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LINEA SEMI-AUTOMATICA PARA SOPLADO DE ENVASES PET
2
MANUAL DE OPERACIÓN
LINEA DE SOPLADO SEMI-AUTOMATICA MG-880
3
INTRODUCCION
El proceso de soplado de envases PET, presenta en la actualidad un enorme crecimiento a nivel mundial en el área de producción de envases para aguas, bebidas como jugos y gaseosas, aceite, productos de aseo, etc. Esto gracias a los cambios culturales globales y a las características propias del PET, tales como: Buena resistencia mecánica, alta transparencia y baja permeabilidad, entre otras, esta última de vital importancia para los productos gasificados.
El presente manual tiene como objetivo fundamental ser una guía simple y útil para la operación correcta, segura y eficiente de las líneas de soplado
ME G A -M&M -M& M
DES ING ING AND DEVE LO LOPM PMENT ENT S .A.S , equipadas con sopladoras semi-automáticas MG 880.
La información aquí consignada se acompaña ilustraciones y tablas, que la hacen más clara y de fácil manejo. Este manual incluye un capítulo dedicado a la solución de los problemas más comunes que pueden presentarse en el proceso de soplado de envases PET, el cual es una herramienta eficaz para operadores y personal de mantenimiento.
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RECOMENDACIONES
Lea y entienda la información consignada en este manual y demás manuales anexos, que pudiera entregar
M&M M& M DE S IG N AND A ND D E V E L OP ME NT S .A .S .
La puesta en marcha y operación de la línea de soplado debe hacerse
únicamente por personal calificado.
Es fundamental cumplir con los requerimientos propios de los equipos en cuanto a suministro eléctrico, agua de refrigeración, aire de alta presión y aire de baja presión.
Los equipos deben nivelarse correctamente e instalarse sobre una superficie capaz de soportar las condiciones propias de trabajo de los equipos, (peso y vibración).
El espacio alrededor de los equipos debe permitir el óptimo y cómodo desarrollo de las actividades de operación y mantenimiento.
Los equipos auxiliares como chiller, secador y compresor de alta presión, deben disponerse de forma tal que cuenten con una suficiente y adecuada circulación de aire, a fin de favorecer la refrigeración de los mismos y la captación de aire fresco para su correcto funcionamiento.
La sopladora y el horno, deben estar protegidos de corrientes de aire que puedan afectar la estabilidad de su microclima interno o enfriar las preformas, cuando las
condiciones ambientales cambien, es recomendable instalar estos equipos en un recinto con ambiente controlado (aire acondicionado).
Los suministros de los equipos y del proceso tales como: Energía Eléctrica, Aire comprimido, (Baja y Alta Presión), agua de refrigeración y Preforma, deben ser de óptima calidad.
El suministro de los fluidos debe ser constante, con los caudales, presiones y temperaturas adecuados para suplir los requerimientos requerimiento s de los equipos
y del
proceso.
El personal a cargo de los equipos y del proceso, debe estar adecuadamente entrenado en las labores, operativas y de mantenimiento de los equipos, igualmente es importante su dominio en los conceptos básicos de productividad y eficiencia, pues son ellos quienes en gran medida, determinan la velocidad, ajuste y eficiencia de la línea de soplado.
Recuerde que todo equipo requiere de mantenimiento y estas labores, aunque parezcan sencillas, son muy importantes, su no ejecución, o la ejecución parcial o inadecuada, pueden desencadenar daños severos en el equipo, la propiedad y el
y esto puede conllevar a la limitación o anulación de la garantía ofrecida personal y
M& M sobre los equipos por M&M
DE S IG N A ND D E V E L OP ME NT S .A .S .
Los equipos deben ser instalados, mantenidos y operados acorde a la normativa nacional vigente en cuanto a: instalaciones eléctricas, manejo de los diferentes fluidos requeridos por los equipos y la normativa vigente de seguridad industrial.
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CONSIDERASIONES SOBRE SEGURIDAD Antes de instalar el equipo y efectuar labores operativas o de mantenimiento, tenga en cuenta los siguientes aspectos:
a. El suministro eléctrico en cuanto a: Voltaje, número de fases, frecuencia, línea de puesta a tierra, capacidad de los circuitos y protección de los mismos, debe estar acorde con los requerimientos de cada uno de los equipos.
b. Las instalaciones eléctricas, en cuanto a materiales, forma de canalización, longitudes, etc. deben hacerse acorde a la normativa nacional vigente.
c. El suministro de fluidos como aire comprimido y agua de refrigeración, debe hacerse acorde a la normativa nacional vigente y satisfaciendo los requerimientos propios de las redes. ser los d. Los ductos y accesorios utilizados para el transporte de los fluidos deben ser adecuados para las presiones a manejar: las líneas de alta presión deben tener una capacidad nominal de trabajo como mínimo de 700 PSI o 50 Bar, las líneas de baja presión deben tener una capacidad nominal de trabajo como mínimo de 200 PSI o 14 Bar.
e. La zona o local donde se instalarán los equipos, debe permitir la libre y cómoda circulación del personal para las labores operativas y de mantenimiento, adicionalmente debe permitir el libre acceso a las rutas de evacuación.
f. Las válvulas de alimentación de fluidos, al igual que los sistemas de paro de emergencia e interruptores principales de los equipos y redes, deben ser de fácil acceso y encontrarse debidamente señalizados.
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g. El personal operativo y de mantenimiento debe estar debidamente entrenado en aspectos de seguridad industrial y tener conocimiento de las energías peligrosas que se manejan en los diferentes equipos y en el proceso de soplado.
s upr upriman iman o al alteren teren el funcc io fun ionamiento namiento de los dis pos i tiv tivos os pro propi pios os de s eg ur urii dad de los equi equipos pos ,
h. Por ningún motivo deben hacerse intervenciones que
tampoco deben retirarse los avisos de precaución, o advertencia.
i. Antes de efectuar labores de mantenimiento en los equipos es necesario cortar la alimentación de electricidad, cortar la entrada de aire comprimido y drenar los tanques de los equipos.
conductores eléctricos, mangueras, etc. etc. Deben permanecer j. Elementos como conductores alejados de fuentes de calor como lámparas o salidas de aire caliente.
Nota: La no observación o desacatamiento de las normas de seguridad
lesiones graves para el pers onal onal y y daños para llos os equipos equi pos y las in inss ta tala laci ci ones , puede también listadas anteriormente, puede conllevar a
tener repercusiones en la garantía ofrecida sobre los equipos por parte de
M&M M& M DE S IG N A ND D E V E L OP ME NT S .A .S .
7
CONTENIDO
8
Pág INTRODUCCION
3
RECOMENDACIONES
4
CONSIDERASIONES SOBRE SEGURIDAD
6
CONTENIDO
8
Capítulo 1 - EQUIPOS AUXILIARES
11
1.1. Compresor de Alta Presión
12
1.1.1. Información General
12
1.1.2. Descripción y Funcionamiento del Equipo
13
1.1.2.1. Primera Etapa
13
1.1.2.2. Segunda Etapa
13
1.1.3. Sistema de Descompresión Automática
15
1.1.4. Sistema de Control
22
1.1.5. Lubricación
26
1.1.6. Guía de Mantenimiento
28
1.2. Chiller (Equipo opcional)
29
1.2.1. Información General
29
1.2.2. Descripción y Funcionamiento del Equipo
29
1.2.3. Guía de Mantenimiento
34
1.3. Secador de Aire de Alta Presión (Equipo opcional)
35
1.3.1. Información General
35
1.3.2. Descripción y Funcionamiento
36
1.3.2.1. ¿Por Qué Secar el Aire?
37
1.3.2.2. Funcionamiento del Equipo
38
Pág 1.3.3. Guía de Mantenimiento
41
Capítulo 2 - PET Y PREFORMAS PREFORMAS – GENERALIDADES
42
2.1. El PET
43
2.2. Las Preformas y sus Características
45
Capítulo 3 - SOPLADORA MG-880
48
3.1. Horno
49
3.1.1. Especificaciones Técnicas
49
3.1.2. Usos y Características
50
3.1.3. Sistemas y Componentes
51
3.1.3.1. Sistema Motriz.
51
3.1.3.2. Sistema de Calentamiento
53
3.1.3.3. Ajustes del Horno
56
3.1.3.4. Sistema de Refrigeración
60
3.1.3.5. Sistema de Extracción
62
3.2. Sopladora
64
3.2.1. Especificaciones Técnicas
65
3.2.2. Usos y Características
66
3.2.3. Sistemas y Componentes
67
3.2.3.1. Pantalla
67
3.2.3.2. Unidad de Cierre
70
3.2.3.2.1. Ajuste del Paralelismo de las Placas
72
3.2.3.2.2. Ajuste del Cierre
74
3.2.3.3. Sistema de Sellado y Estirado
76
3.2.3.3.1. Sistema de Sellado
77
3.2.3.3.2. Puntos de Sellado
78
3.2.3.3.3. Ajuste del Sistema de Sellado
79
3.2.3.3.4. Sistema de Estirado
80
9
Pág 3.2.3.4. Sistema de Soplado
81
3.2.3.4.1. Pre-soplo
81
3.2.3.4.2. Soplo
82
3.2.3.4.3. Proceso de Soplado
84
3.2.3.5. Sistema Neumático
85
3.2.3.6. Sistema Eléctrico y de Control
86
3.2.4. Lubricación
87
3.2.5. Guía de Mantenimiento
88
Capítulo 4 - AJUSTES Y PUESTA A PUNTO
90
4.1. Tiempos de Proceso
91
4.2. Ajuste del Pre-soplo
94
4.3. Montaje y Cambio de Molde
96
4.4. Ajuste de Parámetros
98
4.5. Lista de Chequeo
101
Capítulo 5 – CAZAFALLAS
103
10
11
Capítulo 1
EQUIPOS AUXILIARES
1.1.
Compresor de Alta Presión
12
1.1.1. Información General Es el equipo encargado de proporcionar el aire comprimido de alta presión a la sopladora para el proceso de soplado de envases PET, (Operaciones de Soplo y Pre-Soplo).
Ficha Fi cha Técnic Técnica a del del C ompresor ompresor A lta P resión res ión
Marca
HENGDA
Voltaje
220V.
Número de Fases
3.
Frecuencia
60Hz.
Potencia del Motor
11KW / 15HP
Velocidad del Motor
1740 RPM
Presión
3,0 MPa
Caudal
1,2 M³ / min
Velocidad Unidad Compresora
900 RPM
1.1.2. Descripción y Funcionamiento del Equipo
13
Este equipo es un compresor de pistón de alta presión multi-etapa, (constituido por dos etapas y tres cilindros), el cual es accionado mediante un motor eléctrico trifásico de 11 KW.
1.1.2.1.
P rime ri mera ra E tapa tapa
Conocida como etapa de baja presión, está constituida por dos cilindros, los cuales toman el aire del medio ambiente a presión atmosférica, para ello utiliza dos filtros de aire, (uno para cada cilindro), la función de estos filtros es impedir el ingreso al compresor, de partículas que pueden encontrarse suspendidas en el aire.
En esta etapa el aire es llevado de presión atmosférica, hasta aproximadamente 5,5 Bar, la salida de estos dos cilindros, es colectada en un tramo de tubería recubierto recubier to por aletas disipadoras, él cual se encuentra dispuesto en forma de espiral y es refrigerado por un caudal de aire impulsado mediante el ventilador acoplado al eje de
t-enfr i ador la unidad de compresión, este tramo de tubería es conocido como pos t-enfri de baja presión y busca retirar buena parte del calor ganado por el aire durante el proceso de compresión, antes de ser entregado a la segunda etapa del compresor.
1.1.2.2.
