ANÁLISIS Y OPTIMIZACION DE LOTE PARA FABRICACIÓN DE VIDRIO
Referencia cruzada con solicitudes relacionadas La presente solicitud reclama el beneficio de prioridad de la solicitud de patente estadounidense número 10/988,019, presentada el 12 de noviembre de 2004, cuya descripción se incorpora aquí en su totalidad, mediante referencia. Campo de la invención La presente invención se refiere al campo de la producción de vidrio. Más particularmente, la presente invención se refiere a un sistema y a un método para determinar la composición del cullet de vidrio de colores mixtos y para optimizar la calidad de las formulaciones de lotes de vidrio. Antecedentes de la invención El reciclaje rentable de materiales, tales como el vidrio, se ha convertido en un tema importante, debido a las afectaciones al medio ambiente y la escasez de recursos. La preocupación respecto de estos temas ha propiciado que se involucren los gobiernos, incluyendo el establecimiento de lineamientos gubernamentales, como por ejemplo, "depósito por botella retornable". Debido a los requerimientos ambientales, los consumidores norteamericanos actualmente están reciclando en una proporción mayor que antes. El aumento en el reciclaje de materiales reduce la cantidad de materiales, tales como vidrio, plásticos, papel, etc., que entra en los
rellenos sanitarios u otros puntos de deposición de desechos. Adicionalmente, el reciclaje reduce significativamente la necesidad de que los fabricantes utilicen materiales "vírgenes", y por lo tanto se conservan los recursos ambientales. Además, el uso de reciclables en vez de materias primas vírgenes con frecuencia reduce los requerimientos de energía, elimina pasos del proceso y reduce las corrientes de desecho, incluyendo las emisiones al aire durante la manufactura del producto. Por ejemplo, el vidrio reciclado requiere de menos energía y emite menos contaminantes durante el proceso de manufactura del vidrio en comparación con el proceso realizado con materias primas vírgenes. Muchos estados han establecido requerimientos para los fabricantes de vidrio que exigen que las botellas de vidrio nuevas contengan un porcentaje mínimo de vidrio reciclado. Por ejemplo, en Oregon, se exige a los fabricantes de envases de vidrio que estos contengan al menos 35% de cullet obtenido de forma posterior al consumo; dicho cullet está formado por pedazos de vidrio rotos. California tiene leyes aun más agresivas, las cuales han exigido a los fabricantes de vidrio aumentar el uso del contenido de material reciclado hasta 65% para el año 2005. Sin embargo, existen problemas asociados con el cumplimiento de estos mandatos gubernamentales. Los costos prohibitivos de la clasificación hacen difícil para los proveedores el procesar una cantidad adecuada de vidrio reciclado de un solo color. Con frecuencia, el vidrio que llega a una instalación de recuperación de
material (MRF) y/o instalación de procesamiento de vidrio, es decir, un sitio donde se limpia y prepara cullet para enviarse a los fabricantes de vidrio, está roto, contaminado con otros materiales y es de colores mixtos. Anteriormente dicho material no se podía usar para la manufactura de vidrio y se le utilizaba en aplicaciones de bajo valor, o simplemente se le colocaba en un relleno sanitario. Actualmente, sin embargo, los requerimientos de los reglamentos y otros problemas están obligando a los fabricantes de vidrio a aumentar la cantidad de cullet de colores mixtos utilizado en sus hornos, lo cual, a su vez, ha establecido la necesidad de usar cullet mixto en la fabricación de vidrio. Generalmente existen menos problemas al reciclar fuentes limpias de cullet de vidrio que son de la misma composición que los productos que se están fabricando. Sin embargo, dado que la mayoría del cullet proviene de los desechos de los consumidores, el principal problema es qué tan bien separadas se encuentran las diferentes corrientes de desecho de vidrio,. y el consecuente nivel de contaminación. Los materiales extraños, tales como cerámicas (como la alfarería y la porcelana proveniente de restaurantes y/o bares); piedras, grava y/o sucio (producto de un mal almacenamiento del cullet); metales ferrosos (proveniente de corcholatas y otro material de desperdicio); metales no ferrosos (laminillas de plomo provenientes de botellas de vinos o tapas de botellas de aluminio); y materiales orgánicos (etiquetas y residuos excesivos de alimentos) pueden volver no utilizable a un lote de cullet.
