El aire comprimido fiable contribuye a mantener en marcha la producción de envases de papel. Desde el posicionamiento neumático y los controles de las máquinas hasta la formación de cajas de cartón y la manipulación posterior, un suministro de aire constante garantiza el funcionamiento coordinado de los equipos.
En el caso de las plantas de envasado de papel de Malasia, a la hora de seleccionar los compresores también hay que tener en cuenta las condiciones de funcionamiento cálidas y húmedas, el polvo de papel y las variaciones en la demanda de producción. Este caso práctico explica cómo un sistema de UMW Air puede satisfacer estos requisitos en una planta de transformación de cartón de tamaño pequeño a mediano.
Perfil del cliente
La planta que se muestra en el ejemplo transforma las láminas de cartón ondulado adquiridas en cajas de envío y embalajes exteriores de uso general. Sus operaciones incluyen la impresión, el troquelado, el plegado y el encolado, así como el embalaje final.
La planta funciona en dos turnos, y el uso de los equipos varía en función del volumen de los pedidos y del calendario de producción. Durante los periodos de mayor actividad, es posible que varias máquinas consuman aire comprimido al mismo tiempo, mientras que la demanda disminuye durante los cambios de producción y los ajustes.
| Artículo | Condiciones ilustrativas del proyecto |
|---|---|
| Sector | Fabricación de cajas de cartón ondulado y envases de papel |
| Ámbito de producción | Transformación de láminas de cartón ondulado adquiridas; excluida la fabricación de papel |
| Horario de funcionamiento | Aproximadamente 16 horas al día |
| Principales consumidores de aire | Cilindros neumáticos, válvulas, mecanismos de posicionamiento y dispositivos de manipulación posteriores |
| Presión de entrada requerida del equipo | Se estima que es de 6-7 bar, según las especificaciones del equipo |
| Demanda máxima simultánea de aire | Se ha tomado como valor de referencia 2,8 m³/min, expresado como caudal de aire libre equivalente |
| Patrón de demanda | Alternando entre períodos de producción y de cambio de línea simultáneos |
| Prioridades principales | Presión estable, eliminación de humedad, funcionamiento con carga variable y mantenimiento sencillo |
Estas condiciones ilustran el proceso de selección. Los requisitos reales dependen del equipo instalado y de su ciclo de funcionamiento.
Dónde se utiliza el aire comprimido
El aire comprimido se utiliza principalmente para accionar actuadores neumáticos y mecanismos de control dentro de los equipos de producción. Los usuarios concretos de aire dependen del diseño de la máquina y del nivel de automatización. Las aplicaciones de envasado suelen incluir el posicionamiento, el conformado de cajas de cartón, la manipulación y la clasificación.
| Fase de producción | Usos habituales del aire comprimido | Requisitos principales de suministro |
|---|---|---|
| Impresión y manejo de hojas | Mecanismos neumáticos de posicionamiento, sujeción y ajuste | Presión constante para un desplazamiento fiable |
| Ranurado y troquelado | Dispositivos neumáticos de sujeción, posicionamiento y auxiliares | Presión suficiente durante el accionamiento simultáneo |
| Plegado y encolado | Actuadores neumáticos, mecanismos auxiliares de prensado y expulsión | Funcionamiento fiable a lo largo de todo el ciclo de producción |
| Embalaje final y manipulación | Sistemas de flejado, empuje y desvío equipados con sistemas neumáticos | Capacidad para hacer frente a picos de demanda intermitentes |
Los sistemas de vacío y los sopladores de baja presión utilizados para la manipulación de láminas deben evaluarse por separado. Los equipos alimentados por una bomba de vacío o un soplador independientes no deben incluirse automáticamente en la demanda de aire del compresor de tornillo.
Tres retos clave relacionados con el aire comprimido
1. Fluctuaciones de presión durante el funcionamiento simultáneo
La presión de descarga del compresor por sí sola no indica si todas las máquinas de producción reciben la presión adecuada.
Los secadores, los filtros, las tuberías y los accesorios provocan pérdidas de presión. Cuando varias máquinas funcionan al mismo tiempo, los equipos situados en el extremo más alejado de la red de distribución pueden sufrir una presión de entrada insuficiente.
Por lo tanto, el sistema debe diseñarse en función de la presión mínima necesaria en la entrada del equipo. Los ajustes del compresor deben tener en cuenta las pérdidas en el tratamiento y la distribución, mientras que la capacidad del depósito debe comprobarse en función de los picos de demanda breves y las fluctuaciones de presión admisibles.
2. Control de la humedad en condiciones de alta humedad
La humedad presente en el aire comprimido puede favorecer la corrosión, afectar a los equipos situados aguas abajo y aumentar los riesgos de contaminación. La elección del secador debe partir del punto de rocío a presión requerido y tener en cuenta las condiciones reales de funcionamiento.
En este ejemplo, un secador refrigerado se encarga de eliminar la humedad de los equipos neumáticos en general, con la ayuda de purgadores automáticos de condensado.
La capacidad del secador debe comprobarse a la temperatura de entrada prevista, a la temperatura ambiente y a la presión de funcionamiento. Si se ajusta su caudal nominal a la potencia nominal del compresor sin aplicar los factores de corrección pertinentes, el sistema podría quedar sobredimensionado.