Segunda Etapa
Conocida como etapa de alta presión, la cual está constituida por un único cilindro, este recibe el aire proveniente de la etapa de baja presión, (5,5 Bar) y eleva su presión hasta 30 Bar,
la salida de aire de este cilindro, es entregada al
pos t-
enfriador de de alta presión, el cual permite disminuir la temperatura del aire antes de
entregarlo a la salida del compresor, esto último lo hace mediante la columna de drenaje y la válvula anti-retorno de salida del compresor (válvula check), la cual tiene como función impedir el retorno del aire del tanque y de la red hacia el compresor.
Es decir, que para alcanzar la presión de trabajo de 30 Bar, el compresor lo hace en
dos procesos de compresión consecutivos en el mismo equipo , equipo , este aspecto presenta una ventaja frente a otros sistemas, los cuales comprimen el aire en compresores de baja presión entre entre 6 y 7 Bar, y posteriormente lo alimentan a otro equipo llamado Booster, que lo eleva a 30 Bar, es decir, en dichos sistemas se utilizan 2 motores eléctricos y 2 conjuntos mecánicos para llevar a cabo el proceso de compresión, lo cual demanda un
consumo extra de energía eléctrica para
obtener el mismo resultado , pues en todo compresor, (independientemente de su tipo), se utiliza un porcentaje considerable de la energía eléctrica para simplemente poderlo mantener en funcionamiento, dicho porcentaje puede oscilar entre 25 y 50%.
Una forma de cuantificar el consumo de energía anteriormente descrito, es medir el porcentaje de corriente, (respecto a la corriente nominal del motor), utilizado por el motor cuando el compresor trabaja en vacío, (es decir si comprimir).
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Figura No 1. Compresor de alta presión.
1.1.3. Sistema de Descompresión Automática Automática El compresor
debe ponerse en marcha sin presión en su interior, pues el
esfuerzo que impone al motor y a los componentes mecánicos en general un
enorme, por esta razón, posterior a la parada y previo al reinicio el compresor, este debe de forma automática drenar el aire arranque con el equipo presurizado es
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comprimido que se encuentra en su interior , es decir haber presión únicamente después de la válvula check de la salida del compresor.
Figura No. 2. Columna de purga.
El sistema de descompresión automática, busca que el equipo se ponga en marcha con las
etapas de baja y alta a presión atmosférica, a fin de evitar elevados
esfuerzos en el motor y la unidad compresora, los elementos que intervienen en este sistema son los siguientes:
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a. Válvula de Drenaje Piloto: Esta válvula se encuentra montada en la cara interna de la tapa frontal del cárter, su función es establecer el paso de aire de la salida de la etapa de baja hacia la atmósfera y a través del cárter, (en el cual el aire es drenado a través de un ducto flexible), la aguja de la válvula es activada por un accionador centrífugo montado sobre el extremo del cigüeñal.
b. Accionador Centrífugo: Este dispositivo se encuentra montando en el extremo del cigüeñal de la unidad compresora, está constituido básicamente por dos pesas y un resorte. Con el equipo detenido, la aguja, acciona la válvula de drenaje piloto, a medida que el compresor aumenta su velocidad, (proceso de arranque) y por la fuerza centrífuga, (creada por la rotación del cigüeñal), hace que las pesas actúen, liberando progresivamente el resorte, el cual a su vez libera el mecanismo que actúa sobre la aguja de la válvula de drenaje piloto y de esta forma y por acción de la presión en la válvula válvula de drenaje piloto, (la cual va en aumento), recordemos recordemo s que esta presión es la de la salida de la etapa de baja), finalmente cierra el paso de aire.
c. Válvula de Presión Mínima: Esta válvula se encuentra conectada a la salida de la etapa de baja presión. Posee un resorte ajustable, el cual cierra la válvula al alcanzar la presión de ajuste, es decir, desde presión atmosférica hasta la presión de ajuste, esta válvula permite el escape del aire de la etapa de baja presión hacia la atmósfera y al superar la presión de ajuste, se cierra e impide el escape de aire a la atmósfera; el ajuste típico de esta válvula es de 1,5 a 2,5 bar.
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d. Válvula Drenadora Drenadora de Alta Presión: Esta válvula es la encargada de drenar a la atmósfera el aire de alta presión que se encuentra entre la descarga de la etapa de alta y la válvula check de la salida del compresor. Esta válvula funciona básicamente como un cilindro neumático, con la diferencia que en una de sus cámaras entra alta presión por un orificio muy pequeño, la cual actúa sobre un área reducida de la cara del embolo y en la otra cámara ingresa aire de baja presión, (procedente de la descarga de la primera etapa), este ingresa por un orificio de mayor tamaño y actúa sobre un área mayor de la otra cara del embolo de la válvula.
La válvula, mientras mantenga una presión superior a 3 bar en la cámara de baja presión, garantiza el sello del embolo sobre el orificio de entrada del lado de alta presión, pero al descender y desaparecer la presión en el lado de baja, la alta presión, desplaza el embolo hacia la cámara de baja y de esta forma comunica la entrada de alta presión de la válvula con el puerto de salida o drenaje de la válvula.
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Figura No. 3. Conjunto Accionador y Válvula Piloto.
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Ciclo Operativo: El siguiente es el ciclo operativo del sistema de compresor:
descompresión automática del
a. Cuando se encuentra detenido el compresor el siguiente es el estado de cada uno de los componentes de este sistema:
Válvula de drenaje piloto - abierta. abier ta.
Válvula de presión mínima - abierta. abi erta.
Válvula drenadora de alta presión - abierta.
b. Al ponerse en marcha el compresor y alcanzar aproximadamente el 85% de de su velocidad nominal, el mecanismo centrífugo, permite el cierre de la válvula de drenaje piloto, de esta forma, empieza a aumentar la presión a la salida de la primera etapa.
c. La presión de la etapa de baja continúa subiendo, al alcanzar un valor entre 2 y 3 Bar, la válvula de presión mínima se cierra y suspende el drenaje del aire comprimido de esta etapa hacia la atmósfera. d. En este momento, la presión en la cámara de baja presión de la válvula drenadora de alta, es capaz de desplazar el émbolo y de esta forma cortar el paso del aire de alta presión hacia la atmósfera. e. La presión de baja continúa subiendo, hasta llegar a su valor nominal, (aproximadamente 5,5 Bar).
f. La presión en la descarga del compresor aumenta paulatinamente, a medida que el caudal de aire entregado por el compresor es mayor al demandado por la red. g. Al momento de detenerse el equipo, (señal proveniente normalmente del presóstato), la velocidad del compresor disminuye rápidamente.
20
h. Cuando la velocidad es muy baja, alrededor del 30%, el accionador centrífugo actúa nuevamente sobre la válvula de drenaje piloto, esta se abre y comienza a drenar el aire presurizado a la salida de la etapa de baja, (pasando por el cárter), de esta forma la presión de la etapa de baja empieza a descender. i.
Cuando la presión a la salida de la etapa de baja es incapaz de mantener cerrada la válvula de presión mínima, ésta se abre y drena el residual de presión contenido en la etapa de baja.
j.
Al desaparecer desaparecer la presión de baja, el aire de alta
desplaza desplaza el embolo de la
válvula drenadora de alta presión y de esta forma conecta la descarga de la etapa de alta presión con la atmósfera. k. De esta forma el equipo está libre de presión y listo para un nuevo arranque, es importante tener en cuenta que este proceso no es instantáneo, normalmente tarda entre 10 y 30 segundos para completarse.
Nota: Es importante garantizar el óptimo funcionamiento del ciclo anteriormente
los esfuerzos soportados por el motor y la unidad compresora al arrancar sin cumplirse completamente el ciclo de dess comp de compres resión ión s on enormes enormes , por lo tanto, en gran parte, la vida útil del compresor y sus componentes dependen de la óptima operación de este s is tem ema a. El fabricante recomienda dar servicio a la válvula drenadora de alta cada me mess o ante antess s i las las condic condiciones iones lo requieren requieren . descrito,
pues
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1.1.4. Sistema de Control Control El arrancador del compresor es comandado por una señal eléctrica de 220 VAC, la cual es interrumpida por tres o cuatro interruptores, los cuales deben estar cerrados simultáneamente para poner en marcha el equipo, es decir, eléctricamente estos elementos se encuentran conectados en serie, estos interruptores son los siguientes:
a. Habilitación del compresor: Se hace mediante un selector de dos posiciones, este se encuentra ubicado en la puerta de la caja de control del equipo, para cerrarlo es necesario girarlo a la derecha.
b. Presión: Este interruptor es llamado presóstato, se encuentra montado en el tanque acumulador, mantiene su contacto cerrado cuando la presión en el tanque es inferior a la presión ajustada.
Notas:
Nunca instale
válvulas de corte de ningún tipo, (manual, eléctrica, etc.),
entre el compresor y el tanque, pues esto elevaría instantáneamente la presión del compresor y rompería los componentes de la unidad compresora.
Nunca instale
válvulas de corte de ningún tipo, (manual, eléctrica, etc.),
entre el tanque y el presóstato, pues esto anularía el control de presión y el equipo no se detendría al llegar a la presión máxima de trabajo, lo cual puede llegar a dañar la unidad compresora y el motor.
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c. Interruptor de Aceite: Se encuentra montado en el cárter del compresor (es un aditamento opcional), el cual mantiene su contacto cerrado mientras el nivel de lubricante sea el adecuado y se abre cuando este desciende a un punto crítico. Es importante mantener este nivel siempre en un punto óptimo, a fin de evitar paradas del equipo.
Nota: Equipos
mal nivelados o mal soportados, pueden hacer que se generen
falsas señales de parada o switcheos consecutivos, (debidos al movimiento del nivel de lubricante del carter), los cuales puede dañar el equipo, por arranques y paradas intermitentes.
d. Relé Térmico: Este dispositivo brinda protección al motor, mientras la corriente no supere por un tiempo determinado el valor ajustado en el relé, el contacto 95-96 de este se mantiene cerrado.
Nota: Este
dispositivo no brinda protección ante anomalías de otras variables
eléctricas como: frecuencia y voltaje, tampoco está diseñado para controlar o aislar el equipo en casos de picos de voltaje.
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Figura No. 4. Plano de control compresor de alta.
Nota: Para
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líneas con requerimientos de 3 o más compresores, se recomienda la
implementación de un sistema de control inteligente de compresores, Lo cual brinda grandes ventajas para los equipos y el proceso. Consultar esta opción
DES IGN AND DEVE LOPM LOPMENT ENT S.A.S.
con M&M
a lta presión. Figura No. 5. Presóstato de alta
Nota: Antes de poner en servicio el compresor, verifique el correcto sentido de giro del motor.
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1.1.5. Lubricación
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La operación de estos equipos es confiable y requieren poco mantenimiento, sin embargo,
s on muy ex exig ig entes en lubri lubricac cacii ón , pues a diferencia de otros
compresores, (inclusive también de pistón), las presiones que manejan son elevadas y las condiciones de servicio normalmente son severas, por esto es fundamental entender que
la lub lubriricación cación es un aspecto de vital importancia en el compresor ,
por ello se recomienda tener especial cuidado, a fin de garantizar los siguientes aspectos:
El tipo de lubricante que se use debe ser el adecuado , el único lubricante recomendado para este tipo de compresores es “All Season Select”.
La calidad y nivel del lubricante en el compresor deben ser los adecuados, a fin de garantizar unas condiciones de trabajo controladas.
Nota: El
Fabricante recomienda hacer el primer cambio de lubricante al
cumplir las primeras 50 horas de operación, los cambios posteriores deben realizarse cada 800 horas de operación o cada 90 días, lo que ocurra primero.
No cumpl c umplirir con los lineamient lineamientos os concernientes a la lubricación para compresores, dados en este aparte del manual de operación de líneas de soplado, causa la
anulación de la garantía el compresor.
ofrecida por M&M Design and Development S.A.S. sobre
El tiempo teórico establecido por el fabricante para el cambio de lubricante puede disminuir, dependiendo de las condiciones de operación y ambientales.
