Menos consumo de energía y mayor calidad de retractilado - Krones

El túnel de retractilado es uno de los componentes que más energía consume dentro de una línea de llenado y embalaje. Por eso, la pregunta clave es: ¿Cómo dosificar el calor necesario de la forma más controlada y, por tanto, más eficiente posible? Krones ha abordado precisamente esta cuestión en profundidad y ha perfeccionado el túnel de retractilado para la Variopac Pro. La iniciativa surgió de la práctica.

Cuando las botellas de PET se embalan en film termorretráctil, en pocos segundos ocurre más de lo que parece a simple vista. Durante este proceso se trata de obtener estabilidad y calidad en el embalaje, pero sobre todo de energía y es que el film se calienta, se retractila y después se enfría, un proceso que requiere una elevada potencia térmica y, al mismo tiempo, la máxima precisión. Y es precisamente ahí donde radica el reto técnico. Si durante el calentamiento el film se ve sometido a turbulencias de aire excesivas, se pierde el control del proceso. El film se mueve de forma inestable, puede adherirse a botellas frías o bien deformarse de forma irregular. “Nuestro objetivo es pues generar un flujo de aire dirigido y estable que transporte la energía exactamente allí donde se necesita: al embalaje y no al entorno”, explica Marcus Kreis, Head of Process Engineering, Packaging Technology en Krones. Esto suena sencillo de entrada, pero en la práctica es muy demandante. Para lograrlo, Krones ha seguido perfeccionando el diseño del túnel de retractilado.

La idea se concretó a raíz de la estrecha colaboración con Adelholzener Alpenquellen GmbH. Este fabricante bávaro de bebidas es sinónimo de máxima calidad del producto y de un uso responsable de los recursos naturales. En el túnel de retractilado de una línea existente de PET no retornable se detectó potencial de optimización en el consumo de energía y en la calidad del retractilado, y aquí entró en juego el equipo de Tecnología de Embalaje de Krones: mediante ajustes específicos de los parámetros se lograron inicialmente mejoras, quedando claro al mismo tiempo que mediante modificaciones en el diseño también se obtendrían ganancias adicionales en la eficiencia.

Pero no solo se benefició Adelholzener Alpenquellen de los resultados obtenidos, sino que dichos conocimientos también confluyeron de manera directa en el perfeccionamiento general del túnel de retractilado energéticamente eficiente. El primero de su categoría lleva aproximadamente un año funcionando en una nueva línea de Adelholzener Alpenquellen. Herbert Schrobenhauser, del área de tecnología de automatización y gestión energética de Adelholzener, comenta: “Desde el primer día de la puesta en marcha fueron registrados y documentados de manera permanente los datos de consumo. Se comprobó con satisfacción que el consumo total de electricidad del nuevo túnel de retractilado pudo reducirse adicionalmente en comparación con el túnel existente perfeccionado, y eso a pesar de que el rendimiento de la línea era mayor”.

Perfeccionamiento del túnel de retractilado

A raíz de este proyecto conjunto, Krones definió tres enfoques clave de desarrollo que hoy pueden implementarse como opciones adicionales de ahorro energético.

Aporte de energía específico: cámara inferior variable

Un primer punto de partida para mejorar la eficiencia fue la cámara inferior del túnel de retractilado. En líneas convencionales, el aire caliente entra por abajo cubriendo todo lo ancho del túnel, al margen de si ese ancho se aprovecha por completo o no, y es precisamente en producciones de una sola vía o con embalajes más estrechos donde entra energía innecesariamente en zonas sin producto.

En el túnel de retractilado perfeccionado por Krones, ya es posible adaptar con precisión la anchura de la cámara inferior al formato correspondiente mediante placas divisorias integradas. El aire caliente solo se activa donde realmente hay producto. De este modo se reducen notablemente el caudal volumétrico de aire y la potencia calorífica. “Hasta ahora calentábamos toda la superficie base del túnel”, afirma Marcus Kreis. “En el túnel de retractilado energéticamente eficiente concentramos la energía en el ancho realmente utilizado”. El efecto de este ajuste se aprecia especialmente en líneas que procesan formatos distintos.

Hasta ahora calentábamos toda la superficie base del túnel. En el túnel de retractilado energéticamente eficiente concentramos la energía en el ancho realmente utilizado. Erwin Hächl Marcus KreisHead of Process Engineering, Packaging Technology en Krones

Distribución homogénea de la temperatura: calentamiento superior integrado

El segundo avance hace referencia a la distribución del calor dentro del túnel. Hasta ahora, la energía se introducía principalmente por los laterales y por abajo. Para hacer llegar suficiente calor al centro del embalaje, se necesitaba un elevado caudal de aire.

