ES2708075T3 - Método y planta modular móvil de mezcla y envasado - Google Patents

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ES2708075T3 ES16382020T ES16382020T ES2708075T3 ES 2708075 T3 ES2708075 T3 ES 2708075T3 ES 16382020 T ES16382020 T ES 16382020T ES 16382020 T ES16382020 T ES 16382020T ES 2708075 T3 ES2708075 T3 ES 2708075T3
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Abstract

Una planta modular, móvil de mezcla y envasado para productos pulverulentos o granulares que comprende una estructura portante (1) de dimensiones adecuadas para su introducción en un contenedor marítimo estándar y que aloja en su interior un módulo de recepción y pesado manual (2), un módulo de carga de material (3), un módulo de mezclado (4) y un módulo de envasado (5) caracterizada porque comprende, al menos un módulo de inyección de líquidos (300) que es insertable o conectable con un PLC de control de la planta modular; y en donde el módulo de inyección de líquidos (300) está configurado para dosificar en un tanque mezclador (41) del módulo de mezclado (4) cantidades líquidas de cualquier viscosidad mediante una bomba (318) con su caudal controlado mediante una pluralidad de células de carga (320).

Description

DESCRIPCION
Metodo y planta modular movil de mezcla y envasado
Campo tecnico
El objeto de la presente invencion es un metodo y una planta modular y facilmente transportable destinada a la dosificacion, mezcla y envasado de productos pulverulentos, granulares y otros de similares caracteristicas y que comprende una estructura portante que incorpora una pluralidad de modulos que interactuan entre si para obtener un producto mezclado y envasado listo para su comercializacion.
La presente invencion se encuadra en el sector tecnico de las plantas industriales de fabricacion de mezcla y envasado de productos pulverulentos como los empleados en la industria agroalimentaria, sin ser por ello limitativo en su aplicacion a otros productos de caracteristicas similares en otros sectores industriales de fabricacion.
Estado de la tecnica
Tradicionalmente, en las plantas y maquinas de mezclado de productos pulverulentos se describen distintas fases de procesado por las que pasa el producto a mezclar en sentido vertical, es decir, de una fase a otra el producto discurre por gravedad, desde la parte superior de la planta hacia la parte inferior, tal y como se describe, por ejemplo, en la patente espanola con numero de solicitud P0381423 que describe una maquina para el tratamiento o mezcla de productos pulverulentos, granulados o pastosos.
Para solucionar este problema, la patente europea EP2465780 describe una planta movil de dosificacion, mezcla y envasado que pudiendo ser una planta movil capaz de dosificar, mezclar y envasar productos pulverulentos, granulares o similares, puede ser transportada en un contenedor homologado de transporte maritimo de 40 pies y donde toda su estructura, incluyendo toda la maquinaria necesaria, elementos y utiles necesarios se distribuye horizontalmente. Ademas, este documento describe una planta movil cuyo control operativo se realiza en remoto, asegurando un control total del producto y su trazabilidad, disponiendo de conexion en tiempo real con un centro de control dispuesto a tal efecto en otro lugar distinto al de la propia planta movil.
Descripcion de la invencion
Es un objeto de la presente invencion un metodo y una planta modular movil que, partiendo del concepto descrito en la patente EP2465780 mejore su funcionalidad y modularidad de tal forma que se incrementen los posibles usos de la misma y, por tanto, su versatilidad.
Asi pues, sobre una planta modular movil de mezcla y envasado para productos pulverulentos o granulares que comprende una estructura portante de dimensiones adecuadas para su introduccion en un contenedor maritimo estandar y que aloja en su interior un modulo de recepcion y pesado manual, un modulo de carga de material, un modulo de mezclado y un modulo de envasado donde se incorporan los modulos de dosificacion automatica de forma previa a la introduccion de la formula y que ademas incorpora un modulo de carga automatica de formula con un sistema de apertura de sacos automatico para automatizar la carga de materia prima a la planta.