Figura No 6. Ficha Lubricante All Season Select.
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1.1.6. Guía de Mantenimiento Mantenimiento
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La siguiente es la guía básica de mantenimiento recomendada para los compresores de alta presión.
FRECUENCIA
ACTIVIDAD Purgar el tanque pulmón y filtros. (Esta actividad debe realizarse máximo cada 2 horas). Verificar la operatividad del compresor y sus componentes.
Diaria
Verificar la correcta operación del sistema de descompresión automática del compresor, (limpiar de inmediato). Verificar que no existan fugas de aire o lubricante, (corregir de inmediato) Revisar el lubricante, (cambiar o completar nivel). Efectuar limpieza externa del equipo.
Semanal Ajuste de tornillería tornillería del equipo equipo (base (base y guardas). guardas). Verificar la alineación y tensión de las correas y poleas.
Mensual
Mantenimiento del sistema de descompresión automática, (O antes si por las condiciones ambientales o de trabajo se llegara a requerir). Verificar la operatividad de las válvulas de seguridad.
Trimestral
Ajuste de las conexiones conexiones eléctricas. eléctricas. Cambio de lubricante Mantenimiento completo de la unidad compresora.
Semestral Cambio de los filtros de aire y filtros de alta presión. Las actividades de mantenimiento semestral deben ejecutarse personal técnico calificado.
UNICAMENTE por
1.2.
Chiller (Equipo opcional)
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1.2.1. Información General Este es el equipo encargado de enfriar y recircular el agua utilizada en los hornos para enfriar los cuellos, roscas y anillos de transferencia de las preformas y para refrigerar el molde en la sopladora.
Ficha Fi cha Técnica C hiller hiller Marca
MEGA
Modelo
HC – 05 ACI
Voltaje
220V.
Número de Fases
3
Frecuencia
60Hz.
Potencia
5 KW
Presión Bomba
30 PSI
Caudal Bomba
50 L / min
Refrigerante
R22
Temperatura Min Agua
10ºC
1.2.2. Descripción y Funcionamiento del Equipo El sistema de refrigeración del chiller funciona como un refrigerador estándar, cuyo objetivo es retirar calor a una determinada sustancia y luego cederlo al
ambiente, está constituido básicamente por un circuito cerrado para la recirculación
del refrigerante el cual es impulsado por un compresor hermético y gracias al
cambio cam bio de esta es tado do de líqui líquido do a ga g as eoso del refrig erant erante, e, abs abs orbe calor calor y luego lo cede al ambiente; finalmente retorna a estado líquido para iniciar nuevamente el ciclo.
En este caso la sustancia a
la cual se desea retirar calor es al agua de
refrigeración, este proceso se lleva a cabo en el tanque del chiller, el cual contiene en su interior un intercambiador intercambi ador de calor en forma de espiral, por el cual
circula
el gas refrigerante impulsado por el compresor hermético; el calor absorbido por el refrigerante es llevado y luego retirado en el intercambiador de condensación, (ubicado en la parte superior del equipo) esto gracias a la circulación forzada de aire a través de este intercambia intercambiador, dor, la cual es producida por un ventilador.
El agua se mantiene circulando entre el chiller y la sopladora gracias a una electrobomba, la cual se encuentra ubicada dentro del chiller.
U na temperatura temperatura baja y constante constante del agua de refrigeración refrigeración (8 a 14°C), es necesaria para obtener un buen desempeño en el proceso de soplado, la operación deficiente de este equipo puede provocar defectos tales como deformación de los envases y limitación de la velocidad de la sopladora.
El equipo está provisto de un sistema de recuperación de nivel de agua, el cual es capaz de reponer el agua perdida por fugas o efectos propios del trabajo, dicho sistema cuenta con un flotador mecánico a fin de efectuar dicho proceso de forma automática.
30
31
Para Tener en Cuenta:
Aislar las líneas de agua de enfriamiento y de agua retorno puede incrementar el rendimiento del chiller considerablemente.
El equipo debe ser instalado en una zona donde se facilite la entrega al ambiente del calor cedido en la unidad condensadora del equipo y se evite la recirculación del aire caliente desprendido de la unidad condensadora.
La bomba del equipo debe purgarse cada vez que el tanque se se vacié, a fin de evitar cavitación y garantizar la adecuada circulación del agua en la red de refrigeración.
Es recomendable utilizar aditivos que cuiden las partes metálicas del chiller, horno y moldes.
Nunca operar el equipo sin agua, esto puede causar daños en el equipo.
Figura No.7. Chiller.
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La siguiente figura muestra la implementación típica de la red de refrigeración en una línea de soplado para envases PET.
Figura No. 8. Circuito de Refrigeración
33
1.2.3. Guía de Mantenimiento
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A continuación continuación se describen describen las actividades actividades de mantenimiento mantenimiento previstas para el chiller. ACTIVIDAD
FRECUENCIA
Verificar el nivel de agua del tanque del equipo. Diaria
Semanal
Verificar la operatividad del equipo y el ajuste y lectura de temperatura. Garantizar que no haya fugas de agua o daño en los aislantes térmicos del equipo y líneas de refrigeración o retorno de agua. Limpieza externa del equipo. Revisar el ajuste de las conexiones eléctricas.
Trimestral
Lavar el tanque del chiller. Garantizar la carga optima de refrigerante del equipo. Soplar con aire comprimido el intercambiador de condensación.
Las actividades de mantenimiento trimestral, deben ser ejecutadas personal técnico califica
UNICAMENTE por
1.3.
Secador de Aire de Alta Presión (Equipo Opcional)
1.3.1. Información General Es el equipo encargado de retirar el remanente de agua contenida en forma de vapor, en el aire comprimido de alta presión que va hacia la sopladora para el proceso de soplado de envases PET, (Operaciones de Soplo y Pre-Soplo).
Ficha Fi cha Técnica Técnica S ecado ecadorr de A lta lta Pres ión
Marca
MEGA
Voltaje
220V.
Número de Fases
2
Frecuencia
60Hz.
Potencia
1KW
Presión
3,0 MPa
Caudal
2 M³ / min
Refrigerante
R22
Punto de Rocío
7 ºC
Temperatura Max Aire entrada
40ºC
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1.3.2. Descripción y Funcionamiento del Equipo Este equipo es un secador de aire para alta presión, de tipo refrigerativo, normalmente a este equipo no se le da toda la importancia que tiene dentro de la línea de soplado, las principales causas por las cueles esto suele ocurrir son:
a. Desconocimiento del principio de funcionamiento del equipo. b. Desconocimiento de las implicaciones que tiene a nivel de proceso la utilización de aire de alta presión por fuera de especificaciones, dentro estas implicaciones podemos mencionar: Contaminación de los envases y desgaste de componentes de los sistemas de pre-soplado y soplado.
Figura No. 9. Secador y filtros
36
1.3.2.1.
¿Por qué secar el aire?
El aire en la atmósfera contiene agua en forma de vapor,
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esta condición es
inevitable y se debe a su naturaleza higroscópica , que permite alojar moléculas de vapor de agua en los espacios existentes entre las moléculas de los gases que lo componen.
La cantidad de agua contenida en el aire, depende básicamente de las condiciones medio ambientales, tales como: clima, zona geográfica, altura sobre el nivel del mar, equipos existentes o procesos llevados a cabo en el área de instalación del
la cantidad de agua contenida en el aire comprimido no depende del tipo de compresor utilizado , sino de las condiciones compresor, entre otras. Por lo tanto
medio ambientales.
En zonas críticas como selvas o costas tropicales, este aspecto se vuelve
realmente
crítico, pues puede llegar a contener hasta unos 12 gramos de agua por cada metro cúbico de aire a presión atmosférica. Tener en cuenta que el caudal nominal de un compresor de alta presión es 1,2 metros cúbicos por minuto.
El secador en la línea de alta presión, en combinación con un programa adecuado de purgas y un sistema de filtración adecuado, permite garantizar un aire de óptima
el objetivo del secador es garantizar que el aire provisto para soplar los envases, sea de óptima calidad . calidad para los procesos de soplo y pre-soplo, por lo tanto,
Es necesario tener claro que el aire de soplado es el encargado de formar la pared interna de los envases y contaminantes como aceite y humedad pueden
impregnarse ,
g ener enerando ando olores res i dual duales es i naceptabl naceptables es , es especi pecial almente mente en envass es destinado enva destinadoss pa para ra productos de cons umo huma humano .
Importante: La combinación de aspectos como: utilización del lubricante inadecuado en el compresor, falta de secador, condiciones ambientales severas y saturación o inexistencia de filtros, pueden llevar a problemas críticos de contaminación por olor en los envases.
1.3.2.2.
Funcionamiento del Equipo
El sistema de refrigeración del secador funciona como un refrigerador estándar, cuyo objetivo es retirar calor a una determinada sustancia y luego cederlo al ambiente, está constituido básicamente por un
circuito cerrado para la circulación del
refrigerante que es impulsado por un compresor hermético y gracias al cambio de estado de líquido a gaseoso del refrigerante, absorbe calor y luego lo cede al ambiente y nuevamente retorna a estado líquido para iniciar el ciclo.
En este caso la sustancia a la cual se desea retirar calor es al aire comprimido, es
el objetivo del secador no es obtener aire frio, sino aprovecha provecharr un principio princi pio fís ic ico o que afect afecta a a los g as es, en el cual al dis minui minuirr la temperatura del aire y mantener su presión, el agua contenida en el aire en forma for ma de vapor, s e condens a y al encontrarse en estado líquido es posible retirarla. importante entender que
La figura ilustra lo que sucede al interior del secador, (no la disposición física del mismo), las flechas verdes indican el flujo de aire de entrada al secador, las flechas naranjas, indican la dirección de salida del aire.
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Figura No. 10. Flujo de aire dentro del secador
Ciclo Operativo: El siguiente es el ciclo operativo del secador de aire de alta presión.
a. El aire ingresa al secador, secador, proveniente del tanque pulmón, es deseable que esta temperatura no supere los 40ºC.
b. A medida que el aire avanza hacia el interior del secador, (flechas verdes) el sistema de refrigeración va retirándole calor, la figura ilustra en degrade de colores de rojo a azul la disminución de temperatura del aire.
c. Al llegar al extremo del intercambiador del secador, el aire alcanza su mínima temperatura, (idealmente 7ºC), esto depende de la temperatura de entrada del aire al equipo y del caudal de aire, (volumen de aire pasando por el equipo en un determinado tiempo). contenida en el aire se d. En este punto se espera que un alto porcentaje del agua contenida halla condensado para ser extraída por medio de la válvula de purga. Por lo demás, no representa ninguna utilidad que el aire esté frio, pues finalmente va a empezar a ganar temperatura del ambiente circundante al salir del secador.
39
e. El equipo se diseña para que este aire en su camino de salida, (flechas naranja), absorba parte del calor del aire que está ingresando al equipo, (intercambio indirecto), a fin de hacer más fácil para el sistema de refrigeración disminuir la temperatura del aire que recién ingresa al equipo.
f. Típicamente el aire de la salida del secador es unos 2ºC más frío que al ingreso del equipo.
g. Es importante tener en cuenta que el secador viene equipado con válvula de purga manual, puede cambiarse por una purga automática, (esto es adicional al estándar del equipo).
P ara Tener Tener en C uenta: uenta:
El desempeño del equipo está sujeto a la efectividad de las purgas del tanque pulmón, a las condiciones ambientales y a la demanda de la red.
El objetivo del equipo es retirar el remanente de agua contenido en el aire.
Drenar periódicamente el equipo es fundamental para garantizar que no se sature.
El objetivo del equipo es extraer el agua contenida en el aire, no entregar aire frío.
40
41
1.3.3. Guía de Mantenimiento Mantenimiento La siguiente es la guía básica de mantenimiento recomendada para el secador de aire Mega de alta presión.
