comercialización de la fruta amazónica conocida como 'acai' se encontraban en el proceso de llenado de envases de 10,5 onzas, en la línea. Richard Aust, vicepresidente de tecnología de Samba, dice que este producto es susceptible a la degradación del sabor si se permite a las bacterias permanecer en la tapas o contenedores.
"Dado que Aseptic Solutions pasteriza y esteriliza las botellas y las tapas, no existe una carga microbiológica de la cual haya que preocuparse", dice Aust. "El llenado en este sistema nos permite embarcar productos refrigerados por todo el país y garantizar que las tiendas tengan 40 días para venderlos". El producto se vende principalmente en las cadenas de tiendas de alimentos saludables y cadenas de supermercados de productos integrales. Las botellas individuales se venden por aproximadamente 2,50 dólares cada una.
Los contenedores provienen de Graham Packaging. Los empaques son moldeados por coextrusión por soplado y consisten en polietileno de alta densidad/capa de enlace/regrind HDPE/etileno vinil alcohol/enlace/HDPE virgen. Las dimensiones del acabado del cuello especiales para cada cliente hacen que la botella sea apropiada para las herramientas de manejo de botellas de Procomac.

Llenar el embudo
La producción se inicia con un operario que utiliza un montacargas para tirar las botellas en un em budo que conduce al orientador Procomac. Una vez orientadas, las botellas son impulsadas por aire a un cuarto encerrado y sometido a presión en el cual se lleva a cabo el llenado aséptico.
Dentro de este cuarto cerrado se encuentra un gabinete aislante de cristal y acero inoxidable que contiene el esterilizador, el enjuagador, el llenador y el sellador por inducción. El único acceso a este equipo cuando se encuentra en producción es a través de los puertos de guante. En la parte superior, hay un sistema de manejo de aire con filtración HEPA que garantiza que la presión positiva siempre se mantenga en la parte interior, suministrando así un ambiente libre de contaminación.
Cuando las botellas impulsadas por aire llegan al gabinete aislante, son suspendidas por el cuello en una sola fila y empujadas por chorros de ácido paracético. Luego pasan al bloque de esterilización rotativo Gripstar GX, un sistema rotativo de 135 estaciones que invierte las botellas y rocía el interior con ácido paracético. Según Murrin, un poco de ingeniería enfocada en cada necesidad hace que el sistema de esterilización sea especialmente confiable.
"Cuando nos metimos en esto, necesitábamos saber con certeza que el esterilizante fluyera dentro de la botella desde cada uno de los cuellos", dice Murrin. "Así, Procomac creó Smart Sensor (sensor inteligente), que utiliza un transductor de presión para suministrar una retroalimentación binaria: encendido o apagado. Si por cualquier razón la boquilla no se activa, esa botella queda marcada para su rechazo automático".
"Sin embargo, queríamos ir más allá, para saber no solo si el flujo estaba encendido o apagado, sino para conocer el patrón y la presión del flujo de ácido paracético. De esa forma, Procomac diseñó el transductor de presión de tal forma que se realiza un mapa del patrón del chorro de rociado que emerge de cada boquilla. Si este patrón se sale de ciertos parámetros predeterminados, el sistema realiza una parada controlada hasta que se tomen las medidas correctivas".
Cuando las botellas se acercan a su descarga del bloque de esterilización, se retornan a su posición vertical normal. Una rueda las lleva al siguiente bloque dentro de la cámara de aislamiento cerrada, a un enjuagador Gripstar GX de 90 boquillas. La parte exterior de las botellas es rociada con agua esterilizada. El enjuagador luego invierte cada botella, la boquilla de enjuague entra a la botella y le rocía agua caliente esterilizada para limpiar perfectamente el interior de cada recpiente. Las botellas se voltean y otra rueda de intercambio las envía al siguiente bloque, a un llenador Fillstar de 70 boquillas.
Las botellas llenas pasan a través de otra rueda de intercambio para ingresar al último bloque dentro de la cámara de aislamiento, una máquina coronadora rotativa de 15 cabezales Euro/PK, fabricada por Arol. Un socio frecuente de Procomac en instalaciones asépticas es Arol, que utiliza servotecnología de Elau para la fabricación de esta máquina coronadora. Cada estación encargada de poner las tapas tiene su propio servo motor/controlador Elau SCL-055. Dado que integra un controlador de un motor en una sola unidad, el SCL-055 supera las restricciones de espacio, así como la complejidad de conectar controladores estacionarios a los motores que están montados sobre una plataforma rotativa de rápido movimiento. La tecnología servo minimiza, además, el número de componentes mecánicos y guías de botellas, reduciendo así la oportunidad de crecimiento microbiológico y la contaminación, lo cual es bien recibido en cualquier instalación pero es de gran importancia en una instalación aséptica.
Los servo motores/controladores son parte del sistema de control PacDrive, de Elau, que gobiernan sobre la parte lógica y motriz de la máquina. Massimo Annaratone, de Arol, aprecia la utilización de lo que él se refiere como tecnología 'mecatrónica', en lugar de pasadores, piñones y otras partes mecánicas.
