• Author / Uploaded
• Mauricio Jarandilla Nuñez

• Categories
• Plástico
• Extrusión
• Aluminio
• Materiales
• Química

Citation preview

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez

PROCESO DE PRODUCCIÓN DE PRINGLES I.

Definición del Producto

Pringles – Original: Ingredientes: Papas deshidratadas, aceite vegetal, grasa vegetal, almidón de trigo, maltodextrina, harina de maíz, emulgente: E-471, harina de arroz, sal. Se tiene un contenido de 182 g de presentación. Tabla 1: Información Nutricional Compuesto Por 25 g Por 100 g Valor Energético – 121 kcal/506 kJ 484 kcal/2025 KJ kcal/KJ Proteínas 1g 4,3 g Hidratos de Carbono 15 g 59 g Azúcares 0,5 g 2,0 g Grasas 6,3 g 25 g Saturadas 1,8 g 7,0 g Fibra Alimentaria 0,9 g 3,6 g Sodio 0,12 g 0,50 g Consulta el 15/09/2018. Disponible en: https://paradisealacarte.com/es/producto/pringles-classic/

Envase El éxito de Pringles se debe en gran parte a su envoltorio, inventado por Fred Baur. Consiste en un cilindro vertical de cartón que está recubierto en su interior por papel de aluminio. La tapa de plástico de la parte superior y la cobertura permiten que una vez esté abierto, el producto no pierda su frescura. Las papas tienen una forma y tamaño uniformes, pueden apilarse y así se aprovecha todo el espacio disponible, evitando que se rompan.

~1~

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez

Consulta el 15/09/2018. Disponible en: https://www.theatlantic.com/technology/archive/2011/04/the-pringle-astechnology/236903/

II.

Descripción del Proceso

Proceso 1 (Pringles) Papas Elaboración de la Masa: Es necesario 1/3 de agua, 2/3 de hojuelas de papa más un poco de maicena, una cinta transportadora lleva la mezcla a una barrena la cual la dispersa y la mezcla continua con el proceso de producción, usando 4 toneladas de presión, se enrolla la mezcla formando una gran lámina de papa. Cortes de la Masa: La lámina pasa por una máquina de cuchillas que crea formas ovaladas, un aparato quita la mezcla sobrante dejando papas planas y crudas, esta masa descartada vuelve al proceso de fabricación. Freído: Mientras las papas pasan por la freidora en aceite por 11 minutos (lo que las deja crujientes), rodillos de moldeo dan forma de paraboloide hiperbólico (cóncavo), esta forma permitirá apilarlas. Soplador de aceites e incorporación de condimentos: Después pasan por sopladores para sacar el exceso de aceite para posteriormente recibir una capa de condimentos los cuales pueden ser del tipo original, jamón, sour cream & onion, pimentón o BBQ. Envasado y Cierre: Luego caen de un contenedor a otro formando filas ordenadas, un trabajador revisa las filas de papas, después otra cinta transportadora las sacude para ordenarlas, se trasladan sobre balanzas las cuales determina las proporciones

~2~

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez por envase, cucharas automáticas mueven las filas de papas proporcionadas dentro del tubo y es golpeada la parte superior de los tubos para agrupar bien su contenido, los tubos ingresan a una máquina giratoria la cual realiza el cierre de los tubos. Toma cerca de 20 minutos el proceso de producción de un tubo Pringles.