FRECUENCIA
ACTIVIDAD Purgar el equipo. (Esta actividad debe realizarse máximo cada 2 horas).
Diaria
Verificar la operatividad del secador y sus componentes. Verificar que no existan fugas de aire, corregirlas de inmediato. Efectuar limpieza externa del equipo
Semanal Ajuste de tornillería tornillería del equipo equipo (base (base y guardas). guardas). Ajuste de las conexiones conexiones eléctricas eléctricas Trimestral
Soplar con caudal de are comprimido a baja presión la unidad condensadora del equipo. Revisión completa del sistema de refrigeración.
Semestral Verificar la carga de refrigerante.
Las actividades de mantenimiento semestral deben ejecutarse personal técnico calificado.
UNICAMENTE por
42
Capítulo 2
PET Y PREFORMAS GENERALIDADES
43
2.1. El PET El PET es un tipo de plástico derivado del petróleo, conocido como
Polietileno
Tereftalato, creado en 1941, inicialmente se utilizó para producir fibras textiles, como respuesta a la necesidad de algodón para la creciente demanda de prendas militares durante el período de guerra, luego hacia 1952, en el período de postguerra, se empezó a utilizar como materia prima para envases de alimentos, pero fue solo hasta 1976 que empezó a utilizarse en gran cantidad como materia prima para envases de bebidas carbonatadas, esto gracias a su baja permeabilidad permeabilida d y buena barrera barrera para el CO2. Algunas de las principales principales características características del PET son las siguientes:
Es un material altamente procesable por soplado, inyección y extrusión.
Es
Posee alta transparencia y brillo.
Tiene excelentes propiedades mecánicas, (resistencia (resistenci a a impacto).
Presenta buena barrera a los gases, (baja permeabilidad). permeabilidad ).
Es un material Bi-orientable-cristali Bi-orie ntable-cristalizable. zable.
Es totalmente reciclable.
Es un material liviano.
Presenta fácil adherencia de tintas para impresión.
apto para producir frascos, botellas, películas y láminas.
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P ara Tener Tener en C uenta: uenta:
La humedad del PET al ingresar al proceso de soplado debe ser muy baja.
Este material no es aconsejable para usar a la intemperie.
De acuerdo a las condiciones de soplado, existe un limitante en la temperatura máxima que pueden soportar los envases.
Posterior a su transformación, (soplado), los envases experimentan contracción, el porcentaje típico es 0,5%, está sujeto a las condiciones propias del proceso.
La Bi-orientación es el proceso mediante el cual se estira el material en dos direcciones, direcciones, (longitudinal (longitudinal y radial), esto est o se hace con co n el fin
de optimizar la
distribución del material y obtener un espesor más uniforme en los envases y así mejorar sus propiedades mecánicas.
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2.2. Las Preformas y sus Características
Figura No. 11. Preformas.
obtenido a partir de material granulado y mediante el proceso de inyección , dicha pieza es Una preforma es una pieza en forma de tubo de ensayo,
utilizada como materia prima para fabricar piezas tales como: botellas, tarros,
bomboneras, cubiertas para lámparas, etc. y
es ta operaci oper ación ón se s e realiza mediante mediante el
proc pr oces es o de es es tiro-s tir o-s oplado. Aspectos tales como: tamaño, forma, color, peso, espesor, espesor, etc. son muy variados, tanto
que
para
un
mismo
peso
de
preforma
puede
haber
diferencias
dimensionales importantes de un fabricante a otro, quizás lo único estandarizado en la producción de preformas son los diámetros de las bocas y los tipos de roscas, siendo las más comerciales la rosca P.C.O. de 28mm y la rosca tipo tapón también de 28mm.
Figura No. 12. Partes de la preforma.
Es importante tener claro que
las zonas de la rosca y el aro no deben
calent cal enta ars e en en exces exc eso, o, pues pueden deformarse y presentar serios inconvenientes en procesos posteriores posteriores como llenado o tapado, tapado, por lo tanto el calentamiento de d e la preforma para la transformación debe hacerse únicamente en las demás zonas de la preforma.
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Los siguientes son aspectos muy importantes a tener en cuenta al momento de seleccionar el tipo de preforma que se utilizará como materia prima en el proceso de soplado. a. Deben ser de buena calidad, bien formadas, de tamaño, color y peso uniformes. b. No deben estar quemadas, quemadas, presentar deformidades o estar golpeadas. c. Deben estar libres de contaminación
por
agua, polvo, grasa,
sustancias químicas, etc. d. El peso y longitud de las preformas deben ser los adecuados para el envase a soplar, gramajes excesivo puede causar dificultad para la adecuada distribución del material. Gramajes bajos pueden presentar problemas de perlesencia, estallidos al momento del soplado o paredes del envase muy delgadas. e. Debe haber una buena relación entre la longitud de la preforma y la longitud de la botella a soplar, en términos generales una preforma debe estirarse máximo 2,5 veces. f. De igual manera manera hay un límite en la relación de expansión radial de la preforma, su máximo recomendado es de 6 veces el diámetro de la preforma. g. Aspectos tales como: cambio de de lote de preforma, cambio de color o marca de preforma, cambio en la temperatura ambiente, entre otros, pueden requerir ajustes de las variables de proceso para mantenerlo en su punto óptimo. h. Preformas de pared gruesa requieren mayor tiempo tie mpo de residencia dentro de los hornos.
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48
Capítulo 3
SOPLADORA MG-880
3.1. Horno
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Este equipo es el encargado de aportar el calor necesario a las preformas para su posterior transformación en envases, (proceso que se lleva a cabo en la máquina sopladora).
3.1.1. Especificaciones Técnicas
Potencia a plena carga
8KW
Voltaje de Alimentación
220VAC
Frecuencia
60Hz
Numero de fases
3
Voltaje de control
220VAC
Numero de Zonas de Calentamiento
6
Número de lámparas
9
Etapas de Calentamiento
2
Velocidad máxima
1500 Pref. / hora
Diámetro de cuello
12 – 80mm
3.1.2. Usos y Características El horno calentador de preforma MG-880, permite el calentamiento de preformas PET de diferentes perfiles: (Altura, diámetro, conformación y espesor), para el soplado de envases.
Figura No. 13. Horno MG-880
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3.1.3. Sistemas y Componentes Dentro de los principales sistemas constitutivos del horno calentador de p r e f o r m a s MG-8 MG-880 80 tene tenem mos: os: a. Sistema Motriz b. Sistema de Calentamiento. c. Sistema de Refrigeración y Extracción.
3.1.3.1. Sistema Motriz Es el encargado de hacer girar la cadena porta preformas del horno, la cual hace circular las preformas desde la entrada hasta la salida del horno, este sistema es accionado mediante un motor trifásico, el cual está acoplado con un variador de velocidad mecánico, cuya función es permitir el ajuste de velocidad de la cadena porta-preformas del horno, la salida del variador de velocidad mecánico, se acoplada a un reductor, el cual transmite la potencia al eje conductor de la cadena portapreformas, mediante un sistema de transmisión de piñones y cadena de rodillos.
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Figura No. 14. Sistema motriz
Las preformas deben girar constantemente dentro del horno, a fin de garantizar su calentamiento uniforme, para conseguir esto, el horno cuenta con una cadena de rodillos instalada alrededor del perímetro de la cadena porta-preformas, la cual acopla con el piñón instalado en cada una de las bases de los porta-preformas y de esta forma hace rotar los porta-preformas dentro del horno.
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3.1.3.2. Sistema de Calentamiento
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El calentamiento se hace mediante lámparas infra-rojas, las cuales son alimentadas a un voltaje variable entre 0 y 220V, la potencia nominal de estas lámparas es 600W a 220V. La siguiente figura ilustra el consumo real promedio de una lámpara infraroja en función del voltaje de alimentación.
Figura No. 15. Gráfica de consumo lámpara Infra-roja
El horno cuenta con dos etapas de calentamiento, cada una ellas con nueve lámparas, distribuidas en seis zonas de calentamiento, las cuales son controladas cada una de ellas por un regulador digital de voltaje, a través de un Triac, de esta forma se aplica a las lámparas el voltaje programado por el operador en los reguladores de voltaje
Figura No. 16. Lámparas y placas
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Para Tener en Cuenta: La cantidad de calor aportado por las lámparas a las preformas
el voltaje al cual están alimentadas las lámparas, y de la la dis ta tanci nci a de la lass lá lámpa mparas ras a las las prefor ma mass .
depende de:
Figura No. 17. Sistema de Control de Calefacción.
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3.1.3.3. Ajustes del Horno Es importante tener claro cuales partes de la preforma serán transformadas en el proceso de estiro-soplado y cuáles no, ya que las zonas que no serán trasformadas no deben ser calentadas en forma excesiva , hacerlo puede terminar en deformaciones de estas partes del envase, lo cual puede hacer que los envases presenten inconvenientes en procesos posteriores como llenado o tapado.
Figura. No. 18. Zonas a calentar en la preforma
A fin de cumplir con lo anteriormente anteriormente expuesto, los hornos cuentan con la posibilidad de ajustar la posición de algunos de sus componentes, inclusive puede haber casos en los cuales los formatos a producir sean tan diferentes que se requieran para ellos preformas de diferente configuración, lo cual hace que se requiera variar la posición de las lámparas y placas.
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Figura No. 19. Ajustes del horno.
Los siguientes son los ajustes del horno para adaptarlo a los diferentes perfiles de preformas: a. El ajuste de la pestaña mostrado en el detalle de la figura No. No. 19, en conjunto con el buen funcionamiento del sistema de refrigeración permiten garantizar que la rosca y el aro de la preforma permanezcan fríos.
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b. Normalmente la pestaña se ajusta a nivel o a 1mm arriba del nivel nivel del aro, la separación entre el el aro y la pestaña debe ser ser de 2 a 4mm, a fin de garantizar el libre paso de las preformas a través de los hornos. c. Cada lámpara puede aproximarse o alejarse de la preforma mediante su soporte individual. individual . En la práctica práctica suelen aproximarse la primera y última lámpara sobre la preforma, a fin de obtener un calentamiento más intenso de estas zonas que típicamente presentan mayor dificultad para ser calentadas y ceder material en el proceso de estiro-soplado. d. Es importante important e tener
en cuenta que la cantidad de calor calor irradiado a la
preforma es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre la lámpara y la preforma, es decir al duplicar esta distancia, la cantidad de calor irradiado, desciende a una cuarta parte. e. Es importante no acercar demasiado las lámparas a las preformas, esto hace que se calienten puntualmente en forma de aros y se presenten serios inconvenientes en la distribución de material o sobre-estiramientos de las zonas más calientes de la preforma.
La figura No. 20.A ilustra un ajuste típico de calentamiento, ver la relación entre los voltajes. La Figura No. 20 B. Ilustra el resultado de las lámparas ubicadas muy cerca a la preforma.
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Figura No. 20. Distancia de las lámparas
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3.1.3.4. Sistema de Refrigeración
El sistema
de refrigeración tiene como objetivo limitar limit ar el calentamiento de las
roscas y aros de las preformas, lo hace envía un caudal de aire refrigerado a la zona de la rosca y al aro o anillo de transferencia de las preformas. El caudal de aire utilizado para la refrigeración proviene de un ventilador, el cual se encuentra ubicado en la parte inferior del horno, este se energiza mediante el interruptor ubicado en el panel frontal del horno, este ventilador también entrega el aire de enfriamiento para el bloque de Triacs que gobiernan las lámparas, por lo tanto, debe permanecer energizado durante todo el tiempo de operación del horno. El caudal de aire que sale por las boquillas para enfriar las roscas y los anillos de transferencia de las preformas es enfriado por un caudal de agua que circula constantemente entre el chiller y el horno, la forma en que es enfriado el aire es por contacto al pasar por las boquillas refrigeradas por el agua.