En el proceso de fabricación de vidrio, los metales no ferrosos pueden aumentar las emisiones, o pueden asentarse como una capa en la base del horno para vidrio. Las cerámicas pueden no incorporarse a la fundición, y aunque la mayoría de los materiales orgánicos se quemarán en la mayoría de los hornos, crean un olor desagradable y pueden presentar un problema en la maquinaria de trituración utilizada para producir el cullet. Por lo tanto, la cantidad de cullet y los niveles de contaminación son las preocupaciones principales. Sería beneficioso desarrollar un proceso para reutilizar el vidrio de colores mixtos, en donde el cullet de colores mixtos sea utilizado como el cullet separado por colores, para fabricar nuevos y útiles productos de vidrio. Los fabricantes de vidrio están preocupados en especial por la calidad del vidrio suministrado, proveniente de fuentes post-consumidor. Ahora que es posible que las formulaciones de vidrio contengan cullet mezclado (es decir, vidrio de colores mixtos, típicamente verde, ámbar y cristal de plomo), el cullet mezclado o vidrio de un solo color recibido por los fabricantes de vidrio debería cumplir consistentemente las especificaciones dadas por los proveedores. Los fabricantes de vidrio se apoyan en estas especificaciones, las cuales especifican las composiciones del vidrio y los niveles de impurezas, para desarrollar una receta o formulación de lote de vidrio para fabricar botellas. Generalmente, la operación de fabricación de vidrio es un proceso de lote continuo donde el cullet se funde y
subsiguientemente se disuelve con otras materias primas necesarias para lograr la composición final de vidrio requerida. La adición de cullet de colores afecta, entre otras variables de procesamiento, la tasa de transferencia de calor, y por lo tanto la velocidad a la cual se funde el vidrio. Por lo tanto, cada lote puede requerir de una formulación diferente de materias primas para lograr la composición de vidrio final deseada, y una calidad de producto final consistente. Desafortunadamente, las especificaciones suministradas pueden no ser precisas, y los fabricantes de vidrio con frecuencia tienen que calcular empíricamente las formulaciones del lote. Por ejemplo, el cullet color ámbar "puro" de un procesador puede contener cinco o diez por ciento de otros colores, y las especificaciones de impureza de contaminación cerámica u orgánica pueden ser aproximaciones vagas. Cualquier discrepancia entre las especificaciones indicadas y la composición real del vidrio suministrado da como resultado un vidrio que no es de color uniforme en comparación con otros vidrios manufacturados a partir de lotes diferentes. Esta práctica fue tolerada por la industria del vidrio mientras los niveles de uso de cullet fueron bajos. A medida que los niveles de . uso de cullet aumentan, hay una necesidad de reducir o eliminar la variabilidad, incluyendo tanto variabilidad dentro del lote como variabilidad de lote en lote, para asegurarse de q ue el color del vidrio fabricado a partir de las formulaciones sea uniforme. Por esto, un análisis en tiempo real de la composición de cul let de colores mixtos al introducirlo en el proceso de manufactura de vidrio sería beneficioso para asegurar
la uniformidad de las botellas de vidrio fabricadas de esta manera. Un método para utilizar cullet de colores mixtos para la fabricación de vidrio se describe en la patente estadounidense número 5,718,737, titulada "Método para reciclar cullet de colores mixtos en vidrio color ámbar, verde o cristal de plomo". La patente '737, incorporada aquí medíante referencia, describe cómo el vidrio de cullet de colores mixtos se recicla en vidrio color ámbar mediante la regulación de las cantidades de aditivos de hierro, carbono, azufre y compuestos de azufre en la mezcla, para impartir el tono rojizo-café deseado. Si bien la patente '737 proporciona un método adecuado para utilizar cullet de colores mixtos para la fabricación de vidrio, no aborda la variabilidad dentro de las formulaciones de lote como un resultado de las variaciones del suministro de cullet. De igual manera, la patente '737 tampoco proporciona un análisis en tiempo real de la composición de cullet mezclado al momento en que este es introducido en el proceso de fabricación de vidrio, con la finalidad de asegurar la uniformidad del producto final. La patente estadounidense número 6,230,521 , titulada "Método para reciclar lotes de cullet de colores mixtos en vidrio color ámbar, verde o cristal de plomo con propiedades seleccionadas", incorporada aquí mediante referencia, describe un método automatizado para reciclar cullet de vidrio de colores mixtos en productos de vidrio nuevos. Un proceso controlado por computadora identifica la materia prima de vidrio virgen, las propiedades meta deseadas del vidrio, la composición de un lote de cullet de colores
mixtos y la cantidad de cullet que se utilizará en el vidrio fundido. El proceso controlado por computadora determina automáticamente las cantidades apropiadas de materias primas a añadir al lote de cullet de colores mixtos de modo tal que el vidrio reciclado que se produce tiene los óxidos de coloración, los agentes redox y los óxidos estructurales de vidrio deseados en la proporción adecuada. Si bien que la patente '521 proporciona un método adecuado para reciclar cullet de colores mixtos en productos nuevos de vidrio, no proporciona una forma para retirar impurezas del cullet dentro del proceso de fabricación de vidrio antes de introducirlo dentro del lote de vidrio. Un método para identificar la composición de cullet se proporciona en la solicitud de patente estadounidense número (expediente número GMG-0061 ), titulada "Método para analizar cullet de colores mixtos para facilitar su uso en la fabricación de vidrio", incorporada aquí mediante referencia. El cullet mixto es procesado y limpiado por entidades, como pueden ser las plantas de reciclaje de materiales (MRF) y/o procesadoras, antes de ser enviado a un fabricante de vidrio. Sin embargo, el suministro de cullet de colores mixtos aun contiene con frecuencia contaminantes residuales, como pueden ser las cerámicas y otras impurezas, las cuales han escapado al proceso de limpieza. La composici 'no de color del cullet mixto depende de las fuentes municipales y variará con el tiempo y puede o no estar reflejada en las especificaciones del proveedor cuando se envía el vidrio al fabricante de vidrio. Estas impurezas dentro del cullet de colores