Ademas, la planta movil tambien incorpora un modulo de inyeccion de liquidos en mezcla en polvo, manteniendo su estado final en polvo. El modulo esta automatizado, de tal forma que sea posible dosificar de manera automatica los liquidos en la mezcla, hasta diez liquidos segun requerimiento previo del usuario final, con capacidad de inyectar liquido hasta un 50% sobre el polvo de tal forma que la forma pulverulenta se mantenga despues de la inyeccion con las condiciones y parametros requeridos por la formulacion final, como temperatura, agitacion y premezcla de liquidos.
Finalmente, la planta incorpora un modulo de envasado dependiendo del tipo de envasado que requiera el usuario final, incluyendo, de forma no limitativa un modulo de ensacado de grandes sacos, un modulo de ensacado de saco tipo europeo o cualquier otro tipo de envase (como por ejemplo sachets). Ademas, el modulo de envasado puede incorporar un modulo de paletizado automatico para aquel cliente que necesite automatizar el final de linea.
En todos los modulos descritos se cumplen una serie de condiciones basicas para asegurar la compatibilidad con el conjunto de la planta, ya que todos los modulos han de ser transportables en un contenedor de transporte maritimo de 20 o de 40 pies, dependiendo del tipo de modulo, con toda la maquinaria necesaria, elementos auxiliares y utiles incluidos.
Por otro lado, los modulos deben ser conectables de tipo enchufar y usar (plug and play) es decir, los modulos tienen que tener la capacidad de ser conectados con la CPU que gestiona el conjunto de la planta para su utilizacion inmediata, lo que incluye que los modulos deben ser compatibles tanto a nivel electrico como neumatico.
Todo ello tal y como se describe en los distintos aspectos indicados en las reivindicaciones independientes que acompanan a la presente memoria descriptiva y que se incorporan en esta descripcion por referencia a las mismas.
Del mismo modo, las reivindicaciones dependientes muestran realizaciones practicas y particulares de la invencion, incorporandose tambien en la presente descripcion por referencia a las mismas.
A lo largo de la descripcion y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras caracteristicas tecnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y caracteristicas de la invencion se desprenderan en parte de la descripcion y en parte de la practica de la invencion. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustracion, y no se pretende que restrinjan la presente invencion. Ademas, la presente invencion cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aqui indicadas.
Breve descripcion de las figuras
A continuacion se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invencion y que se relacionan expresamente con una realizacion de dicha invencion que se presenta como un ejemplo no limitativo de esta.
FIG.1.- Muestra una vista en perspectiva de la planta movil de mezclado de productos pulverulentos y de su estructura portante tal y como se describe en EP2465780.
FIG.2.- Muestra la planta de la FIG.1 en posicion de transporte.
FIG.3.- Muestra un modulo de inyeccion de liquidos (vistas en isometrica, planta, alzado, perfil e interna (respectivamente 3a,3b,3c,3d,3e) que se conecta con la planta movil de mezclado de productos pulverulentos de la FIG.1
FIG.4.- Muestra una vista aislada del modulo de envasado de grandes sacos (o BIG-BAG) que se conecta con la planta movil de mezclado de productos pulverulentos de la FIG.1
Descripcion detallada de una realizacion de la invencion
Tal y como se puede observar en la figura 1, la planta modular movil objeto de la presente invencion comprende, de forma esencial por una estructura portante (1) y un area de recepcion y pesado (2), un area de carga (3), un area de mezclado (4), un area de envasado (5), un area de cosido y etiquetado (6), un area de deteccion de metales (7), un area de paletizado (8) y un area de limpieza (9).
La estructura portante (1) esta formada por diversos tubos cuadrados (11) soportados en varios puntos de apoyo (12) de altura regulable, varias bisagras (13) y una escalera (14) con una barandilla de seguridad (15). Esta estructura tendra unas dimensiones no superiores a las medidas de un contenedor estandar de 40 pulgadas, de tal forma que las dimensiones totales permitan su transporte en un contenedor de transporte estandar (generalmente un contenedor maritimo de 40 pies).