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Figura No. 21. Sistema de refrigeración
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Figura No. 22. Detalle boquillas de refrigeración
3.1.3.5. Sistema de Extracción El objetivo de este sistema es mantener una temperatura constante en la cámara del horno, a fin de brindar mayor estabilidad al proceso de calentamiento de las preformas. El sistema cuenta con un sensor de temperatura montado en la parte superior del horno, el cual envía al controlador de temperatura, una señal proporcional a la temperatura de la cámara, el controlador de temperatura compara esa señal con el equivalente programado por el operador en el controlador y envía una señal para
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conectar o desconectar el extractor, según la relación entre el valor programado y el valor leído.
Figura No. 23. Extractor
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3.2. Sopladora Este equipo es el encargado transformar las preformas previamente calentadas en envases, mediante el proceso de estiro-soplado.
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3.2.1. Especificaciones Técnicas
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Potencia
200 W
Voltaje de Alimentación
220VAC
Frecuencia
60Hz
Numero de fases
2
Voltaje de control
24VDC – 220VAC
Fuerza de Cierre
10T
Apertura de molde molde
200mm
Carrera de Estirado Efectiva
370mm
Numero de Cavidades
1 – 2
Velocidad Velocida d Teórica en 300ml
900 BPH
Velocidad Velocida d Teórica en 5000ml
350 BPH
Altura máxima máxima de la Envase Envase
380mm
Diámetro máximo de la Envase
180mm
Volumen Máximo de Envase
6000ml
Rango de Presión de Baja
7 – 8 Bar
Rango de Presión de Pre soplo
3 – 8 Bar
Rango de Presión de Alta
24- 28 Bar
Distancia entre Centros
Ajustable
3.2.2. Usos y Características La máquina Sopladora MG-880 está diseñada para el soplado de envases de variados perfiles, algunos de los envases que pueden producirse en este equipo son los utilizados para: agua, bebidas carbonatas, jugos, aceites, cosméticos, productos de aseo y desinfección, entre otros. Dentro de los principales sistemas constitutivos de la sopladora de envases MG880 tenemos: a. Pantalla. b. Unidad de cierre. c. Sistema de sellado y estirado. d. Sistema de soplado. e. Sistema neumático. neumático . f. Sistema eléctrico y de control.
La sopladora MG-880 utiliza 3 diferentes valores de presión de aire:
Baja presión de 7 a 8 Bar, se emplea para el accionamiento de de los actuadores neumáticos neumáticos o cilindros.
Pre-soplo de 3 a 8 Bar, utilizado para el primer soplo o pre-soplo del envase, esta presión se obtiene de la línea de alta presión, a través de un regulador de presión.
Alta Presión Presión de 24 a 28 Bar, utilizado para el soplo de los envases.
66
3.2.3. Sistemas y Componentes 3.2.3.1. Pantalla. Su objetivo es permitir una fácil comunicación entre el operario y la máquina, en ella se pueden programar y monitorear todos los tiempos de proceso, al igual que visualizar los estados de las diferentes entradas y salidas del PLC. Cabe anotar que en esta pantalla esta incluido el PLC del equipo.
Figura No. 24. Pantalla
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1. Display: En el muestra el valor de los diferentes parámetros. 2. Selección de Modo: Este conjunto de teclas permite seleccionar: a. Tecla A/M: El modo de trabajo del equipo: manual o automático. b. Tecla T/C: Permite seleccionar el valor exhibido por el display: tiempo del ciclo o número de envases soplados c. Tecla RST: No usada
3. Menú Manual: Este conjunto de teclas permite accionar las diferentes funciones de la sopladora de forma manual: a. Tecla Close Mould: Activa en modo manual el cierre de la máquina. b. Tecla Stretch: Activa en modo manual el sistema de estirado y el sistema de sellado. c. Tecla Blowing: Activa en modo manual la válvula de soplado. d. Tecla S.Blowing: Activa en modo manual la válvula de pre-soplado. e. Teclas F1 y F2: No usadas. 4. Menú Ajuste: Este conjunto de teclas permite ajustar los diferentes parámetros del proceso. a. Tecla SET: Habilita la opción de visualización y ajuste de los diferentes tiempos de proceso. b. Teclas STEP+ y STEP--: Permiten desplazarse entre los diferentes parámetros del proceso. c. Teclas DATA+ y DATA--: Permiten aumentar y disminuir el ajuste de los diferentes parámetros del proceso.
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d. Tecla MODE: Estando el display en modo contador, permite cambiar el modo de conteo: conteo sencillo, (una cavidad), conteo doble, (dos cavidades). e. Tecla ESC: Permite abandonar la opción de ajuste de parámetros.
5. Indicadores Ajuste: Es un conjunto de LEDS que indican el parámetro que se está ajustando o visualizando cuando estamos dentro del menú ajuste.
6. Visualización Display: Indica el tipo de lectura que está exhibiendo el display: tiempo, contador sencillo o contador doble.
7. Indicadores de Modo y Salidas: Es el conjunto de LEDS que indican el modo activo: Manual o semi-automático y la salida o salidas activas: a. CLOSE MOULD, molde cerrado. b. STRETCH, estirado y sellado. c. S. BLOWING, pre-soplo. d. BLOWING, soplo. e. SPARE 1, Ciclo continuo, (siempre activo). f. SPARE 2, No usado.
8. Indicadores de Entradas: Es el conjunto de LEDS que indican la entrada o entradas activas: a. START, señal de arranque presente, (pulsadores verdes). b. STOP, señal paro presente, (pulsadores rojos)
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c. MOULD FIT, señal del sensor de cierre presente. d. SPARE, ciclo continuo, (siempre activo). 9. Indicadores de Fuentes: Es un grupo de dos LEDS que indican la presencia de las señales de voltaje del PLC: 5VDC y 24 VDC.
3.2.3.2. Unidad de Cierre. Es la encargada de cerrar y abrir el molde, a continuación se mencionan sus partes y se describe el funcionamiento del sistema. sistema.
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Figura No. 24. Unidad de cierre
El sistema de cierre cier re consta de una placa móvil, (la intermedia) y dos placas fijas, fijas, la delantera y la posterior.
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En la placa posterior se encuentra montado el cilindro neumático encargado de abrir y cerrar el molde; molde; el cierre de la sopladora MG-880 MG-88 0 cuenta con un sistema sistema de rodillera de 5 puntos, el cual al encontrarse extendido, soporta la fuerza ejercida por la placa intermedia al momento de ingresar el aire de alta presión a las cavidades
el cilindro neumático cumple las funciones de abrir y cerrar el molde, pero no de contener la fuerza ejercida por el molde al momento de soplar los envases , esto último lo hace el sistema de rodillera al del molde, por lo tanto
encontrarse completamente extendido. Este sistema de cierre cuenta con un sensor de confirmación del cierre, el cual es de tipo inductivo, este sensor solo censa metales y no requiere tener contacto con la pieza a censar, debe quedar a 1 o 2 mm de la pieza cuando la rodillera se encuentra completamente extendida, el contacto con la pieza puede dañar rápidamente el sensor. Las operaciones de apertura y cierre del molde, pueden ejecutarse con el equipo en modo manual pulsando la tecla CLOSE MOULD del menú manual. Las placas se desplazan sobre dos guías lineales y se amarran mediante 4 barras que sirven de estructura del sistema de cierre, las cuales deben estar siempre en óptimas condiciones de lubricación, el punto central del sistema de rodillera es el encargado de conectar el sistema de rodillera con el vástago del cilindro.
3.2.3.2.1. Ajuste Ajuste del Paralelismo de las Placas. Placa s. Este es un aspecto muy importante para garantizar una operación suave y segura
un ajuste inadecuado del paralelismo de las placas puede g ener enerar: ar: oper operaci ación ón bru bruss c a del ci err erre, e, apertur apertura a parci al e i r reg ular del del sistema de cierre,
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molde al molde al moment momento o del sopla s oplado, do, daños daños en los mol moldes des y des g aste prematuro prematuro de componentes como: pasadores, bujes y barras . En casos extremos puede conducir a la ruptura de componentes del sistema de cierre como barras o pasadores.
La mecanismo para garantizar el paralelismo de las placas, es medir la distancia entre la placa delantera y la placa posterior, está medida debe hacerse
con el
sistema de cierre extendido y sobre las 4 barras, tal como se ilustra en la siguiente figura. Es importante tener en cuenta que para esta labor es necesario que las tuercas y contra tuercas de la placa posterior en ajustadas, a fin de evitar errores en las mediciones.
Figura No. 25. Medición l paralelismo de las placas
las 4 barras se encuentren
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En caso tal que dichas longitudes difieran, entre si en más de 1mm, es necesario ajustarlas, el siguiente es el procedimiento para realizar el ajuste.
1. Soltar el tensor de la cadena del sistema motorizado motorizado o manual del cierre. 2. Retirar la cadena cadena de amarre de las 4 barras. 3. Soltar la tuerca y contra tuerca tuerca de ajuste de la barra o barras a ajustar. 4. Girar a derecha o izquierda el piñón de ajuste de la barra o barras para obtener la distancia entre placas deseada. 5. Ajustar las tuercas y contra tuercas sueltas. 6. Verificar Verific ar nuevamente el paralelismo en las 4 barras. 7. De ser necesario repetir los pasos del 3 al 6. 8. Apretar nuevamente las tuercas y contra tuercas. 9. Instalar la cadena cadena de amarre y el tensor.
Normalmente no hay razones por las cuales se pierda el ajuste del paralelismo, sin embargo es importante efectuar la revisión del ajuste como una actividad de mantenimiento preventivo con frecuencia mensual.
3.2.3.2.2. Ajuste del Cierre El objetivo de este ajuste es reducir o aumentar la distancia entre la placa delantera y la placa intermedia, (en las cuales se montan las caras del molde), a fin de garantizar el correcto cierre del molde, independiente del espesor del mismo. Este ajuste se efectúa mediante un sistema manual o motorizado, y debe permitir al momento del cierre la extensión completa del sistema de rodillera, de manera que este pueda soportar la fuerza ejercida por el molde al momento del soplado, un
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ajuste excesivo de este sistema hace que la rodillera no se extienda completamente y hará que el molde se abra al momento de soplar los envases. Un ajuste pobre de este sistema , (distancia entre placas muy larga), impide el ci err erree total total y uni u nifor form me del molde molde, puede terminar en estallido de envases o marca excesiva de la línea de cierre en las botellas. A continuación continuación se describe el procedimiento procedimiento para efectuar este ajuste. 1. En la pantalla, en el menú menú manual, manual, pulsar la tecla CLOSE MOULD, para cerrar el molde y verificar el ajuste actual del cierre. 2. Abrir el Molde. 3. Girar a la derecha o izquierda con la llave de trinquete el piñón de ajuste de cierre a fin de disminuir o aumentar la distancia entre placas, (para equipos con ajuste de cierre manual). 4. Activar el interruptor de codillo codillo para habilitar el motor de cierre, girar a la derecha o izquierda el selector de ajuste de cierre a fin de disminuir o aumentar mediante el moto-reductor, la distancia entre placas,
(para
equipos con ajuste de cierre motorizado). 5. Cerrar el molde para comprobar el ajuste del cierre. cierre. 6. Repetir los pasos 2 al 4 hasta obtener un nivel nivel de cierre optimo, (no debe haber luz entre las caras de los moldes y el estiramiento del sistema de rodilla debe ser completo).
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3.2.3.3. Sistema de Sellado y Estirado Figura No. 26. Sistema de sellado y estirado
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3.2.3.3.1. Sistema de Sellado. Este sistema está constituido básicamente por uno o dos cilindros neumáticos, según el número de cavidades del molde, cumple dos funciones muy muy importantes: a. La primera, es canalizar las varillas de estirado y el caudal de aire de pre-soplo y soplo sopl o hacia la cav cavid idad ad o cavidades del molde. b. La segunda es impedir el escape del aire de soplado hacia el ambiente durante el proceso de soplado de los envases, por esta razón debe mantenerse un completo sellado entre la boca de las preformas y las boquillas de sellado e impedir el escape de aire por las varillas.