"No sólo se puede controlar el torque de la postura de las tapas de manera más eficiente, sino que se tienen dat o s inmediatos constantes que le dicen cómo se comporta cada estación de tapado", dice Annaratone. "Eso también hace que la solución de problemas sea mucho más sencilla", agrega.

Los cierres tienen su tratamiento
Los cierres aplicados por la máquina de Arol cuentan con liners de foil sellados por inducción por una máquina Lepel, justo antes de que las botellas salgan de la cámara de aislamiento. Los cierres o tapas tienen un tratamiento especial que cumple con los rigurosos requerimientos esenciales en el empaque aséptico. Antes de salir de la planta de suministros, son empacadas y enviadas a un tercero para su irradiación, de tal forma que su carga biológica sea minimizada.
"Cuando las bolsas nos llegan, las aproximadamente 2,000 tapas interiores están esterilizadas pero la parte exterior de la bolsa no lo está. Así, colgamos ocho bolsas en una cámara al lado de la cámara de aislamiento y esterilizamos la parte exterior de las bolsas con peróxido de hidrógeno. Este proceso dura más o menos 20 minutos. Después, utilizando los puertos de intervención con guantes, un operario abre un dispositivo de tirar sobre una bolsa después de la otra y vierte las tapas en un embudo que las lleva a una cámara de aislamiento, y finalmente a un cabezal de taponamiento", anota Murrin.
Entre los proveedores de tapas de Aseptic Solutions se encuentra Portola. "Han sido útiles para suministrarnos las propiedades de levantar y despegar que requerimos", dice Murrin. "También nos han ayudado en la ingeniería general que hay detrás del sistema de esterilización que utilizamos para las bolsas grandes, en las cuales se reparten las tapas".
Aust, de Samba, especifica una tapa de compresión Portola DBJ-L de 38 mm. Moldeada, de HDPE. En la parte interior hay una membrana de foil de tirar y despegar que es sellada por inducción en la apertura de la botella, antes de que dicha botella salga hacia la cámara de aislamiento. De acuerdo con Aust, Portola está desarrollando una modificación de las tapas que incluirá un anillo moldeado dentro del tapón que suministrará un sistema de resellado a prueba de fugas.
Tan pronto como las botellas salen del cuarto de presión que contiene a la cámara de aislamiento y el sistema de llenado aséptico, pasan a través de un sistema Procomac CheckStar. "Utiliza inspección gama y de video para verificar el nivel de llenado y la presencia o ausencia del liner de foil para llenado por inducción", asegura Murrin. "Los contenedores que tienen fallas son rechazados".
Una vez pasada la unidad de rayos X, se encuentra un sistema de inyección de tinta de Videojet que coloca un código de producción sobre la parte inferior de cada botella. Esto es para uso interno, no para los consumidores. "Tiene la capacidad de saber cuál boquilla llenó el contenedor, así como identificar a la boquilla de enjuague y la de esterilización, y el cabezal de taponamiento que se utilizó. En caso de que alguna botella tenga una falla, se puede rastrear hacia atrás en el proceso para determinar la razón", anota Murrin.
A continuación sigue un etiquetador de mangas contraíbles del cuerpo entero de la botella, de alta velocidad. Arriba del etiquetador hay una mesa de acumulación bidireccional Modelo Dynac 7100, de Hartness International. Si se llegara a presentar un problema de ahí hacia abajo, permite que el llenador siga en producción mientras se soluciona el atascamiento.
Después de la máquina de etiquetado se encuentran unas cuchillas de aire, suministradas por Procomac, que eliminan la condensación y así garantizan la suave aplicación de las etiquetas. Apenas las botellas pasan las cuchillas de aire, ingresan al aplicador de cabezal dual de etiquetas de manga Sleevematic, de Krones. La máquina es capaz de aplicar 600 etiquetas por minuto y tiene la capacidad para manejar una línea de 450 botellas por minuto en Aseptic Solutions. Adicionalmente, montado sobre esta máquina hay un sistema de codificación de inyección de tinta de Videojet que coloca los códigos con las fechas de vencimiento sobre cada et i qu eta.
"Así como el sistema que pone los códigos en la parte de debajo de las botellas, el sistema Videojet que codifica las etiquetas también nos presta un gran servicio", explica Harris.
A la salida del sistema de etiquetado de mangas, las botellas pasan por una segunda mesa de acumulación de Hartness y luego son dirigidas, ya sea a un empacador de cajas de Ocme o hacia un sistema de envoltura encogible en bandeja de Arpac. Todos los sobrantes son procesados en sistemas de envoltura de pallets suministrados por Procomac, como parte de una instalación llave en mano.
Haciendo un recuento de lo lejos que ha llegado la compañía, Murrin dice que está gratamente sorprendido por la facilidad con que se ha logrado. "El profesionalismo de Procomac tiene mucho que ver con esto", agrega.