En una realizacion practica, la estructura (1) estara construida con tubo cuadrado en acero inoxidable. El suelo de la estructura estara formado por perfiles laminados en acero carbono. Los perfiles y diagonales de la estructura seran de tubo cuadrado en acero inoxidable. La estructura (1) estara soportada por seis puntos de apoyo con altura regulable sobre la que se apoya una chapa lagrimada por donde circulan los objetos y el personal. Un lateral (16) sera abatible en tres trozos, construido igualmente con tubo cuadrado y chapa lagrimada. Las bisagras mencionadas abatiran los citados laterales mediante una pluralidad de cabestrantes, para su facil colocacion y posicionamiento.
La escalera de acceso (14) estara construida en acero inoxidable, excepto el piso de los peldanos, que sera igualmente de chapa antideslizante en acero inoxidable. Al final de la escalera se dispondra de un rectangulo que dara acceso a la parte superior de la plataforma. El altillo y la escalera de acceso llevan barandilla (15) de proteccion en todo el perimetro, construida con tubo cuadrado en acero inoxidable.
Los modulos de dosificacion automatica de forma previa a la introduccion de la formula y que ademas incorpora un modulo de carga automatica de formula con un sistema de apertura de sacos automatico para automatizar la carga de materia prima a la planta. Estos modulos de dosificacion automatica se conectan en el modulo de recepcion y pesado (2).
Ademas, la planta movil tambien incorpora un modulo de inyeccion de liquidos en mezcla en polvo (FIG.3), manteniendo su estado final en polvo. El modulo esta automatizado, de tal forma que sea posible dosificar de manera automatica los liquidos en la mezcla, hasta diez liquidos segun requerimiento previo del usuario final, con capacidad de inyectar liquido hasta un 50% sobre el polvo de tal forma que la forma pulverulenta se mantenga despues de la inyeccion con las condiciones y parametros requeridos por la formulacion final, como temperatura, agitacion y premezcla de liquidos. Este modulo de inyeccion de liquidos se conecta con el tanque de agitacion (41) en el modulo de mezclado (4).
Mas concretamente, el modulo de inyeccion de liquidos (300) sirve para dosificar en el mezclador cantidades liquidas de cualquier viscosidad mediante una bomba (318) preferentemente de tipo lobular, sin descartar otro tipo de bombas, donde su caudal esta controlado mediante una pluralidad de celulas de carga (320). El modulo de inyeccion de liquidos ejecuta las siguientes fases durante su proceso:
i. Carga del tanque de agitacion (305) con el liquido o liquidos que constituyen la materia prima.
ii. Agitacion del liquido o liquidos mediante un agitador tipo ancora (326,327) que incorpora rascadores. El tanque de agitacion (305) mantiene o consigue temperaturas optimas debido a su doble camara con resistencias y control de temperatura mediante al menos una sonda de temperatura (324).
iii. Para el control de las cantidades a dosificar el tanque (305) dispone de una pluralidad de celulas de carga (320) que comandan la bomba (318) traspasando las cantidades exactas requeridas para la formula al tanque de agitacion (41) del modulo de mezclado (4).
Los liquidos se homogeneizan mediante el agitador (326,327) ya que cuando existe mas de un liquido debe homogeneizarse previamente y luego dosificar asi la cantidad exacta con misma proporcion de cada ingrediente. La capacidad de inyeccion de liquido llega hasta un porcentaje del 50% (normalmente sera un porcentaje inferior) sobre el polvo de tal forma que la forma pulverulenta se mantenga despues de la inyeccion con las condiciones y parametros requeridos por la formulacion final, como temperatura, agitacion y premezcla de liquidos.
Tal y como se puede observar en la siguiente tabla, el modulo de inyeccion de liquidos (300) comprende los siguientes elementos en la realizacion particular no limitativa mostrada en la figura 3:
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El deposito de liquidos (305) o deposito de agitacion, en una realizacion particular es de tipo cilindrico con fondo tronco-conico y doble camara preparada para meter aceite termico que distribuye el calor de las resistencias (306) que en esta realizacion particular tienen una potencia de 3kW cada una de ellas.