mixtos son una seria preocupación para los fabricantes de vidrio y contribuyen al color y cantidad inconsistentes del vidrio fabricado, si no se realizan ajustes a la formulación del lote. Existe una necesidad en la técnica de un método para reducir las variaciones en composición dentro de las formulaciones de lote de vidrio. Con el fin de optimizar aun más la calidad del cullet y del lote de vidrio, existe también la necesidad en la técnica de un método y aparato para eliminar más las impurezas del cullet dentro del proceso de fabricación de vidrio inmediatamente antes de que el cullet sea introducido dentro del lote de vidrio fundido. Breve descripción de la invención Ciertos aspectos de la presente invención proporcionan un método para determinar los constituyentes e impurezas en el cullet de colores mixtos para facilitar su uso en la fabricación de vidrio. Más específicamente, el método de la presente invención determina los constituyentes e impurezas en el cullet, tal como en el cullet de tres colores mixtos, pero sin limtarse a él. Sin embargo, el cullet de colores mixtos, de igual manera, puede incluir cullet de dos, cuatro o cinco colores mixtos, dentro de los cuales no existe un color que sea predominante en un 90% o más. Ciertas modalidades preferidas de la presente invención describen un sistema y un método para el análisis de la composición de partículas constituyentes de cullet utilizando diversas técnicas de análisis que facilitan el ajuste en tiempo real de una formulación de lote de vidrio para compensar cualquier discrepancia entre la composición de cullet de colores
mixtos medida y las especificaciones proporcionadas por un proveedor de cullet mixto. Como se usa aquí, se entiende tiempo real comprende el tiempo de operación y de respuesta del proceso de manufactura de lote de vidrio. Por lo tanto, los aspectos de la presente invención contemplan esas situaciones de operación y tiempo de respuesta no instantáneos, así como aquellas situaciones donde existe una diferencial de tiempo entre el tiempo de operación y el tiempo de respuesta del proceso. Más aun, las técnicas de análisis pueden determinar directamente la composición, por ejemplo, utilizando rayos x o infrarrojos, o espectroscopia Raman, o puede determinar la composición de manera predictiva mediante comparación de características físicas, tales como opacidad/transmisión óptica, tamaño, razón de aspecto, forma, textura, etc, pero sin limitarse a ellas. Por esta razón, las técnicas de análisis pueden incluir el uso de un sistema óptico de formación de imágenes. El sistema y el método de las modalidades preferidas de la presente ¡nvención permiten un ajuste en tiempo real de la formulación del lote, lo cual permite a los fabricantes de vidrio fabricar consistentemente vidrio de color y calidad uniformes. Más aun, el sistema y el método de la presente invención permiten una limpieza final del cullet mixto para mejorar aun más la calidad del cullet y del producto final. Una modalidad de la invención preferida actualmente utiliza un dispositivo de visualización óptica que está conectado a un controlador de lote (por ejemplo, un controlador computacional) para
proporcionar un análisis de visualización óptica en tiempo real del cullet mixto suministrado. El controlador de lotes compara la composición mezclada del suministro de cullet mixto con un umbral de tolerancia deseado, y realiza los ajustes necesarios en tiempo real a la formulación del lote para asegurar que el producto final sea de color y calidad consistentes y uniformes. La tolerancia del umbral pueden ser las especificaciones del cullet proporcionadas por el proveedor. Alternativamente, el umbral de tolerancia puede ser una especificación preestablecida o definida por el usuario. El sistema y método de fabricación de vidrio también permiten una limpieza final del suministro de cullet mixto mediante propulsores de aire para eliminar cualquier contaminante residual, mejorando así la calidad del suministro de cullet mixto. Ciertas modalidades preferidas de la presente invención describen un método para crear productos de vidrio reciclado que incluye los pasos de proporcionar un suministro de cullet de vidrio, determinar los constituyentes del cullet de vidrio antes de suministrar el cullet a una mezcladora, comparar la composición de los constituyentes del cullet de vidrio con un umbral de tolerancia deseado, y desviar selectivamente ya sea constituyentes de cullet o constituyentes de impurezas en el vidrio, que no satisfacen el umbral. Entonces se mezcla el cullet de vidrio con materias primas para crear una formulación de vidrio, y productos de vidrio reciclado, como pueden ser las botellas de vidrio, se hacen entonces a partir de la formulación. Por lo tanto, ciertas modalidades preferidas de la
presente ¡nvención reducen el tiempo y gasto destinados a separar previamente y a remezclar el cullet durante la fabricación del vidrio.
Otro aspecto de la presente invención proporciona un sistema de procesamiento de cullet de vidrio que tiene una transportadora adecuada para transportar el cullet de vidrio, un alimentador para alimentar un suministro de cullet de vidrio a la transportadora, y un analizador capaz de determinar la composición o color del cullet de vidrio, o ambos, a medida que el cullet pasa por el analizador sobre la transportadora. Más aun, un dispositivo de desviación desvía selectivamente a aquellos constituyentes que no cumplen con análisis de umbral con la finalidad de traer el cullet de vidrio transportado en cumplimiento con un umbral de tolerancia para una composición de vidrio deseada. Entonces una mezcladora mezcla el cullet de vidrio con materias primas para crear una formulación de vidrio de la composición de vidrio deseada. Breve descripción de los dibujos La Figura 1 ilustra un sistema de manufactura de vidrio para fabricar vidrio utilizando cullet mixto, de acuerdo con la invención. La Figura 2 ilustra elementos dentro del alimentador de materias primas que son utilizados para realizar el análisis y optimización del lote, de acuerdo con la invención. La Figura 3 ilustra un diagrama de flujo de un método de visualización y limpieza de cullet mixto, de acuerdo con la ¡nvención, para asegurar la uniformidad y optimización de la calidad del cullet para la fabricación de vidrio.