Figura No. 27. Sistema de sellado
77
3.2.3.3.2. Puntos de Sellado Este sistema debe garantizar el sellado, a fin de evitar fugas del aire de pre-soplado y soplado, en los siguientes puntos: a. Sellado entre las boquillas y las preformas, se hace mediante empaques ubicados dentro de las boquillas, los cuales sellan sobre las bocas de las preformas, al ser insertadas estas en los cuellos del molde, golpes en esta zona de las preforma o deformaciones de las mismas, pueden hacer deficiente este sellado, de igual forma el deterioro de estos empaques, también pueden hacerlo deficiente. b. Sellado entre las varillas de estirado y los cilindros, este sello sello lo proveen los sellos tipo reten instalados dentro de las cavidades huecas de los vástagos de los cilindros de sellado.
Para tener en cuenta
Para Par a evitar el deterioro deterioro prematuro prematuro de los empaques empaques de las boquillas es indispensable garantizar un adecuado centramiento entre el sello (boquilla) con la boca de la preforma tomando como guía las varillas de estiramiento.
Un montaje inadecuado del molde, (muy bajo o desnivelado), desnivelado) , puede no garantizar el adecuado sellado.
En modo manual puede activarse el sellado desde la tecla STRETCH de la pantalla estando el modo manual activo, en modo automático esta función se activa dentro del ciclo, una vez el PLC recibe la confirmación del sensor de molde cerrado.
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3.2.3.3.3. Ajuste del Sistema de Sellado El ajuste del conjunto de sellado es muy importante para el proceso de soplado, pues de él dependen la calidad y uniformidad de los envases, es fundamental garantizar que el sellado sea completo, pues las fugas conllevan un consumo excesivo de aire de alta presión y potenciales defectos en la formación de los envases. El primer aspecto a tener en cuenta es garantizar que el estado de los sellos sea el adecuado pues si estos presentan deterioro no es posible garantizar un sellado adecuado. El segundo aspecto a tener en cuenta es que las boquillas y los empaques de sello sean los adecuados para soplar las preformas. Es fundamental tener en cuenta que como requisito previo el molde debe estar correctamente centrado y nivelado, de igual forma debe estar a la altura adecuada, de forma que el recorrido de las boquillas aseguren el adecuado sellado. El sistema de sellado se puede ajustar en dos direcciones: derecha-izquierda y adelante-atrás: a. Ajuste derecha-izquierda, para este ajuste,
cuando se utilizan moldes de
dos cavidades, se desplazan los cilindros de forma individual por las correderas sobre las cuales están montados, cuando se utiliza un molde de una sola cavidad este ajuste es muy limitado porque el ajuste se da en la pieza de acople de la varilla de estirado con el cilindro de estirado, por lo cual es recomendable centrar lo mejor posible el molde.
b. Ajuste adelante-atrás, se logra con dos tornillos que desplazan todo el soporte de montaje del sistema de estirado y sellado, es necesario tener en cuenta que esta pieza está sujeta de cada lado con 3 tornillos de fijación, los cuales deben apretarse una vez se finalice este ajuste.
3.2.3.3.4. Sistema de Estirado Este sistema está constituido por: un cilindro neumático, un cabezal de estirado, una o dos varillas de estirado, (dependiendo del número de cavidades del molde).
en combinación con el pre-soplo el primer movimiento de bi-orientación de la preforma , es decir el estiramiento longitudinal, del buen Su función es efectuar
ajuste y sincronización sincroni zación entre ellos depende en gran medida medida el éxito éxito del proceso de soplado. Este cilindro es gobernado en conjunto con el cilindro o cilindros de sellado por una sola electroválvula 5/2; es deseable que el movimiento de estirado sea tan veloz como sea posible, a fin de evitar un excesivo enfriamiento de la preforma durante el proceso de pre-soplo, lo cual sería inconveniente. El equipo viene con dos diámetros de varilla estándar: de 12mm y 14mm, preformas de diámetro interno muy pequeño, requieren varillas de diámetros menores, para estos formatos especiales, consultar con el proveedor del equipo para el diseño específico de las varillas. En modo manual puede activarse el estirado desde la tecla STRETCH de la pantalla estando el modo manual activo, en modo automático este se activa dentro del ciclo cuando el sensor de cierre de molde confirma el cierre, este sistema permanece activo hasta cumplirse el tiempo de molde cerrado programado por el operador el equipo.
80
3.2.3.4. Sistema de Soplado Es el encargado de suministrar el aire para la operación de soplado, esta operación se realiza en 2 etapas: Pre-soplo y soplo, las cuales se describen a continuación.
3.2.3.4.1. Pre-soplo Es la etapa del proceso encargada, (en conjunto y sincronización con el estirado), de efectuar el estiramiento longitudinal de las preformas, es fundamental tener claro esta etapa del proceso de soplado es muy importante, al punto de determinar en un alto porcentaje la calidad del envase.
defectos generados en los envases durante la etapa de pre-soplo, no es posible corregirlos en la etapa de s oplado, pues las deformaciones o problemas de distribución de material de la Se debe tener siempre presente que
etapa de pre-soplo no se pueden reversar en la etapa de soplado, la cual tiene como función finalizar la formación de los envases. La válvula utilizada para este propósito es una electroválvula 3/2 de alta presión, la cual se encarga de direccionar el aire de pre-soplo desde la salida del regulador de pre-soplo hacia los envases, (a través de la válvula de soplo). La presión de pre-soplo típica de trabajo oscila entre 3 y 8 Bar, sin embargo se utiliza una electroválvula para 30 Bar, pues en el momento de la descompresión de los envases soplados, el aire contenido en estos, pasa por la válvula de pre-soplo en su camino hacia la atmósfera y lo hace a través de una válvula de escape rápido, montada sobre el puerto A de la válvula de pre-soplo a fin de aumentar la velocidad de desfogue.
81
Figura No. 28. Componentes del pre-soplo
3.2.3.4.2. Soplo Es la etapa del proceso encargada de finalizar la formación de los envases, especialmente la expansión radial, debe contar con la suficiente presión, a fin de garantizar el completo y rápido estiramiento del material hacia las paredes del molde. La presión de soplo oscila entre 24 y 28 Bar La válvula utilizada para este propósito es una 3/2 alta presión, accionada mediante cilindro neumático, se encarga de direccionar el aire de pre-soplo y soplo
82
hacia los envases, y de los envases hacia la válvula de pre-soplo en el proceso de escape. Este tipo de válvula, tiene la enorme ventaja de ser muy sencilla y puede manejar un gran caudal, pues la sección del orificio de paso de aire es muy amplia, característica muy deseable en este proceso.
Figura No.29. Válvula de soplado
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3.2.3.4.3. Proceso de Soplado A continuación continuación se describe describe paso a paso el ciclo de soplado de la s o pladora MG880. 1. Inicialmente, las válvulas de pre-soplo y soplo se encuentran en posición de reposo, lo cual conecta los puertos A y O de la válvula de pre-soplo y los puertos B y C de la válvula de soplo, con lo cual los envases quedan comunicados con la atmósfera. 2. La válvula de pre-soplo es accionada, es decir los puertos P y A de esta válvula se conectan, con lo cual se permite el paso de presión del regulador de pre-soplo hacia los envases. 2. Transcurrido el tiempo de pre-soplo, la válvula de pre-soplo retorna a su posición de reposo, es decir los puertos A y O de esta válvula se conectan, simultáneamente es accionada la válvula de soplo, con lo cual los puertos A y B de esta válvula se conectan, de esta forma se permite el paso de presión del tanque de alta hacia los envases. 3. Transcurrido Transcurri do el tiempo de soplo, la válvula de soplo retorna a su posición posición de reposo, de tal forma que ambas válvulas, (pre-soplo y soplo) quedan en la posición de reposo y el aire contenido en los envases es desfogado a la atmósfera, en el puerto A de la válvula de pre-soplo el aire acciona la válvula de escape rápido y escapa por el silenciador de la misma, a fin de agilizar el proceso de escape. 4. De esta forma el sistema queda listo para un nuevo ciclo.
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Figura No. 30. Válvula de pre-soplo
3.2.3.5. Sistema Neumático
Es importante tener en cuenta que la sopladora MG-880 es una máquina que efectúa sus movimientos mediante cilindros neumáticos, razón por la cual es fundamental mantener todos los componentes neumáticos en óptimas condiciones y garantizar que el aire comprimido alimentado al equipo sea de la calidad adecuada. Se recomienda ajustar la presión de trabajo de baja esté entre 7 y 8 Bar, el caudal de alimentación al equipo debe ser capaz de mantener una presión estable durante todo el proceso, el sistema más susceptible a variaciones de presión es el sistema de estirado, pues pres i ones
de traba tr abajo jo di difer ferentes entes,, pueden g ener enerar ar veloci v eloci dades
de estirado diferentes, lo cual puede hacer que el estirado de la preforma varíe sin haberse presentado variaciones el perfil de calentamiento de las preformas o cambios en el ajuste de los tiempos del proceso. En casos extremos de caída de
85
presión puede perderse la efectividad de las boquillas de sellado, permitiendo fuga de la presión de alta en el momento del soplado. El lubricador de la unidad de mantenimiento, debe utilizar únicamente aceite para línea de aire comprimido, la dosificación de lubricante recomendada es 1 gota por cada 30 o 40 ciclos. Esta sopladora cuenta con un sistema de By-Pass, el cual permite alimentar el sistema de baja presión mediante alta presión, (operar la máquina sin compresor de baja presión), para ello cuenta con un regulador que permite disminuir la presión de alta a valores adecuados para el sistema de baja, es muy importante que el ajuste de este regulador,
en ningún caso sobrepase 1MPa, es decir 145 PSI , pues la
unidad de mantenimiento del sistema de baja presión y los demás componentes no están diseñados para soportar presiones superiores a 1 MPa y puede terminar en daños de los componente e incluso lesiones para el personal. Este sistema de By-Pass cuenta con una válvula de corte manual, la cual permite alimentar la presión reducida al tanque de baja presión y al regulador de pre-soplo, esta válvula
debe permanecer cerrada cuando se trabaje con los dos
compresores, (alta y baja). Es muy importante tener claro que
al utilizar solamente
el compresor de alta para alimentar alta y baja presión, se reduce la capacidad disponible del compresor, pues parte del aire comprimido, es utilizado en el sistema
de baja presión.
3.2.3.6. Sistema eléctrico y de Control La sopladora MG-880 debe ser alimentada con 220VAC, este voltaje ingresa a la fuente de poder, la cual tiene 2 funciones:
86
La primera es ofrecer una salida de 24 VDC y otra de 5 VDC, para los diferentes procesos lógicos y de control, estas señales son enviadas al PLC o pantalla mediante el cable de interconexión.
La segunda es proveer un punto de conexión de las diferentes entradas y salidas, las cuales finalmente son alimentadas al PLC a través del cable de interconexión.
Las electroválvulas son alimentadas a 220VAC, en el interior de la fuente están ubicados los relés de protección de cada una de las salidas del PLC. El interruptor de codillo del panel frontal habilita el funcionamiento del motor de ajuste del cierre. El selector del panel frontal permite seleccionar el sentido de giro del motor para aumentar o disminuir la distancia entre placas, (esta opción es operativa solo para sistemas de ajuste motorizado, el cual es un adicional).
3.2.4. Lubricación
requisito fundamental para el óptimo la s opla opladora dora MG -880 , de igual manera es
Una rutina de lubricación adecuada es
desempe des empeño ño del horno y
también importante para obtener una durabilidad durabili dad razonable de las piezas pi ezas y sistemas móviles del equipo. Es muy importante respetar las rutinas establecidas para la lubricación del equipo pues no hacerlo puede terminar en deterioro prematuro del equipo, dificultades en el ajuste del proceso y pérdida de la garantía sobre componentes mecánicos.