El deposito (305) tiene un portico higienico donde se apoya un rascador de ancora (326) con rascadores (327) que son de plastico blanco alimentario y que resisten temperaturas de servicio de 60°C y picos de hasta 100°C. Ademas, comprende al menos una tapa (307) en la parte alta que facilita la limpieza y las inspecciones, teniendo, ademas una cierta inclinacion tal como muestra la figura 3.
La salida al producto con una valvula de fondo (317) sanitaria. Las aperturas superiores tendran sensores de seguridad (323) en las dos tapas (307). Cada uno de los apoyos del deposito (305) tiene una celula de carga (320) que permite la lectura del peso del producto.
El sistema de calentamiento cumple la funcion de mantener el producto a la temperatura deseada si es necesario, mediante una doble camara alrededor del deposito (305) por donde circulara el aceite termico y estaran instaladas las resistencias (306). El exterior del deposito (305) esta calorifugado.
Para cargar el aceite termico, el equipo cuenta con un deposito que tambien hace las veces de un vaso de expansion. El aceite entra en la doble camara del tanque en donde se calienta por medio de las resistencias termicas (306). La salida del aceite se encuentra en la parte inferior, donde hay una bomba de engranajes (315) que realiza la recirculacion continua del aceite termico mientras que esta caliente por el circuito de aceite (313).
Tanto la temperatura del producto del interior del deposito (305) como la del aceite termico estan controladas por sondas de temperatura (324).
El sistema de dosificacion permite, efectivamente, dosificar el producto contenido en el deposito (305) hacia el tanque mezclador (41) del modulo de mezclado de la planta de la figura 1. La dosificacion se realiza mediante una bomba (318) controlada por un variador de frecuencia. La entrada de la bomba (318) esta conectada a la valvula de fondo (317) del deposito (305) mediante una conexion flexible e higienica. La entrada de la bomba (318) siempre esta por debajo de la salida de la valvula de fondo (317). La salida de la bomba esta conectada con una manguera alimentaria con una conexion compatible con una entrada del tanque mezclador (41) del modulo de mezclado (4) de la planta de la figura 1.
Finalmente, el chasis esta formado por una estructura tubular 325 para evitar las superficies planas y, por tanto, la acumulacion de suciedad y para facilitar la limpieza de todas las superficies. La estructura incorpora ruedas 322 con posibilidad de fijacion y pies regulables 321 en altura para proporcionar estabilidad al conjunto.
Finalmente, la planta incorpora un modulo de envasado dependiendo del tipo de envasado que requiera el usuario final, incluyendo, de forma no limitativa un modulo de ensacado de grandes sacos, un modulo de ensacado de saco tipo europeo o cualquier otro tipo de envase (como por ejemplo sachets). Ademas, el modulo de envasado puede incorporar un modulo de paletizado automatico para aquel cliente que necesite automatizar el final de linea.
En una realizacion particular, la planta de la figura 1 envasado de sacos grandes (mas conocidos como big-bag) tal y como se puede observar con detalle en la figura 4, lo que permite que el modulo de envasado (5) pueda envasar sacos de 500 Kg a 1000 Kg. No obstante, en algunas realizaciones particulares se podrian ensacar productos en sacos a partir de 100 Kg y, en algunas realizaciones, tambien sacos de 350 o 400 Kg.
La disposicion de esta planta es un contenedor horizontal de 20 pies que, una vez en destino se instalara en vertical y quedara situado a continuacion del modulo de mezclado (4). El modulo de sacos grandes (400) esta compuesto de tres bloques que se superponen en vertical y se conectan todas las instalaciones con enchufes de tipo rapido sin necesidad de instalaciones in situ, ya que todo va listo para ser ensamblado y con total de instalaciones para puesta en marcha en un dia. Las conexiones rapidas y la energia electrica se alimentan desde el cuadro general de la planta de la figura 1.