Descripción detallada de las modalidades ilustrativas El método para reciclar cullet mixto con las características beneficiosas antes mencionadas de acuerdo con la modalidad de la invención preferida actualmente se describirá más adelante, con referencia a las figuras 1 a 3. Como apreciará un experto en la materia, la descripción que se proporciona aquí con respecto a esas figuras es para propósitos de ejemplo solamente, y no se pretende de ninguna manera limitar el alcance de la invención. Una modalidad preferida de la presente ¡nvención incluye un sistema y un método para el análisis de la composición de partículas de cullet de vidrio, utilizando técnicas de vísualización óptica que facilitan un ajuste en tiempo real de la formulación del lote de vidrio para compensar cualquier discrepancia entre la composición de cullet mixto medida y las especificaciones proporcionadas por un proveedor de cullet mixto. Más aun, el sistema y método de la presente invención permite un ajuste en tiempo real de la formulación de lote, lo cual permite a los fabricantes de vidrio fabricar consistentemente vidrio de color y calidad uniformes. El sistema y método de la presente invención también permiten una limpieza final del cullet mixto para mejorar aun más la calidad del cullet. El sistema y método de la presente invención proporciona un proceso controlado por computadora que identifica las materias primas vírgenes de vidrio, la composición/constituyentes de un lote de cullet de vidrio de colores mixtos, la composición meta de vidrio
deseada y la cantidad de cullet que se utilizará en la fundición de vidrio, y la computadora determina la cantidad apropiada de materias primas que se añadirá al lote de cullet mixto de modo tal que el vidrio reciclado se produce teniendo la composición final deseada. Entonces se usa el vidrio reciclado para hacer productos de vidrio, tales como botellas de cerveza. La Figura 1 ilustra un sistema de fabricación de vidrio (100) para fabricar vidrio utilizando cullet mixto de acuerdo con la invención. El sistema de fabricación de vidrio (100) incluye un alimentador de materias primas (1 10), una etapa de mezclado (1 12), una etapa de fundición (114), una etapa de formación de botella (1 16), una etapa de enfriamiento/templado (1 18), una etapa de inspección (120), y un controlador de lote (122) que controla al alimentador de materias primas (1 10) y la etapa de mezclado (1 12). El alimentador de materia prima (110) es representativo de cualquier dispositivo para manejar, alimentar y analizar las materias primas, de acuerdo con la invención y además descrito con mayor detalle en la referencia a las Figuras 2 y 3. La materia prima contenida dentro del alimentador de materia prima (110) incluye una colección de materias primas típicas para fabricar vidrio, tales como arena, sosa, carbonato de sodio, piedra caliza y sieníta nefelina. De acuerdo con ciertos aspectos de la invención, las materias primas contenidas dentro del alimentador de materia prima (110) además incluye algún porcentaje de cullet de colores mixtos, como puede ser el cullet de tres colores mixtos, que contiene vidrio color cristal de
plomo, ámbar y verde. La etapa de mezclado (1 12) es representativa de las mezcladoras mecánicas bien conocidas, utilizadas en la fabricación de vidrio para el mezclado físico de las materias primas provenientes del alimentador de materia prima (1 10). También se añaden en esta etapa modificadores menores de color, como por ejemplo, los colorantes y decolorantes, como se describe en la patente estadounidense número 6,230,521 , titulada "Método para reciclar lotes de cullet de colores mixtos en vidrio color ámbar, verde o color cristal de plomo con propiedades seleccionadas". La etapa de fundición (1 14) es representativa un aparato fundidor u horno bien conocido para calentar y así fundir las materias primas después de que se mezclan en la etapa de mezclado (1 12). En la etapa de fundición (1 14), las materias primas se combinan una con otra, primero en estado sólido, y después en una mezcla sólida-líquida, y luego en un estado completamente líquido. Entonces se homogeniza el líquido resultante debido a las muy altas temperaturas que típicamente se encuentran entre 1400° C y 1 600° C. La etapa de formación de botella (1 16) es la etapa dentro del sistema de fabricación de vidrio (100) en la cual el producto final se forma a partir del líquido viscoso proveniente de la etapa de fundición (1 14), mediante un proceso conocido de soplado de vidrio, el cual es un proceso para formar artículos de vidrio huecos a partir de vidrio fundido mediante una "máquina de sección individual (máquina IS)", la cual incorpora los elementos necesarios de
presionado y/o soplado en un proceso de dos etapas con moldes apropiados, dando así una forma deseada, como puede ser la forma de una botella. La etapa de enfriamiento/templado (1 18) es la etapa dentro del sistema de fabricación de vidrio (100) en la cual el producto final, como puede ser una botella, es enfriado y templado lentamente, lo cual es el proceso bien conocido de recalentar el vidrio a una temperatura donde las fibras se retiran rápidamente del vidrio mediante relajación viscosa, y luego se dejan enfriar a una velocidad lenta y uniforme, evitando así que se desarrollen fibras permanentes dentro del vidrio. La etapa de inspección (120) es la etapa dentro del sistema de fabricación de vidrio (100) en la cual el producto final es inspeccionado para determinar si cumple con las especificaciones esperadas de calidad y color. Por ejemplo, una operación de inspección determina la integridad mecánica del producto final. En el caso de botellas, el producto final se inspecciona para detectar burbujas y cuarteaduras. Esto es un evento de inspección de botella en botella. Una segunda operación determina si se cumple con la especificación de color, utilizando un espectrómetro para medir el porcentaje de transmisión del vidrio de cada longitud de onda individual a través del espectro visible, es decir, aproximadamente de 400 a 700 nm de longitud de onda. El perfil de esta medida define el color del vidrio, el cual entonces se compara contra una especificación de color esperada. Dado que el color es algo que
cambia lentamente debido a cambios graduales en un lote, esta no es una inspección de botella en botella; en lugar de ello, la inspección de color es más bien una inspección periódica, en intervalos más largos, de horas a días, dependiendo de la variabilidad del lote. El controlador de lote (122) es cualquier computadora convencional, como puede ser una computadora personal, computadora portátil o computadora en red, la cual está cargada con un software utilizado para almacenar y manejar la formulación de vidrio y los parámetros de mezcla del sistema de fabricación de vidrio (100), controlando así la alimentación de materia prima proveniente del alimentador de materia prima (110) a la etapa de mezclado (1 12). El controlador de lote (122) puede ser una computadora única, desde la cual se imprimen los parámetros de formulación del lote, y se ingresan manualmente al equipo de pesaje y mezclado de lote de la planta, o puede estar integrada electrónicamente con el equipo de pesaje y mezclado de lote de la planta. En instalaciones de fabricación de vidrio altamente integradas, todas las funciones pueden estar integradas dentro del sistema global en red computacional de control de la planta de vidrio.