87
R utina de lubric lubricación ación para para s opla opladora MG MG -880. Puntos de Lubricación
88
Tipo de Lubricante
Horas de trab trabaa o
Sistema de cierre
Aceite Hidráulico 68
2
Riel de desplazamiento del Carro
Grasa Industrial
4
Cadenas y piñones del sistema de giro de los porta preformas Cadenas y piñones del sistema de cierre
Lubricante Seco (Aerosol).
Lubricante Seco (Aerosol).
Completar nivel de lubricador de la línea de aire de baja presión
48
120
Aceite para para línea línea de aire comprimido
120
Nota: El equipo viene provisto con una bomba de lubricación manual para el sistema de cierre, el aceite recomendado para este sistema es hidráulico 68.
3.2.5. Guía de Mantenimiento Es fundamental implementar un programa de mantenimiento preventivo para la sopladora MG-880 y los diferentes equipos auxiliares. Se sugiere se tome como base las guías de mantenimiento presentadas este manual. La correcta y oportuna ejecución de las actividades de mantenimiento establecidas para la sopladora MG-880 es la mejor garantía para el óptimo desempeño del equipo, el no respetar o realizar de forma inadecuada las rutinas de mantenimiento
establecidas para los diferentes equipos, puede terminar en deterioro prematuro de los equipos y sus componentes, también puede ser causal de dificultades en el ajuste del proceso y perdida de la garantía ofrecida por el proveedor del equipo.
Las labores de mantenimiento diario y mensual deben ser ejecutadas por personal entrenado en la operación del equipo, conocedor del proceso y con entrenamiento y criterio técnico adecuados. Las labores de mantenimiento semestral deben ser realizadas únicamente por personal especializado. A continuación continuación se detalla la guía de mantenimiento mantenimiento para la sopladora MG-880. Actividad
Frecuencia
Chequeo del funcionamiento del sistema de calentamiento de preformas. (Lámparas, ventilador y extractor). Chequeo del ajuste mecánico del sistema de traslado y rotación de porta preformas Chequeo del ajuste mecánico del molde y del sistema de cierre.
Diario
Chequeo del funcionamiento de los sistemas de sellado y estirado Chequeo del funcionamiento del sistema de soplado. Verificar que no existan fugas de fluidos. Ajuste de tornillería tornillería y sistemas sistemas mecánicos mecánicos del horno horno y sopladora. sopladora. Ajuste del sistema de desplazamiento desplazamiento del carro, rotulas, ejes, cadenas, piñones, racores, anillos seger. Ajuste del paralelismo paralelismo entre placas placas del del sistema sistema de cierre. cierre.
Mensual
Ajuste del sistema sistema de desplazamiento desplazamiento y rotación de los porta preformas: cadenas, tensores, piñones, porta preformas. Ajuste del sistema sistema de estiramiento y sellado. sellado. Mantenimiento del sistema eléctrico: conexiones, PLC, fuente, Mantenimiento neumático general: Cilindros, válvulas, actuadores Mantenimiento mecánico general de todos los sistemas
Semestral
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90
Capítulo 4
AJUSTES Y PUESTA A PUNTO
4.1.
Tiempos del Proceso
Figura No. 31. Tiempos del proceso de soplado.
El punto cero está determinado por la activación de la señal del sensor de cierre (Encargado de censar la extensión del sistema de rodillera).El fin de ciclo se da cuando se cumple el tiempo de molde cerrado programado por el operador. A continuación continuación se describe describe el funcionamien funcionamiento to del ciclo ciclo de soplado. 1. Estando el equipo en modo automático, au tomático, la siguiente es la condición de cada uno de los sistemas del equipo: El molde se encuentra abierto, los cilindros de sellado y estirado arriba y las válvulas de pre-soplo y soplo inactivas.
91
2. Al activar los dos pulsadores verdes simultáneamente, se envía la señal de cerrar molde al PLC, el cual a su vez activa la salida correspondiente a la electroválvula del cilindro de cierre. 3. Al recibir el PLC la señal de confirmación de molde cerrado mediante el sensor, ocurren simultáneamente los siguientes eventos: a. La salida del PLC, correspondiente a las electroválvulas de estirado y sellado es activada. b. El temporizador de molde cerrado empieza empieza a correr, (Close Mould). c. El temporizador de retardo de pre-soplo empieza a correr, (Delay). 4. Al cumplirse el tiempo de retardo, (Delay), programado por el operador ocurren los siguientes eventos: a . El PLC activa la salida correspondiente a la electroválvula de pre-soplo. b . El temporizador temporizador de pre-soplo empieza a correr. correr. Al cumplirse el tiempo de pre-soplo (S.Blowing), (S.Blowing), programado por el operador, operador, ocurren los siguientes eventos a. El PLC desactiva la salida correspondiente a la electroválvula de presoplo. b . El PLC activa la salida correspondiente a la electroválvula de soplo. c . El temporizador temporizador de soplo empieza a correr.
92
Al cumplirse cumplirse el tiempo tiempo de soplo soplo (Blowing), (Blowing), programado programado por el operador operador el PLC desactiva la salida correspondiente a la electroválvula de soplo. Al cumplirse cumplirse el tiempo tiempo de molde molde cerrado cerrado (Close Mould), programad programado o por el operador, operador, ocurren los siguientes eventos:
a . El PLC desactiva la salida correspondiente a la electroválvula de cierre. b. El PLC desactiva la salida correspondiente a las electroválvulas de sellado y estirado.
De esta forma el equipo está nuevamente listo para un nuevo ciclo, si en cualquier momento del ciclo se activa alguno de los pulsadores rojos el PLC inactiva todas las salidas.
Nota: La
velocidad del horno, debe ajustarse de forma que sea
ligeramente inferior a la velocidad de la sopladora, la cual está determinada por el tiempo de molde cerrado, más el tiempo tomado por el operador para manipular las preformas y los envases.
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4.2. Ajuste Ajuste del Pre-soplo Pre-soplo
94
Los siguientes son algunos lineamientos lineamie ntos para el ajuste de pre-soplo y soplo:
las varilla vari llass de a. El pre-soplo debe iniciarse jus to al hacer c ontacto las estiramiento con las preformas , tal como se muestra en la ilustración B de la figura 35, esta acción se controla con el ajuste del tiempo de retardo. (Tiempo que se da para que las varillas alcancen la punta de las preformas). ti empo po de retardo muy corto puede hacer que se presente b. Un tiem desviación en el centrado de la botella, es decir el punto de inyección no quede centrado en el fondo del envase, otro efecto de un tiempo de retardo demasiado corto es escasez de material en el fondo.
c. Un tiempo de retardo muy largo puede dar lugar a formación de ombligo en el fondo de la botella, lo cual además de generar una botella de mala calidad,
también
roba
material
que
puede
faltar
para
conformar
adecuadamente otras zonas del envase.
d. Presiones muy bajas o altas de pre-soplo pueden hacer que se tenga mala distribución de material o descentramiento en el envase.
e. Aunque no existe un punto tan detallado como en el caso del inicio del presoplo, el soplo debe iniciarse antes de que las varillas finalicen su carrera de estirado, tal como se muestra en la ilustración C de la figura 35.
f. Un ajuste muy corto del tiempo de pre-soplo puede hacer que el envase se estalle o descentre.
g. Un ajuste muy largo del tiempo de pre-soplo, puede terminar en una formación inadecuada del envase, ya que el pre-soplo al igual que el soplo tienen el efecto de enfriar el material.
h. Es necesario recordar que la formación definitiva del envase la hace el soplo, entonces un tiempo demasiado largo de pre-soplo
no formara bien el
envase, pero si enfriara el material y en el momento de entrar el soplo al estar el material muy frio, puede estallar el envase o mal formarlo.
i. Una presión de pre-soplo muy alta puede hacer que la preforma se expanda radialmente durante el estiramiento y alcance a tocar las paredes del molde durante la fase de pre-soplo, lo cual hace que gran parte del material quede en la parte superior o media del envase, también puede producir formación de doble fondo, especialmente en envases petaloides. También puede descentrar el envase, al ser mayor la velocidad de estirado conferida por el pre-soplo a la velocidad de las varillas.
La presión de pre-soplo es una variable muy importante, en el caso de envases de configuración
no cilíndrica cilíndrica,, o cilíndricas cilíndricas de diámetro muy reducido reduci do o de gran gran
longitud, es aconsejable ajustar dicha presión en un valor bajo, alrededor de 1,5 a 3 Bar, esto para evitar que durante la etapa de pre-soplo la preforma toque las paredes del molde, lo cual puede hacer que se retenga material en la parte superior del envase, de otra parte, en general presiones de pre-soplo muy altas pueden causar descentramiento de los envases.
95
Figura No. 32. Ajuste del pre-soplo.
4.3.
Montaje y Cambio de Molde
Esta es una operación fácil, simplemente requiere de cuidado y buen criterio , hay tres aspectos fundamentales a tener en cuenta para esta operación: a. El molde debe quedar completamente nivelado.
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b. La altura del molde mol de debe ser la adecuada, si el molde mol de queda muy bajo no garantizará el buen sellado entre preformas y boquil boquillas las,, lo cual permite fuga de aire en el momento del soplado. c. El molde molde debe centr ce ntrarse arse respecto al sistema sistema de de estiramiento, especialmente especialmente en moldes de una cavidad.
Es muy importante ajustar adecuadamente las bridas, pues son las encargadas de mantener en posición al molde. A continuación se describe el procedimiento recomendado para la instalación del molde: 1. Verificar el estado general del molde a montar, defectos como golpes o desajustes, pueden representar serios inconvenientes para el ajuste del proceso. 2. Montar la cara frontal del molde, centrarla centra rla y nivelarla nivelar la de forma for ma que el recorrido de las boquillas garantice el buen sellado y permita la libre extracción de los envases soplados. 3. Ajustar las bridas de forma que el molde se pueda mantener en el lugar de instalación. 4. Montar la cara posterior sobre la cara delantera, amarrar la dos cara por los cuellos o por los racores de refrigeración. 5. Cerrar el molde, se debe garantizar garantizar el adecuado ajuste del cierre para garantizar el buen montaje.
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6. Ajustar las bridas de la cara posterior y soltar el amarre hecho a las dos caras. 7. Abrir el molde, verificar la altura y nivelación, hacer los ajustes necesarios. 8. Apretar las bridas del molde e instalar la refrigeración del mismo. 9. Ajustar la posición de los cilindros de sellado.
Nota: Un
ajuste excesivo de la tornillería de las bridas puede
deteriorar prematuramente las roscas de los tornillos y las placas.
4.4. Ajuste Ajuste de Parámetros Parámetros En el proceso de soplado se tiene un número considerable consider able de
variables, es
una característica o atributo del envase puede verse afectada por más de una variable de proceso y de igual manera , una variable de proceso puede afectar más de un atributo del envase , a fundamental entender que
continuación se dan algunos ejemplos de lo anteriormente expuesto:
Ejemplo 1: La temperatura de una determinada región de la preforma puede afectar tanto la apariencia del envase como la distribución del material.
Ejemplo 2: La presión de pre-soplo puede afectar tanto el centramiento del punto de inyección como la cantidad de material en la parte superior del envase.
Ejemplo 3: La cantidad de material en el cuello puede controlarse: modificando la temperatura de la preforma en esa zona, modificando la temperatura del agua de
98
refrigeración, refrigeraci ón, modificando la temperatura de de las zonas adyacentes o cambiando el ajuste del tiempo de retardo.