Asi pues, el producto, una vez finalizado su mezclado en el modulo de mezclado (4) pasa al modulo de envasado (5) que en esta realizacion comprende un sistema para subir el polvo despues de mezcla al modulo de sacos grandes (400). La capacidad a conseguir sera de 1000 kgs/h aproximada dependiendo de los productos.
El envasado se realiza por cuatro o cinco lotes de 200 kgs unidos entre si. El modulo esta disenado para ser contenido y transportado en un contenedor de 20” OPEN TOP con toda la maquinaria necesaria, elementos auxiliares y utiles incluidos.
Se ha disenado para ser instalada en vertical, a cubierto, protegida de las inclemencias atmosfericas, en un local ventilado y situada sobre un suelo nivelado y adecuado a las cargas descritas.
Este diseno se realiza para ser dividido en tres bloques de aproximadamente 2,3 m de altura cada uno (en todo caso inferiores a 2,4 metros que es la altura maxima de los contenedores) y manejable con carretilla electrica en su montaje e instalacion. Asi se garantiza un adecuado transporte y operatividad, ademas de conseguir en el proceso seguridades y trazabilidad, con objeto de que el personal que trabaje en la planta no pueda incurrir en errores y facilitando el seguimiento de la secuencia de fabricacion segun se ha proyectado, e implantando los medios necesarios de vigilancia y control desde la sede central.
El modulo de sacos grandes (400) comprende los siguientes elementos:
( a ) Una estructura (401) capaz de ser introducida en un contenedor de 20” sin deformaciones, protegiendo y dando soporte a las distintas maquinas y equipos auxiliares para la realizacion de los distintos procesos.
( b ) Recepcion del producto mezclado en tolva (402) y dosificacion del envasado.
( c ) Valvula dosificadora (403) instalada posterior a la tolva (402) de producto ya mezclado.
( d ) Detector metales en linea (404) con rechazo.
( e ) Modulo de ensacado (405) para ensacado por lotes, con etiquetado y control de peso (406).
Los parametros de produccion a alcanzar son 1 Tm/h en 4 o 5 lotes por saco. Los tiempos en las distintas fases son maximo de 12 minutos, por lo que se seguira manteniendo como maximo dicho ciclo para asegurar la capacidad indicada. Para la union y certificacion total con planta existente de mezclas los tiempos seran, en este ejemplo no limitativo (logicamente podrfan variar en funcion de la instalacion deseada):
- Pesado, se realizara de una manera independiente.
- Carga.
o Subida de sacos: 1 min.
o Llenado: 10 min.
o Conexion/desconexion: 1 min.
o Total: 12 minutos.
- Mezclado:
o Conexion maquina: 1 min.
o Mezclado: 10 min.
o Desconexion: 1 min.
o Total: 12 minutos
- Elevar producto desde mezcla a la tolva (402) alimentadora que cumple con ciclos que permitan la finalidad de asegurar 1000 kgs/h
- Ensacado:
o Conectado en continuo con fase anterior debera envasar pasando por rotativa y detector metales cada lote de 200 kgs aproximadamente hasta sumar de 4-5 lotes dependiendo de las densidades, o Esta operacion debe contemplar en 1 hora:
o Cinco cambios de contenedor (por cada lote)
o Envasado de estos cinco lotes en un saco pasando por rotativa y detector de metales. Por cada saco hay una comprobacion de peso, etiquetado y retirada de saco, colocando uno vacfo para empezar nuevo ciclo de envasado (60 minutos por ciclo de 1000 kgs por cinco lotes.
En general, todos los servicios generales de la instalacion estaran conectados con los de la planta de la figura 1.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1 - Una planta modular, movil de mezcla y envasado para productos pulverulentos o granulares que comprende una estructura portante (1) de dimensiones adecuadas para su introduccion en un contenedor mantimo estandar y que aloja en su interior un modulo de recepcion y pesado manual (2), un modulo de carga de material (3), un modulo de mezclado (4) y un modulo de envasado (5) caracterizada porque comprende, al menos un modulo de inyeccion de lfquidos (300) que es insertable o conectable con un PLC de control de la planta modular; y en donde el modulo de inyeccion de lfquidos (300) esta configurado para dosificar en un tanque mezclador (41) del modulo de mezclado (4) cantidades lfquidas de cualquier viscosidad mediante una bomba (318) con su caudal controlado mediante una pluralidad de celulas de carga (320).