El funcionamiento del sistema de fabricación de vidrio (100) de la figura 1 se describe en general como sigue. El controlador de lote
(122) determina la formulación general del vidrio, utilizando materia prima típica para fabricar el vidrio, en base a las especificaciones de producto final, como en el caso de las especificaciones de color. De
acuerdo con la invención , el sistema de fabricación de vidrio (1 00) lleva a cabo un análisis y optimización de lote, que se realiza dentro del alimentador de materia prima (1 10), con la finalidad de analizar el cullet de colores mixtos dentro del suministro de materia prima, para determinar la conformidad con las especificaciones enumeradas en una especificación de formulación de lote, u "hoja de especificaciones", proporcionada al fabricante de vidrio por el proveedor de cullet mixto. El análisis y optimización del lote se describen con mayor detalle en referencia a las Figuras 2 y 3. Subsiguientemente, bajo el control del controlador de lote
(122), la cantidad específica de cada materia prima de acuerdo con la formulación del lote es alimentada a una razón predeterminada a partir del alimentador de materia prima (1 1 0) y hacia dentro de la etapa de mezclado (1 12). Entonces la etapa de mezclado (1 12) mezcla físicamente las materias primas a medida que se suministran desde el alimentador de materia prima (1 10) durante un periodo de tiempo predeterminado, suministrando las materias primas mezcladas a la etapa de fundición (1 14). Una vez que se han terminado de mezclar, las materias primas mezcladas son alimentadas desde la etapa de mezclado (1 12) a la etapa de fundición (1 14), en la cual las materias primas se calientan a entre 1400 y 1600° C y se combinan una con otra, primero en un estado sólido, luego en una mezcla sólido-líquido, luego en una fase completamente líquida. La materia prima fundida pasa entonces de la etapa de
fundición (1 14) a la etapa de formación de botella (1 16), en la cual el producto final se forma a partir del líquido viscoso, mediante el bien conocido proceso de soplado o presionado-sopiado de vidrio, el cual es un proceso para formar artículos de vidrio huecos a partir de vidrio fundido, mediante una "máquina de sección individual (máquina IS)". Una vez que se han formado las botellas, estas pasan de la etapa de formación de botella (116) a la etapa de enfriamiento/templado (1 18), en la cual a las botellas color ámbar se les permite enfriarse a una razón lenta y uniforme, eliminando así la tensión dentro del vidrio. La etapa de inspección (120) es la etapa dentro del sistema de fabricación de vidrio (100) en la cual el producto final es inspeccionado para determinar si cumple con las especificaciones de calidad y color esperadas. Una vez que el proceso de inspección dentro de la etapa de inspección (120) ha sido completado, las botellas que pasan la inspección, típicamente entre el 88 y el 94%, se empacan en bultos y se envían al usuario final. Por otro lado, aquellas botellas que no pasan la inspección, típicamente entre el 6 y el 12%, son trituradas, formando así cullet, y se regresan al alimentador de materia prima (1 10). La Figura 2 ilustra otros elementos dentro del alimentador de materias primas (1 10) para llevar a cabo el análisis y optimización de lote, de acuerdo con la invención. Este análisis y optimización de lote se lleva a cabo con la finalidad de analizar el cullet mixto para determinar la conformidad con las especificaciones enumeradas en
una especificación de formulación de lote, o en una hoja de especificaciones proporcionada al fabricante de vidrio por el proveedor de cullet mixto. Como se ilustra en la Figura 2, el alimentador de materia prima (1 10) además incluye un contenedor de cullet (210) el cual contiene un suministro de cullet mixto (220), un alimentador (230), un dispositivo de visualízación óptica (240), un propulsor de aire (250), y un suministro de materias primas (260). También en la Figura 2 se muestra el controlador de lote (122), el cual se encuentra conectado eléctricamente al dispositivo de visualización óptica (240) y/o al propulsor de aire (250) del alimentador de materia prima (1 10), mediante un enlace de red convencional, como puede ser un enlace de red interna. Más aun, la Figura 2 muestra una salida del alimentador (230) que alimenta a la etapa de mezclado (112) del sistema de fabricación de vidrio (100) mediante la transportadora (270). De forma similar, una salida de suministro de materia prima (260) alimenta la etapa de mezclado (1 12) del sistema de fabricación de vidrio (100). El contenedor de cullet (210) es un silo o contenedor de almacenamiento de tamaño industrial utilizado para almacenar el suministro de cullet mixto (220). El suministro de cullet mixto (220) puede tener cualquier número de constituyentes coloreados, incluyendo pero no limitándose a vidrio color cristal de plomo, ámbar y verde. Una distribución ejemplar de colores de cullet de tres colores mixtos es de aproximadamente 55% color cristal de plomo (transparente), 30% ámbar y 15% verde. El suministro de cullet
mixto (220) puede estar compuesto de piezas rotas mezcladas de vidrio limpiado y procesado por una planta de recuperación de materiales (MRF) o procesadora de cullet, y proporcionado a un sistema de fabricación de vidrio (100). El alimentador (220) es un mecanismo de alimentación convencional, como puede ser un alimentador vibrador electrónico, el cual alimenta el suministro de cullet mixto (220) sobre un mecanismo de transporte, como puede ser una banda transportadora (270), la cual transporta el suministro de cullet mixto (220) a través del alimentador de materia prima (1 10). El dispositivo de visualización óptica (240) es un dispositivo de visualización óptica estándar, tal como un Compact Module, de Binder and Co (Gleisdorf, Austria), utilizado para visualizar y analizar la composición de los fragmentos de vidrio. El propulsor de aire (250) es un propulsor de aire industrial estándar, el cual separa los contaminantes del suministro de cullet mixto (220) mediante el soplado de corrientes separadas de aire y el cual está incorporado en numerosos sistemas disponibles, como puede ser el sistema Binder mencionado arriba. El controlador de lote (122) procesa la información obtenida mediante el dispositivo de visualización óptica (240) y compara la información con datos suministrados por una hoja de especificaciones del proveedor. Si la información obtenida a través del análisis del suministro de cullet mixto (220) utilizando el dispositivo de visualización óptica (240) no concuerda con la información suministrada en ia hoja de especificaciones, el controlador (122) hace ajustes a la formulación del lote para
asegurar que el producto final sea de color y calidad consistentes y uniformes. El suministro de materias primas (260) ¡ncluye un grupo de materias primas típicas para fabricar vidrio, tales como arena, carbonato de sodio, piedra caliza y sienita nefelina; otros aditivos, tales como modificadores colorantes menores; agentes oxidantes, como pueden ser los nitratos o sulfatos; y agentes reductores, tales como carbón. Las materias primas del suministro de materia prima (260) típicamente tienen la consistencia de la arena de playa. El suministro de materia prima (260) y el suministro de cullet mixto (220) son ambos alimentados en la etapa de mezclado (1 12), dentro de la cual estos ingredientes se combinan. En la operación, el suministro de cullet mixto (220) se alimenta desde el contenedor de cullet (210) hacia el alimentador (230). Subsiguientemente, el suministro de cullet mixto (220) sale por el alimentador (230) y es transportado a la etapa de mezclado (1 12) mediante la transportadora (270), la cual es representativa de un sistema de banda transportadora estándar o cualquier otro medio convencional de transporte. En un ejemplo de disposición, el suministro de cullet mixto (220) cae subsiguientemente de una sección de la transportadora (270), a través de algún espacio libre, y sobre una segunda sección de transportadora (270). A medida que el suministro de cullet (220) cae a través de este espacio libre, el dispositivo de visualización óptica (240), que está ubicado en proximidad cercana al suministro de cullet mixto (220) que está
cayendo, lleva a cabo un análisis de imagen de cada partícula de cullet mixto. El dispositivo de visualización óptica (240), que está conectado al controlador de lote (122), transmite los datos de visualización al controlador de lote (122), el cual analiza los datos de imagen contra la información de la hoja de especificaciones proporcionada por un proveedor y almacenada ahí. Al hacer esto, el controlador de lote (122) proporciona al fabricante de vidrio datos acerca de la composición del suministro de cullet mixto (220). En tiempo real, el controlador de lote (122) compara para detectar discrepancias entre los datos de imagen del dispositivo de visualización óptica (240) y un umbral de tolerancia deseado. Particularmente, el umbral de tolerancia puede incluir, pero no limitarse a ellos, un número permisible de porcentajes de impurezas cerámicas, un porcentaje permisible de "otros colores" en un suministro de cullet de un solo color (puro), o un número permisible de porcentajes de impurezas orgánicas. Por esta razón, el umbral de tolerancia puede ser la especificación proporcionada por el proveedor de cullet. Alternativamente, el umbral de tolerancia puede ser una especificación preestablecida o definida por el usuario. Subsiguientemente, el controlador de lote (122) hace ajustes en tiempo real a la formulación del lote en la etapa de mezclado (1 12), como puede ser, por ejemplo, añadiendo más óxido de cobre a la formulación del lote para compensar en caso de que existan altos niveles de cullet verde en el lote de vidrio ámbar. Al mismo tiempo, el controlador de lote (1 12), mediante los datos del dispositivo de
imagen (240), determina si existen contaminantes, tales como partículas de cerámica, aun presentes dentro del suministro de cullet mixto (220). En este caso, el controlador de lote (122) activa el propulsor de aire (250), el cual también está colocado muy cercano al suministro de cullet mixto que cae (220), retirando así mediante la fuerza del aire cualquier contaminante que quede en la corriente de suministro de cullet mixto (220), y proporcionando de esta forma un evento de limpieza final del suministro de cullet mixto (220). Al alcanzar el final de la transportadora (270), el suministro de cullet mixto (220) finalmente cae en la etapa de mezclado (1 12), donde se combina con materias primas del suministro de materias primas (260), el cual simultáneamente alimenta a la etapa de mezclado (1 12) del sistema de fabricación de vidrio (100). La Figura 3 ilustra un diagrama de flujo que muestra la visualización y limpieza de cullet mixto, de acuerdo con la invención, para asegurar la uniformidad y optimización de la calidad del cullet para la fabricación de vidrio. El método (300) incluye los siguientes pasos: Paso (310) - alimentar cullet a la transportadora (270). En este paso, el suministro de cullet mixto (220) proviene del contenedor de cullet (210) y se deposita sobre la transportadora (270) mediante el alimentador (230). Paso (320) - Llevar a cabo la visualización óptica del cullet. En este paso, la visualización óptica del suministro de cullet mixto (220) realizada por el dispositivo de visualización óptica (240) ocurre
mientras el cullet es transportado a lo largo de la transportadora (270) para la etapa de mezclado (112). En un arreglo ejemplar, el suministro de cullet mixto (220) cae de una sección de la transportadora (270), a través de un espacio libre, y sobre una segunda sección del transportador (270). A medida que el suministro de cullet mixto (220) está cayendo a través de este espacio libre, el dispositivo de visualización óptica (240), que está ubicado cercano al suministro de cullet mixto (220) que está cayendo, lleva a cabo un análisis de imagen de cada partícula del cullet mixto. El dispositivo de visualización óptica (240), el cual está conectado al controlador de lote (122), transmite entonces los datos de visualización al controlador de lote (122). El dispositivo de visualización óptica (240) puede ser cualquier cantidad de dispositivos capaces de un análisis de composición. Por lo tanto, el alcance del dispositivo de visualización óptica (240) abarca a los dispositivos capaces de determinar directamente la composición, por ejemplo utilizando rayos X, rayos infrarrojos o espectrometría de Raman, o determinando la composición de manera predictiva mediante comparación de características físicas, tales como las de opacidad/transmisión óptica, color, tamaño, forma, textura, razón de aspecto, etc., pero sin limitarse a ellas. Como un ejemplo de análisis llevado a cabo por dicho sistema, una serie de imágenes codificadas paramétricamente son almacenadas en la memoria de la computadora del dispositivo de visualización óptica (240) y los parámetros de cada partícula de vidrio son comparados electrónicamente con estas imágenes y
parámetros de referencia. Si una partícula sujeto de material en la corriente de materia prima se apega paramétricamente a las imágenes conocidas de partículas de vidrio aceptables en la memoria, dentro de rangos de umbral estadísticos, la partícula es aceptada. Si esta cae paramétricamente fuera del rango de umbral, es considerada una impureza y es rechazada de la corriente en el paso (330). Más aun, cuando se integra para muchos lotes (por ejemplo, aproximadamente 200 lotes en un día típico), los datos de visualización pueden proporcionar una excelente predicción o caracterización estimada de la calidad de la calidad y/o composición de proveedores de cullet en particular. Esta caracterización puede utilizarse entonces como una medida total de control de calidad para seleccionar (o reseleccionar) los proveedores de cullet. Alternativamente, la caracterización podría ser utilizada por el proveedor de cullet como una medida de control de calidad para así autodeterminar la calidad de su propio cullet, o como una comparación con el cullet de otros proveedores. Paso (330) - Retirar los contaminantes del cullet. En esta « paso, el cual ocurre actualmente dentro del paso (320), el controlador de lote (122), utilizando los datos de imagen obtenidos por el dispositivo de visualización óptica (240), determina si existen contaminantes, como pueden ser partículas de cerámica, aun presentes dentro del suministro de cullet mixto (220). De ser así, el controlador de lote (122) activa el propulsor de aire (250), el cual también se encuentra localizado muy cercano al suministro de cullet
mixto (220) que cae, retirando así, por la fuerza del aire, cualquier contaminante que quede en la corriente de suministro de cullet mixto (220), proporcionando de esta forma un evento final de limpieza del suministro de cullet mixto (220). Paso (340) - Se hace la determinación de si el lote de cullet es consistente con la hoja de especificaciones del proveedor. En este paso, se determina si la composición del suministro de cullet mixto (220) es consistente con el umbral de tolerancia deseado, en este ejemplo, proporcionado en la forma de la hoja de especificaciones del proveedor. Más específicamente, en una operación en tiempo real, el controlador de lote (1 12) compara la composición medida del suministro de cullet mixto (220), como lo determina el dispositivo de visualización óptica (240), contra la información de la hoja de especificaciones proporcionada por el proveedor, y además identifica cualquier discrepancia entre ambas. Si la composición se compara favorablemente (sí), el método avanza al paso (360). Si la composición no se compara favorablemente (no), el método avanza ai paso (350). Paso (350) - Determinar una formulación de lote de vidrio: en este paso, el controlador de lote (122) determina en tiempo real qué formulación final de lote de vidrio se requiere para generar un producto final que tenga ciertas características deseadas. Por esto, las cantidades de materias primas del suministro de materia prima (260) se añaden de forma adecuada. Más aun, el controlador de lote (122) puede determinar qué ajustes son necesarios para una
formulación de lote de vidrio predeterminada para compensar las discrepancias entre la composición medida del suministro de lote de vidrio (220) y una composición esperada. Las cantidades de todos los ingredientes, incluyendo tanto el suministro de cullet mixto (220), como las materias primas provenientes del suministro de materias primas (260) se ajustan adecuadamente. Un ejemplo de ajuste en tiempo real es añadir más óxido de cobre a la formulación del lote, si se encuentran niveles de vidrio verde más altos de los esperados, o añadir mayores cantidades de óxido de hierro y agentes reductores químicos, tales como carbón, si se encuentran niveles de vidrio color cristal de plomo mayores a los esperados. Más aun, en ciertos casos, el vidrio con color subido de tono o inesperado, como por ejemplo, de color azul-violeta oscuro, puede ser rechazado de la corriente como una impureza. Como otro ejemplo, y como se describe en la patente estadounidense número 6,230,521 , un proceso controlado por computadora puede determinar automáticamente las cantidades adecuadas de materias primas que se deben añadir al lote de cullet de colores mixtos, de modo que el vidrio reciclado sea producido con los óxidos de coloración, agentes de reducción y óxidos estructurales del vidrio en la proporción adecuada. Paso (360) - Enviar los ingredientes del lote a la etapa de mezclado. En este paso, el suministro de cullet mixto (220) y las materias primas del suministro de materia prima (260), son alimentados simultáneamente a la etapa de mezclado (1 12) del
sistema de fabricación de vidrio (100) en cantidades específicas, como se calculó o ajustó en el paso (350). Todos los ingredientes fueron mezclados subsiguientemente dentro de la etapa de mezclado (1 12) para crear físicamente la formulación de lote de vidrio como se determina, o como se ajusta, en el paso (350). Paso (370) - Completar el proceso de fabricación de vidrio. En este paso, las materias primas mezcladas son alimentadas desde la etapa de mezclado (1 12) hasta la etapa de fundición (1 14), en la cual las materias primas combinadas una con otra, primero en un estado sólido, luego en una mezcla sólida-líquida, luego en un estado totalmente líquido típicamente a una temperatura entre 1400 y 1600° C. Subsiguientemente las materias primas fundidas son alimentadas a la etapa de formación de botella (116), en la cual se forma el producto final a partir del líquido viscoso, mediante el bien conocido proceso de soplado de vidrio. Subsiguientemente, el producto de vidrio pasa hacia la etapa de enfriamiento/templado (1 18), en la cual se permite al producto de vidrio enfriarse a una velocidad lenta y uniforme, eliminando así la tensión dentro del vidrio. Finalmente, el producto de vidrio pasa a la etapa de inspección (120) para una inspección de calidad final. El alcance de la invención también incluye un dispositivo de almacenamiento de programa que es legible mediante un procesador durante el proceso de creación de productos de vidrio reciclados de un color particular a partir de cullet de vidrio de colores mixtos, que tiene al menos dos colores diferentes. De acuerdo con la invención,
el programa de instrucciones provoca que el procesador acepte como entradas una designación de materias primas de vidrio virgen, una designación del color particular de los productos de vidrio reciclados, una designación de propiedades de transmisión deseadas de los productos de vidrio reciclados del color particular, una designación de cuánto del cullet de colores mixtos, en porcentaje por peso, ha de fundirse como una fracción de un vidrio reciclado terminado, a partir del cual han de ser creados los productos de vidrio reciclados, y ocasiona que el procesador determine continuamente, a partir de la determinación en tiempo real de los constituyentes del cullet, las cantidades de materias primas vírgenes, niveles de agentes de coloración de vidrio, y parámetros de indicadores clave de vidrio del color en particular, con las propiedades de transmisión especificadas, y una composición del vidrio reciclado terminado. El programa de instrucciones ocasiona además que el procesador produzca como salida, ya sea en pantalla o mediante una impresora, una indicación de la composición para usarse en el proceso de crear productos de vidrio reciclado de un color en particular a partir de cullet de vidrio de colores mixtos, dicha composición incluye los porcentajes por peso de las materias primas, del cullet de colores mixtos, los parámetros de indicadores clave de vidrio y los niveles de agente colorante del vidrio. En resumen, ciertas modalidades preferidas de la presente invención incluyen un sistema y un método de fabricación de vidrio que utiliza un dispositivo de visualización óptica (240), que está
enlazado al controlador de lote (122) para proporcionar un análisis de visualización óptica del suministro de cullet de colores mixtos (220). El controlador de lote (122) compara la composición medida del suministro de cullet mixto (220) con un umbral de tolerancia deseado, y realiza cualquier ajuste necesario en tiempo real a la formulación del lote para asegurarse de que el producto final es de color y calidad consistentes y uniformes. Más aun, el sistema de fabricación de vidrio (100) y el método (300) permiten una limpieza final del suministro de cullet de colores mixtos (220) para eliminar cualquier contaminante residual, mejorando así la calidad del suministro de cullet mixto (220). La invención ha sido descrita en conexión con las variaciones y ejemplos antes mencionados. Otras variaciones serán evidentes para las personas expertas en la técnica. No se pretende que la invención se vea limitada a las variaciones y ejemplos mencionados específicamente, y de acuerdo con esto, se debe hacer referencia a las reivindicaciones adjuntas para reconocer el espíritu y alcance de la invención en la cual se reclaman derechos exclusivos.