Elaboración de Cilindro de Cartón Cortado: El proceso comienza en una maquina desenbobinadora, de control hidráulico con una capacidad de 6000 Kg. La que alimenta a un tren de corte, el mismo que se puede calibrar en varios espesores ya que de la bobina se saca varios ribetes, el ancho varía de acuerdo al diámetro del tubo a fabricarse Enrollado: Después del tren de corte esta un dispositivo que va envolviendo los ribetes en dos ejes diferentes para que exista la facilidad de maniobra, este dispositivo es de control hidráulico de tal forma que a medida que los ribetes van ganando diámetro, el dispositivo va disminuyendo paulatinamente la velocidad, de igual forma el alimentador hidráulico o (Expandrel) a medida que va disminuyendo el volumen de la bobina este a su vez va incrementando la velocidad de rotación, este tren de corte sirve para cortar bobinas de diferentes gramos. Conformado: Colocar los ribetes en el abastecedor de la máquina de conformado, el número de ribetes determina el espesor de la pared del tubo o del envase a fabricarse, posteriormente las tiras de pape pasan por un colero (aplicador de goma por ambos lados.) el cual le da la propiedad de adhesivo al papel, también se puede aplicar goma por un solo lado según sea el requerimiento del programa. Posteriormente las tiras de papel llegan hasta el cabezal conformador el cual va uniendo los papeles en forma de espiral, la velocidad del cabezal se incrementa hasta llegar a la velocidad máxima de cortado que es la que determinara el rendimiento de la máquina. Etiquetado: Son llevados por un transportador hasta la unidad de etiquetado y cortes donde se les aplica la plancha exterior de etiquetas y luego el cabezal gira de tal forma que se pone en contacto el tubo con unas cuchillas que son calibrables de acuerdo al diámetro y longitud, la cual las corta a la medida de sea da. Vuelve a girar nuevamente el cabezal de tal forma que libera todos los envases cortados, enviándolos ordenadamente hasta la máquina que se encarga de colocar el fondo del envase(cerradora) o a otra máquina en caso de llevar tapas EASYOPEN. Consulta el 15/09/2018. Disponible en: http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/5369/1/2913.pdf

Elaboración de Tapas de Plástico La materia prima que entra para la producción tapas es el Polietileno de Alta Densidad (HDPE), a partir de esto el proceso sigue los siguientes pasos: Moldeado: El HDPE ingresa a la tolva de la máquina Moldeadora, luego pasa al tornillo sin fin cuyas resistencias eléctricas lo calientan hasta derretirlo y así empieza a fluir a lo largo de este. Después, gotas de material derretido caen en cada una de las cavidades (moldes) o pares macho-hembra de la máquina. Posterior a esto, pistones neumáticos cierran dichas cavidades comprimiendo el material derretido de tal forma que adquiere la forma del molde. Un flujo de agua fría que pasa por dichas cavidades enfría el material para que luego se forme el capuchón de tapa en estado sólido. De este proceso salen los capuchones como producto en proceso.

~3~

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez Cortado: Los capuchones de tapas ingresan a una máquina Cortadora o Cutter, en la que pasan a lo largo de una cuchilla que les hace un corte para que se forme el sello de seguridad que debe romperse al momento de abrir cualquier tapa. De este proceso salen las tapas como producto final. Para todos los procesos indicados anteriormente, es necesario que paralelamente funcione un sistema de aire comprimido y enfriamiento de agua, ambos de ciclo cerrado. Consulta el 15/09/2018. Disponible en: http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/5369/1/2913.pdf

Elaboración de base metálica Formación de Banda: El acero base utilizado en la fabricación de la hojalata es del tipo bajo en carbono, este se prepara en bobinas laminadas en caliente – soldadas por sus extremos para formar una banda continua. Decapado: Seguidamente, pasa por el proceso de decapado que se realiza a una velocidad superior a los 350 metros por minuto, en baños de ácidos clorhídrico o sulfúrico calientes (entre 75ºC y 90ºC). Lavado y Secado: se realiza un intenso lavado con agua desmineralizada y un proceso de secado, la banda se calienta. Laminado: la lámina se produce en el tren tándem, constituido cajas de rodillos, donde sufre una reducción al 90% del espesor inicial, dado a lo anterior la banda sufre una serie de dislocaciones en la estructura cristalina que producen tensiones internas, aumentando su acritud y dureza por lo tanto debe pasar al proceso de recocido. Recocido: Para recuperar sus características mecánicas y, sobre todo, su planitud, la banda debe pasar por u8n proceso de recocido, que consiste en un calentamiento en torno a los 600ºC, temperatura que se mantiene el tiempo necesario, seguido de un enfriamiento controlado y se convierte en una bobina. Elaboración de Bolsas de Plástico Extrusión: Una vez que los detalles de la bolsa están totalmente definidos con el cliente, el pedido pasa a extrusión, primer paso en la cadena de transformación de la granza de polietileno en una bolsa o film de plástico. El personal de extrusión estudia el pedido y programa las máquinas (extrusoras) con los parámetros exclusivos para ese pedido en particular. Una vez programada la extrusora, se comprueban las mezclas de material y aditivos necesarios para conformar el pedido: alta o baja densidad, con o sin polietileno lineal, deslizante o antideslizante, con o sin pigmento de color, superficie porosa o lisa, etc. La granza de polietileno es transparente, por lo que es necesario añadirle pigmento para conseguir el color deseado en el material. El pigmento se mezcla con la granza en las tolvas de las extrusoras. Se añadirá uno u otro pigmento dependiendo del color que se desee. La granza y el pigmento se calientan a temperaturas cercanas a su punto de fusión, con lo que se vuelven inestables y se pueden moldear con facilidad. El material alcanza la temperatura de fusión al llegar a una hilera circular. Esta hilera moldea el material en forma de tubo, el cual es sometido de forma simultánea a un tiraje vertical y un proceso de soplado en sentido transversal, creando un auténtico globo de

~4~

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez plástico. Mediante una gradación en la temperatura de fusión, el soplado y el tiraje vertical se van conformando las características particulares del pedido: galga, tamaño, resistencia, etc. El material fundido que asciende debido a las fuerzas a las que es sometido y que luego se convierte en un globo, se va enfriando progresivamente y va volviendo a su temperatura normal y estable. Según se va enfriando se va recogiendo en forma de bobina, lo que conforma un rollo de película tubular. En muchas ocasiones, la bobina de película de plástico es tratada con una descarga eléctrica que oxida la superficie del plástico y que facilita la adherencia de las tintas en el material. Básicamente, se trata de abrir con las descargas eléctricas unos poros en la superficie de la bolsa para que la tinta quede bien impregnada y anclada en el proceso de impresión. El proceso se termina en esta etapa para algunos productos que se transforman. Tal es el caso del material retráctil o de las láminas (tubo, semitubo o lámina) en bobinas sin imprimir. En estos casos, las bobinas se pesan, se embalan correctamente para protegerlas de golpes y polvo en el transporte y se preparan para ser entregadas al cliente. Para los productos que lleven algún tipo de impresión, tales como una bolsa camiseta impresa o el símil papel impreso, el siguiente proceso es la impresión. Los productos que no vayan a ser impresos pasan directamente a corte. Impresión: Las bobinas con el material proveniente de extrusión se introducen en un extremo de las rotativas flexográficas y se hace pasar la película de polietileno por unos rodillos y tinteros hasta que llegan al otro extremo con la tinta seca. Este proceso puede parecer muy sencillo en un principio pero es uno de los más complicados. Una ligera variación en las proporciones de las tintas, en la velocidad o en el tiempo de secado puede provocar que la impresión deseada sea totalmente distinta a la resultante. De la misma forma, los clichés con el diseño a imprimir en la bolsa han de estar perfectamente sincronizados para que el dibujo y/o el texto no salgan descuadrados en la impresión final. El procedimiento termina aquí para productos tales como polietileno retráctil impreso o láminas en bobinas impresas. Se pesan, se embalan y pasan al almacén para ser posteriormente servidos a los clientes. El resto de los productos pasan a corte. Cortado: Una vez que las bobinas impresas o no impresas llegan a corte, lo primero que se hace es programar la cortadora con los parámetros necesarios para darle la forma que se desee, bien sea una bolsa camiseta, tipo mercadillo o una simple lámina. Se ajustan el ancho del producto, el alto, las medidas del fuelle (sí procede), la altura y ancho de las asas (sí procede), etc. Normalmente, se fabrican las bobinas de polietileno destinadas a bolsas de plástico con un ancho que es el doble o el triple del ancho real de la bolsa (en ocasiones incluso puede llegar a ser el cuádruple. De esta forma, con el doble de ancho de la bobina sólo se necesitará la mitad de los metros de material para hacer el mismo número de bolsas). La única tarea que habrá que realizar es dividir el material de forma longitudinal en dos, tres o cuatro partes, como se puede observar en la foto.

~5~

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez A continuación, y sólo para las bolsas tipo camiseta y algunas de asa troquelada, se les hace un fuelle o dobladura, que en el caso de las bolsas camiseta dará lugar a las asas, y en el de las asas troqueladas aumentará el tamaño de la base de la bolsa. Posteriormente, se procede a dividir el film de forma transversal mediante una cuchilla y unos cabezales que cortan y sueldan la base y la cabeza de las bolsas. La misma cortadora va formando paquetes de X bolsas (según clientes) y una vez completado cada paquete, se le extrae una parte de plástico a la bolsa dando forma al asa (troquelada) o a las asas (camiseta). Los paquetes de bolsas son depositados sobre una cinta transportadora que acerca las bolsas a un operario. Éste las introduce en fundas y las ensaca en el correspondiente embalaje. Los fardos con las bolsas son paletizados y pasan al almacén para ser posteriormente enviados a los clientes. Durante todo el proceso de extrusión, impresión y corte se siguen unos controles de calidad para comprobar que el producto es conforme con los deseos del cliente y con los estándares de calidad. En caso negativo, el producto es retirado de la cadena de producción y reciclado en su totalidad para volver a reutilizarlo en la fabricación de bolsas de basura.

III.

Diagrama del Proceso

IV.

Selección Tecnológica

~6~

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez Este equipo incluye freidoras calentadas por tuberías de inmersión de gas así como de unidades suministradas por cambiadores de calor externo. Hay un sistema transportador especial que empuja cualquier rebanada flotante debajo de la superficie del aceite y disminuye su avance hasta que ellos reciban suficiente tratamiento de calor.

V.

Diagrama de Flujo del Proceso Almacenado de la Materia Prima

Agua

Lavado en la Tolva Pelado

Separado

Cortado o Rebanado

Moldeado y Lavado Secado

Fritado

Enfriamiento y ~7~ Escurrido

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez

Seleccionado de papas

Aditivos

Papas Observadas

Incorporado de Condimentos

Envasado y Empaquetado Consulta el 15/09/2018. Disponible en: https://es.slideshare.net/WEAREPANAMA/142015910-procesodepapasfritas

VI.

Balance Másico 1000 kg/h

Almacenado de la Materia Prima

20 kg/h 980 kg/h

Agua: 994 lit

Lavado en la Tolva 989,94 kg/h

Agua: 1989 lit

Pelado

197,98 kg/h 791,96 kg/h

Separado

9,97 kg/h 781,99 kg/h

Cortado o Rebanado

174,33 kg/h 607,66 kg/h

Moldeado y Lavado

140,2 kg/h 513,03 kg/h

Secado

9,97 kg/h 503,06 kg/h

~8~

IND – 836 Diseño de Procesos Industriales I Elaborado por: Mauricio Jarandilla Nuñez Aceite: 503 L/h

Fritado

25,15 kg/h 477,91 kg/h

Enfriamiento y Escurrido

41,03 kg/h 518,94 kg/h

Seleccionado de papas

16,10 kg/h 502,84 kg/h

Aditivos: 12,9 kg/h

Incorporado de Condimentos 515,74 kg/h

Envasado y Empaquetado 515,74 kg/h Consulta el 15/09/2018. Disponible en: https://es.slideshare.net/WEAREPANAMA/142015910-procesodepapasfritas

~9~