En la parte posterior del túnel, justo antes de que el embalaje salga del proceso de retractilado, nuevos elementos calefactores introducen calor adicional desde arriba a fin de concluir el proceso de forma controlada. “Si puedo hacer llegar la temperatura desde arriba, no necesito forzarla con aire por los laterales”, explica Marcus Kreis. “Esto hace que el proceso sea más tranquilo y estable”. El resultado es un calentamiento del embalaje más uniforme y un retractilado más homogéneo, con menor demanda de aire. Además de reducir el balance energético, mejora la calidad porque el film se retractila de manera más regular en la parte superior.

Eficiencia basada en el flujo: nueva geometría de las paredes huecas perforadas

El mayor beneficio en eficiencia se obtiene con la nueva geometría de las paredes huecas perforadas. Para entenderlo: el embalaje se transporta a través del túnel sobre una cinta de malla metálica. Cuando se inyecta mucho aire caliente por abajo, esta cinta se calienta considerablemente y luego tiene que enfriarse en el retorno, es decir, que aquí se trata de un ciclo continuo de calentamiento y enfriamiento que incrementa considerablemente el consumo energético.

Las placas laterales de distribución de aire han sido rediseñadas para generar un flujo dirigido ligeramente hacia arriba, creando así en la parte inferior un remolino de aire controlado. Esto permite guiar más el proceso a través del flujo lateral, reduciendo así significativamente el aire caliente que se inyecta por abajo.

Además del ahorro energético, este flujo estabiliza el embalaje durante el proceso de retractilado y mejora la conformación del film. “Este flujo de aire favorece la correcta formación de las aberturas laterales del film, estabilizándolo, sin necesidad de introducir grandes cantidades de energía por abajo”, describe Marcus Kreis. Al pasar menos aire caliente a través de la cinta, esta se calienta menos, lo que reduce la demanda de enfriamiento en el retorno y, por consiguiente, el consumo total de energía por parte del túnel de retractilado. Aquí es donde radica el mayor potencial de ahorro.

Esta nueva tecnología geométrica de las paredes huecas perforadas también es adaptable a túneles existentes, lo que permite mejorar la eficiencia no solo en líneas nuevas, sino también en las que ya están operativas.

Este flujo de aire favorece la correcta formación de las aberturas laterales del film, estabilizándolo, sin necesidad de introducir grandes cantidades de energía por abajo. Erwin Hächl Marcus KreisHead of Process Engineering, Packaging Technology en Krones

Tres medidas, un objetivo: máxima eficiencia energética

Los tres enfoques tienen un objetivo común: dirigir la energía en el proceso de retractilado de forma más precisa hacia allí donde realmente se necesita.

Las cifras de Adelholzener evidencian el potencial de ahorro de este paquete completo de medidas: para botellas de 0,5 litros, el consumo previsto del túnel anterior era de 97,2 kilovatios, y para botellas de 1,0 litro, de 99,7 kilovatios. En cambio, con el nuevo túnel de retractilado, se midieron consumos de solo 57 kilovatios y 64 kilovatios, respectivamente, lo que supone una reducción del 40 por ciento. La mayor contribución proviene de la nueva geometría de las paredes huecas perforadas, aunque el ahorro es resultado de un concepto energético integral optimizado en el que las tres medidas se engranan con precisión. “Podemos garantizar a nuestros clientes un ahorro mínimo de energía del 20 por ciento”, afirma Marcus Kreis. En función de la aplicación, pueden alcanzarse valores significativamente mayores, como muestra el ejemplo de la Adelholzener Alpenquellen. Erwin Hächl, director de gestión central de proyectos, comenta: “Estamos más que satisfechos de que las medidas de optimización y desarrollo hayan provocado una reducción significativa del consumo energético en la nueva Variopac Pro”.

Gracias a la revisión de nuestro túnel de retractilado, podemos garantizar un ahorro mínimo de energía del 20 por ciento. Erwin Hächl Marcus KreisHead of Process Engineering, Packaging Technology en Krones

El perfeccionamiento del túnel de retractilado es un ejemplo de cómo Krones aplica tecnológicamente su estrategia de sostenibilidad. El objetivo es reducir el consumo de energía y recursos a lo largo de todo el ciclo de vida de una línea, sin comprometer el rendimiento ni la calidad. Es precisamente en el proceso de retractilado, tradicionalmente intensivo en el consumo de energía, donde se aprecia claramente el potencial de mejora en el diseño. Menor consumo energético significa menores costes operativos y una mejor huella de CO₂, una ventaja tanto para los gestores de líneas como para el medio ambiente. La eficiencia energética y la calidad de retractilado no son excluyentes, sino el resultado de un flujo de aire controlado con precisión.