  2. 2. - La planta de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el modulo de inyeccion de lfquidos (300) comprende un deposito de agitacion (305) que es cilmdrico con fondo tronco-conico y doble camara preparada para meter aceite termico que distribuye el calor de resistencias (306) termicas.
  3. 3. - La planta de acuerdo con la reivindicacion 2, en donde el deposito (305) tiene un portico higienico donde se apoya un rascador de ancora (326) con rascadores (327) que son hechos de plastico blanco alimentario y que resisten temperaturas de servicio de 60°C y picos de hasta 100°C.
  4. 4. - La planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-3, en donde el deposito de lfquidos (305) comprende una salida al producto con una valvula de fondo (317) sanitaria; y en donde unas aperturas superiores tendran sensores de seguridad (323) en al menos una tapa (307) inclinada en la parte superior; y en donde cada uno de los apoyos del deposito de agitacion (305) comprende una celula de carga (320) que permite la lectura del peso del producto.
  5. 5. - La planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el modulo de inyeccion de lfquidos (300) comprende un sistema de calentamiento que cumple la funcion de mantener el producto a la temperatura deseada si es necesario, mediante una doble camara alrededor del deposito de agitacion (305) en el que circulara un aceite termico y estaran instaladas unas resistencias (306) termicas; y en donde el exterior del deposito de agitacion (305) esta calorifugado.
  6. 6. - La planta de acuerdo con la reivindicacion 5, en donde para cargar el aceite termico, el equipo cuenta con un deposito que tambien hace las veces de un vaso de expansion, de tal forma que el aceite entra en una doble camara del deposito de agitacion (305) donde se calienta por medio de las resistencias termicas (306); y en donde la salida del aceite se encuentra en la parte inferior, donde hay una bomba de engranajes (315) que realiza la recirculacion continua del aceite termico mientras que esta caliente por el circuito de aceite (313).
  7. 7. - La planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la temperatura del producto dentro del deposito (305) y la temperatura del aceite termico estan controladas por sondas de temperatura (324).
  8. 8. - La planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la dosificacion se realiza mediante una bomba (318) de tal forma que su entrada esta conectada a una valvula de fondo (317) del deposito de agitacion (305); y en donde la entrada de la bomba (318) siempre esta por debajo de la salida de la valvula de fondo (317).
  9. 9. - La planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde comprende un modulo de sacos grandes (400) que es insertable y conectable con un PLC de control de la planta modular y comprende a su vez: (a) una estructura (401) capaz de ser introducida en un contenedor de 20” sin deformaciones, protegiendo y dando soporte a las distintas maquinas y equipos auxiliares para la realizacion de los distintos procesos; (b) recepcion del producto mezclado en tolva (402) y dosificacion del envasado; (c) una valvula dosificadora (403) instalada posterior a la tolva (402) para dosificacion de producto ya mezclado; (d) un detector metales en lfnea (404) con medios de rechazo; y (e) un modulo de ensacado (405) para de ensacado por lotes, con etiquetado y control de peso (406).
  10. 10. - La planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde comprende un modulo de dosificacion automatica que es insertable y conectable con un PLC de control de la planta modular
  11. 11. Un metodo de mezcla y envasado para productos pulverulentos o granulares en una planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 y que comprende las etapas de recepcion y pesado manual, de carga de material, de mezclado y de envasado y que se caracteriza porque dichas etapas son controladas por un PLC conectado en remoto con un servidor central que proporciona la mezcla del producto final y las instrucciones y ordenes de configuracion y que ademas comprende, al menos una etapa adicional seleccionada entre: dosificacion automatica, inyeccion de lfquidos y ensacado; donde dichos modulos adicionales son insertables y conectables con un PLC de control de la planta modular.
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