Cuando el aire entre en contacto con superficies de papel o con el interior de los envases, deben evaluarse por separado los requisitos relativos a partículas, humedad y aceite.
3. Variaciones en la demanda entre series de producción
Las dimensiones de las cajas, los tamaños de los lotes y las fases de procesamiento varían según los pedidos. Como consecuencia, es posible que el compresor pase bastante tiempo funcionando por debajo de su capacidad máxima.
Dentro de su rango de funcionamiento, un compresor de velocidad variable puede ajustar su rendimiento para adaptarse a estos cambios. El ahorro energético real depende del perfil de carga, los ajustes de presión, las fugas y la configuración del suministro existente, por lo que el rendimiento debe evaluarse a partir de los datos de funcionamiento.
Solución propuesta: UMW Air Compresor de aire de tornillo integrado Prime de 22 kW
En el perfil de demanda ilustrativo, un Compresor UMW Air Prime de 22 kW con una configuración de 8 bar es un candidato en la selección preliminar. El sistema combina compresión, almacenamiento de aire, secado por refrigeración y filtración para los equipos neumáticos generales de la planta.
Partiendo de la demanda máxima estimada y de una asignación preliminar de 15%:
Capacidad inicial necesaria = 2,8 × 1,15 = 3,22 m³/min
Este margen se utiliza únicamente a efectos del ejemplo de cálculo. El dimensionamiento definitivo debe tener en cuenta el funcionamiento simultáneo, las fugas, la ampliación prevista y las condiciones del emplazamiento.
| Componente | Configuración propuesta y finalidad |
|---|---|
| Compresor | Compresor de tornillo de velocidad variable con imanes permanentes Prime de 22 kW |
| Configuración de la presión | Configuración de 8 bar, con parámetros de funcionamiento determinados por los requisitos del equipo y las pérdidas de presión del sistema |
| Caudal de aire de referencia | Aproximadamente 3,76 m³/min; compruébalo con los datos de rendimiento nominal del modelo seleccionado a la presión requerida. |
| Depósito de aire | Depósito integrado de 340 litros; evalúa la posibilidad de aumentar la capacidad de almacenamiento si los picos de demanda de corta duración son significativos |
| Secador de aire | Secador refrigerado dimensionado según los requisitos reales de temperatura, presión y punto de rocío |
| Filtración | Filtración en tres etapas seleccionada para cumplir con los requisitos de calidad del aire, con control de la caída de presión en los filtros |
| Drenaje de condensados | Drenajes automáticos adecuados en los puntos de almacenamiento y tratamiento de aire |
| Control | Ajuste de la producción en función de la demanda, con supervisión del estado operativo |
La configuración Prime integrada es ideal para instalaciones que buscan una solución compacta con menos conexiones in situ y un acceso centralizado para el mantenimiento.
Si la incorporación de nuevas líneas de producción aumenta considerablemente la demanda continua, conviene revisar el cálculo de la capacidad para determinar si resulta más adecuado un sistema de tipo split de la serie Core.
Instalación y mantenimiento en un entorno de embalaje de papel
El polvo de papel puede acumularse en los filtros de admisión del compresor y en las superficies del enfriador. El compresor debe instalarse en una zona bien ventilada, con una exposición al polvo relativamente baja, lejos de los puntos de recogida de residuos de troquelado.
También debe reservarse el espacio adecuado para la circulación del aire de refrigeración y el acceso para el mantenimiento.
Entre las prácticas operativas recomendadas se incluyen:
- Comprueba la presión en el equipo: Anota la presión de entrada en la máquina más alejada mientras varias máquinas están en funcionamiento.
- Controla el secado y el drenaje: Comprueba periódicamente el funcionamiento de la secadora y los desagües automáticos para detectar a tiempo los problemas de humedad.
- Adapta la frecuencia de limpieza en función de la cantidad de polvo: Las inspecciones de los filtros y los refrigeradores deben basarse en los niveles reales de contaminación.
- Controla las fugas y el consumo en ralentí: Revisa las mangueras, los racores y las válvulas, y desconecta las ramificaciones de producción que no se utilicen.
- Planificar el tiempo de inactividad por mantenimiento: En caso de que la producción no pueda interrumpirse durante el mantenimiento del compresor, evalúa la posibilidad de utilizar equipos de reserva o una conexión de suministro temporal.
En el caso de los envases destinados al contacto con alimentos, comprueba por separado los requisitos del cliente en materia de calidad del aire y verificación. Un compresor de tornillo lubricado equipado con filtros convencionales no debe describirse automáticamente como un compresor que suministra aire sin aceite.
Objetivos de rendimiento y verificación
El sistema propuesto tiene como objetivo dar respuesta a los picos de demanda de producción, mantener un nivel adecuado de sequedad del aire y adaptarse a las variaciones de carga. Estos objetivos deberán verificarse tras la instalación.
| Objetivo | Método de verificación recomendado |
|---|---|
| Mantener la presión durante los picos de demanda | Registrar la presión mínima de entrada del equipo durante el funcionamiento simultáneo |
| Reducir el riesgo de que haya agua en estado líquido en la red | Comprueba el punto de rocío a presión, el funcionamiento del drenaje y si hay indicios de agua más adelante. |
| Adaptarse a los cambios en la demanda de aire | Registrar la carga del compresor en los distintos turnos y horarios de producción |
| