Marco Teórico.
HISTORIA DEL SOPLADO.
El proceso de soplado en materiales termoplásticos comenzó a principios de la década de los 40. Siendo el Poliestireno el primer material que se usó en el desarrollo de las primeras máquinas de soplado, y el Polietileno de baja densidad, el que se empleó en la primera aplicación comercial de gran volumen. La introducción del Polietileno de alta densidad y la disponibilidad comercial de las máquinas de soplado, condujo en los años 60 a un gran crecimiento industrial.
Actualmente es el tercer método más empleado en el procesado de plásticos. Durante muchos años se empleó casi exclusivamente para la producción de botellas y botes, sin embargo las últimas tecnologías implementadas en el proceso permiten la producción de piezas de geometría relativamente compleja e irregular, espesor de pared variable, dobles capas, materiales con alta resistencia química.
Los diferentes procesos de soplado, tienen en común la producción de un precursor o preforma, su colocación en un molde hembra cerrado, y la acción de soplarlo con aire para expandir el plástico fundido contra la superficie del molde, creando así el producto final.
Procesos.
En general, los procesos de moldeo por soplado consisten en obtener una preforma; que es un elemento en forma de tubo de ensayo, se fija dentro de un molde de soplado, a una temperatura inyectar aire en su interior para que se adapte a las paredes del molde, y así al enfriar y obtener una consistencia óptima se pueda retirar el producto al abrir el molde.
Ventajas.
· Permite la variación del espesor de pared
· Presiones de procesamiento bajas (0,2-1,0 MPa)
· Bajas tensiones residuales
· Buena resistencia al impacto y medio ambiente
· Costo de producción favorable
Sopladora.
El proceso de soplado está diseñado para su uso en la fabricación de productos de plástico hueco; siendo una de sus características principales la capacidad de producir formas huecas sin la necesidad de tener que unir dos o más partes moldeadas separadamente. Esta clase de envases es empleada para producir bebidas altamente carbonatadas o la retención de líquidos.
En general, hay cuatro tipos principales de moldeo por soplado:
Extrusión Soplado (EBM)
Inyección Soplado (IBM)
Inyección Estirado Soplado (ISBM)
Soplado, llenado y sellado (BFS por sus siglas en inglés “Blow, FIll and Seal”)
Entre sus características están:
Cristalinidad (transparencia y brillo)
Conserva el sabor y el aroma de los alimentos.)
Muy buena barrera al CO2, aceptable al O2 y la humedad
Alta resistencia al desgaste.
Resistencia química.
Buenas propiedades térmicas.
Ligero.
Totalmente reciclable.
Esta clase de envases deben ser impermeables al CO2, soportar presión del interior sin romperse ni deformarse y poseer muy buena transparencia. Además, este envase no debe dilatarse en largos periodos de almacenamiento, perder la forma, el sabor del líquido que contiene, ni el contenido en CO2.
Materia Prima
PET: Es un tipo de materia plástica derivada del petróleo. Su denominación técnica es Polietileno Tereftalato o Politereftalato de etileno.
Sus datos técnicos:
Valor límite de la viscosidad medido en ácido dicloro-acético a 25°C 1,07
Punto de fusión °C 252/260 aproximadamente
Acetaldehído Ppm < 1
Contenido en grupos carboxílicos Mval/ kg 20
Densidad aparente [g/cm3] aprox. 0,85
Tabla Nº x Valores de permeabilidad de PET
Oxígeno 23ºC, 100% RF 2
Nitrógeno 23ºC,100% RF 9
Permeabilidad al vapor de agua 0,9
Dióxido de carbono 5,1
Las pre-formas
Las preformas son utilizadas para realizar las botellas, es la primera fase de cada botella después de la materia prima, las preformas a usar para los diferentes formatos varían según su peso:
Procesos de soplado.
Un ejemplo de moldeo de preformas por soplado es:
Primero antes de realizar el soplado para la producción de botellas en grandes cantidades, hay que hacer un muestreo aleatorio de cada paquete de preformas, en estas muestras se busca garantizar que ninguna presente alguna falla, como por ejemplo la rebaba en la preforma, decoloración, burbujas, incrustaciones o que tenga partes con mayor espesor al estándar de la preforma
Proceso general para producción de soplado de preformas.
1) Recepción de preformas, en esta etapa entra el chequeo de las muestras seleccionadas de los paquetes de preformas
2) Primera atemperación, pasan por una zona con control de temperaturas en el cual cambia la temperatura ambiente en la preforma durante un tiempo establecido por el proveedor.
3) Pre-soplado y soplado luego de salir de la anterior etapa, son sujetas por algún tipo de pinzas mecánicas que las transportan a una máquina de soplado sosteniéndose por las boquillas, en el cual pasan por otra zona de control de temperatura y salen de este con una temperatura aproximadamente de 110C, luego de esto, las preformas moldeadas por la máquina sopladoras, estas obtienen su forma gracias a unos moldes que rodean la preforma antes de ser inflada a una gran presión, luego estos moldes se retiran y las botellas son depositadas en la banda para que sigan su camino
4) Luego se el resultado de la preforma ya moldeadas a botellas, se les retira el exceso.
SENSORES CAPACITIVOS:
El sensor tiene un papel importante dentro de todo proceso industrial, por lo que no es posible que cuando se trata de operaciones de fabricación en maquinaria industrial no se implementen estas unidades. Además, hoy más que nunca es necesario dar seguimiento, monitorear y estar en constante comunicación.
Aspectos generales de los sensores capacitivos.
Estos sensores se usan para detectar plásticos, así como otros tipos de aislantes, por lo tanto, las dimensiones de los sensores deberán ser proporcional al tamaño del objetivo, así como el material que esté entre ellos.
Clasificación de sensores capacitivos.
Existen dos tipos de sensores capacitivos.
Conductivos: Se considera objetivos como metal, agua, sangre, ácidos, bases y agua salada, esto es así ya que estos poseen una cantidad alta de capacitancia.
No Conductora: Entonces lo que sucede es que esta funciona como un elemento aislante para el electrodo de los sensores, lo cual determinará la distancia de detección.
Moldes: Los moldes son la base para poder manipular la preforma y moldearlo a la forma que queremos, los moldes son piezas adecuadas a uno de los diferentes procesos para el soplado de botellas, en estas la preforma calentada se expande por medio de aire, luego se expande y se acomoda a la forma pre hecha del molde.
Compresor para soplado de botellas PET
Un compresor de aire es un equipo que crea y mueve aire presurizado. El aire a presión proporciona una gran fuerza, que se puede utilizar para alimentar muchos tipos diferentes de herramientas, aplicaciones e industrias.
Uno de los tipos de compresores de aire más comunes son los libres de aceite y aquellos lubricados con aceite. Cada uno tiene algunas ventajas según el uso que se le vaya a dar. Ambos tipos de compresores de aire juegan un papel muy importante en la industria.
Compresores de aire libres de aceite: estos compresores no utilizan ningún lubricante en la cámara de compresión.
Compresores de aire lubricados con aceite: estos dispositivos utilizan aceite para lubricar la cámara de compresión de aire, lubricar las piezas y sellar el aire.
Las preformas después de ser calentadas, se soplan por medio de aire comprimido, expandiéndose y acomodándose al molde que las rodea, este compresor puede ser intercambio por una válvula de agua o algún líquido que hace la misma función de expandir las preformas en el molde y así mismo guardar un líquido estéril dentro.
Pistones neumáticos
Cilindro neumático o pistón neumático es un dispositivo mecánico que produce una fuerza y desplazamiento mediante el aire comprimido. Transforman la energía potencial del aire comprimido en energía cinética.
En una sopladora tiene parte fundamental en la mayoría de la producción como al momento de trasladar las preformas antes, durante y después de su tratamiento, así como también el acomodar los moldes para las preformas.
OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE
En la realización del proyecto desde el pensamiento de la idea hasta la puesta en marcha, se han tenido presentes dos ODS fundamentales ya que no podemos realizar una maquina innovadora y funcional sin tener presente algún objetivo de desarrollo sostenible que son parte de las bases de la expo-técnica.
¿Cuáles son estos ODS?
El primero a tomar en cuenta es el ODS numero 9 "Industria, Innovación e Infraestructura". Este es el principal como tal ya que el proyecto busca realizar una maquina innovadora capaz de reducir gastos, y espacio en la producción de líquidos envasados teniendo en cuenta que solo se realiza el proceso de soplado dejando abierto la incorporación de un proceso de llenado, teniendo en cuenta esto se propone un modelo eficiente y rápido de producción, como innovando en el mismo rubro, todo esto pensado para una microempresa que busca la proyección y desarrollo de su propia marca o bien agilizar la producción de la misma.
El segundo ODS es el numero 8 "Trabajo decente y crecimiento económico". Este ODS es tomado para la búsqueda de producción de empleos y el crecimiento de microempresas, todo esto basado en que la maquina es capaz de aumentar la producción de una microempresa dándole eficiencia y máxima productividad, aumentando así exponencialmente la capacidad con la que esta produce sus productos envasados ayudando así a un crecimiento económico tanto para la empresa como para sus trabajadores. También podemos observar el apartado de trabajo decente ya que la maquina necesita a sus operarios capacitados para utilizarla, lo que abre la venta para mas trabajo, viendo así como control de calidad y manejo de la maquina.
Conclusión
Como grupo hemos llegado a la conclusión de la importancia que tiene los procesos implementados en nuestro proyecto en la industria, como podemos generar nuevas ideas de optimización, formas de seguridad industrial, así como muchas otras ventajas que ofrecemos con nuestro proceso de elaboración de botellas por medio de soplado y sus diferentes mecanismos que la conforman. Llegando a nuestro fin de ayudar a las personas que puedan buscar formas de producción y progresar en su vida cotidiana.