R ang os típicos de traba trabajo jo
PARAMETRO
UNIDAD
RANGO
Presión de Baja
Bar
7 – 8
Presión de Pre soplo
Bar
3 – 8
Presión de Alta Tiempo de Retardo
Bar Seg
24 – 28 0,18 – 0,60
Tiempo de Pre-soplo
Seg
0,20 – 0,60
Tiempo de Soplo
Seg
0,50 – 2,50
Tiempo de Molde Cerrado
Seg
3,5 – 6.0
Temperatura del Horno
°C
75 – 115
Los rangos definidos son solamente una guía, sin embargo en condiciones de operación normales los parámetros se manejan dentro de estos rangos mencionados. En general los tiempos aumentan al aumentar el volumen de los envases a soplar, los voltajes de las lámparas dependen del tiempo de residencia de las preformas en los hornos. Al aumentar la velocidad del horno para un mismo formato, se requiere un aumento en los voltajes de las lámparas. A continuación
se describe el orden recomendado recomendado para ajustar el proceso de
soplado. a. Si el equipo equipo ya ha soplado anteriormente el formato a producir, trabajar con el conjunto de parámetros de la última producción.
99
b. Si es la primera vez, definir los parámetros con los cuales se iniciaran las pruebas, se sugiere deducirlos acorde a la experiencia de los responsables del proceso y a los parámetros de formatos equivalentes o similares. c. Una vez la temperatura del horno alcance el valor programado, alimentar dos preformas. d. Verificar a la salida del horno el perfil de calentamiento de las preformas, esto es muy importante, pues las preformas deben, soplarse, solo después de garantizar un calentamiento adecuado. adecuado. e. Una vez ajustado el perfil de calentamiento de la preforma hacer los ajus ajuste tes s necesa necesarios rios de los tiem tiempo pos s de pr oc es o a fi n de ob te ne r env envases ases a c o r d e a l a s especific ifica aciones. f. Tener en cuenta que se deben deben respetar respetar los tiempos tiempos de respuesta a las modificaciones hechas, los cambios de los tiempos se reflejan en los dos siguientes ciclos, los cambios de voltajes se reflejan hasta que la cadena porta-preformas de una vuelta. g. A limentar grupos pequeños pequeñ os de preformas, hasta obtener los envases dentro de especificaciones. h. Alimentar preformas de forma continua, tener en cuenta que al cargar el horno completamente el grado de calentamiento calentamiento de las preformas tiende a presentar un descenso, puede requerirse un aumento en el ajuste de los voltajes, normalmente dicho ajuste oscila alrededor del 2 al 5%. Dejar espacios en la cadena porta-preformas hace que no se calienten
100
uniformemente todas las preformas y puedan tenerse diferencias en los envases.
4.5. Lista de Chequeo A continuación continuación se anexa anexa la lista de chequeo chequeo que se sugiere sea de obligatorio obligatorio cumplimiento previo al inicio de cada producción, si la producción es continua se sugiere revisarse cada 8 horas.
Lista de Chequeo a. Verificar la posición de montaje del molde, debe ser la correcta, en cuanto cuanto altura, nivelación y centra miento (respecto a las varillas de estiramiento). estiramie nto). b. Verificar el ajuste del cierre del molde, debe ser el adecuado: No debe haber luz entre las caras y el sistema de rodillera debe extenderse completamente. c. Verificar que la lubricación general del equipo sea buena, rieles, graseras, ejes y lubricador lubricado r de la línea de aire comprimido. d. Verificar el ajuste de las presiones de alta, baja y pre-soplo, al igual que la temperatura del agua de refrigeración, deben estar dentro de los rangos establecidos y estandarizados para el formato en producción. e. Verificar que la preforma sea la adecuada para el formato a producir y que cumpla los estándares de calidad requeridos. f. Verificar que la tensión de los resortes sea la adecuada.
101
g. Verificar que no haya fugas de aire o agua en los equipos. h. Verificar que el ajuste mecánico de los componentes en general sea el adecuado. i.
Verificar que las lámparas estén en buenas condiciones de funcionamiento. funcionamient o.
j.
Verificar que la rutina de purgas del sistema sistema neumático neumático se esté llevando llevando a cabo.
102
103
Capítulo 5
CAZAFALLAS
A continuación se describen algunos de los problemas o desviaciones desviaciones más comunes que pueden presentarse en el proceso de soplado, de igual forma se mencionan
las
posibles
causas
de
dichas
desviaciones
y
las
acciones
encaminadas a solucionar la desviación o problema.
DESVIACIÓN O POSIBLE CAUSA RAIZ PROBLEMA Bajo caudal y/o presión de aire.
Electroválvula o electroválvulas no se activan.
UNO O VARIOS CILINDROS NO OPERAN.
Señal de activación no llega a la bobina.
Desajuste mecánico.
ACCION Verificar la presión de trabajo de baja Verificar que no halla mangueras estranguladas o desconectadas. Verificar que las bobinas se encuentren bien instaladas y en buen estado. Verificar la correcta operatividad de la electroválvula. Verificar que la señal es generada por la salida del PLC Verificar la señal llega a la bobina. Verificar el buen estado y ensamble del sistema que no se activa. Verificar el paralelismo de las placas.
Falta de lubricación del sistema de cierre.
Verificar que la lubricación del sistema de cierre sea la adecuada
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DESVIACIÓN O POSIBLE CAUSA RAIZ PROBLEMA Molde muy bajo o desnivelado
FUGA DE AIRE POR LA BOCA DE LAS PREFORMAS
ESTALLIDO DEL ENVASE EN EL MOMENTO DEL SOPLADO
ACCION Verificar la altura y nivelación del molde
Daño o desgaste de los empaques de las boquillas
Verificar el estado de los empaques, cambiar los que se requieran.
Tiempo de retardo muy corto
Verificar el ajuste de este parámetro
Tiempo de molde cerrado muy corto (La fuga se manifiesta al final del ciclo de soplado).
Verificar el ajuste de este parámetro.
Preforma inadecuada para el formato.
Verificar que la preforma se ajuste a las exigencias del formato a producir.
Mala calidad de la preforma.
Verificar que la preforma cumpla con los estándares de calidad adecuados
Preforma muy fría.
Verificar el perfil de calentamiento de la preforma, hacer los ajustes necesarios.
Tiempo de pre-soplo muy corto.
Aumentar el ajuste de este parámetro.
Exceso de humedad en el aire de soplado.
Verificar cumplimiento de la rutina de purgas. Verificar la operatividad del secador de aire
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DESVIACIÓN O POSIBLE CAUSA RAIZ PROBLEMA DAÑO O MALTRATO EN LA ROSCA O ANILLOS DEL ENVASE
ACCION
Defecto de la materia prima
Verificar el buen estado de las roscas de la preforma al ingresar al proceso
Molde descentrado o desnivelado con respecto a los estiradores
Verificar el centramiento y la nivelación del molde con el sistema de estirado. Verificar la posición de las láminas detectoras del horno Deflectoras del horno. Verificar el correcto funcionamiento del sistema de refrigeración del horno
DEFORMACIÓN DE ROSCAS, BOCAS O AROS DE LA BOTELLAS
Rosca de la preforma muy caliente
Verificar el funcionamiento del ventilador soplador de roscas y el ajuste de las válvulas instaladas en las mangueras de conducción de aire Verificar el ajuste del voltaje de la primera zona, si es posible disminuirlo
Molde descentrado o desnivelado con respecto a los estiradores
Verificar el centramiento del sistema de sellado y la nivelación nivelación del molde.
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DESVIACIÓN O PROBLEMA
POSIBLE CAUSA RAIZ
ACCION
Verificar el correcto perfil de Perfil de calentamiento de calentamiento, hacer los ajustes la preforma inadecuado. necesarios. Tiempo de retardo muy corto. Presión de pre-soplo muy alta.
Verificar el ajuste de este parámetro. Bajar el ajuste de esta presión, verificar su estabilidad durante el proceso.
PUNTO DE Tiempo de pre-soplo muy Aumentar el ajuste de este INYECCIÓN corto. parámetro. DESCENTRADO Varillas estiradoras torcidas. Mala rotación de la preforma en el horno Defectos en la calidad de la preforma
Verificar la linealidad de las varillas. Verificar el correcto funcionamiento del sistema de rotación de preformas. Verificar que la preforma cumpla con los estándares de calidad.
Verificar que la presión este dentro Presión de soplo muy baja. del rango y se mantenga estable durante la operación.
FONDO PARCIALMENTE FORMADO
Tiempo de soplo muy corto.
Verificar que el tiempo de soplo sea el adecuado para el formato actual.
Sistema de desgasificado del molde obstruido.
Verificar el correcto funcionamiento del sistema de des gasificado del molde.
Tiempo de pre-soplo muy largo
Verificar el ajuste de este parámetro
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DESVIACI N O PROBLEMA
POSIBLE CAUSA RAIZ Perfil de calentamiento inadecuado.
FORMACIÓN DE ESCALA O
Tiempo de pre-soplo muy corto.
DOBLE PÉTALO
Exceso de material en esta zona.
FORMACIÓN DE OMBLIGO
ACCION
Verificar el ajuste del voltaje de las zonas, a fin de obtener un perfil de calentamiento adecuado. Aumentar el ajuste ajuste de este parámetro. Ajustar los voltajes voltajes para para reducir reducir el material en esta zona. Disminuir el ajuste del tiempo de retardo.
Exceso de temperatura en la punta de la preforma.
Disminuir el ajuste del voltaje de las zonas que calientan la punta de la preforma.
Tiempo de retardo r etardo muy largo.
Verificar el ajuste de este parámetro.
Presión de pre-soplo muy baja.
Verificar el ajuste de esta presión, verificar que se mantenga estable en el tiempo. Aumentar el voltaje voltaje de la primera zona.
EFECTO LUPA EN LA PARTE SUPERIOR DE LA BOTELLA.
Exceso de material en esta zona.
Tiempo de retardo muy corto
Verificar el correcto ajuste del sistema de refrigeración de cuellos y roscas. Aumentar el ajuste ajuste de este parámetro.
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DESVIACI N O PROBLEMA
POSIBLE CAUSA RAIZ Defecto del fondo del molde.
Verificar el correcto estado del molde, corregir anomalías.
Refrigeración Refrigeración de los fondos insuficiente. insuficiente.
Verificar Verific ar que la temperatura y el caudal del agua de refrigeración sean los adecuados.
Tiempo de soplado muy corto
Aumentar el ajuste ajuste de este Parámetro, a fin de obtener un tiempo de moldeo o sostenimiento mayor.
Velocidad del proceso muy alta para las condiciones del proceso
Si las condiciones del proceso no pueden mejorarse, reducir la velocidad del proceso. proceso.
Tiempo de retardo muy largo
Disminuir el tiempo de retardo.
PARTE
CENTRAL
DEL FONDO DEL ENVASE SALIDA
FORMACIÓN DE ANGINA
ACCION
Fugas al momento del soplado
Verificar que no halla fugas por los sellos o las varillas. Aumentar el tiempo tiempo de pre-soplo.
Pre-soplo escaso o nulo Verificar el correcto funcionamiento de la válvula de pre-soplo. Verificar espesores del envase y ajustar los voltajes a fin de optimizar los espesores.
PERLESENCIA EN ALGUNA ZONA DEL
Perfil de calentamiento de la preforma inadecuado.
Aumentar el voltaje voltaje de las zonas adyacentes al defecto Disminuir el voltaje de la zona afectada.
ENVASE.
Preforma muy liviana para el formato.
Utilizar una preforma del peso adecuado para el formato.
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DESVIACIÓN O PROBLEMA
POSIBLE CAUSA RAIZ
ACCION
Verificar el correcto ajuste del cierre.
MARCA EXCESIVA DEL CIERRE EN LAS BOTELLAS
Mal ajuste del cierre del molde
Desajuste en el paralelismo paralelismo de las placas
Verificar el buen estado de las caras del molde Verificar el paralelismo entre las placas.
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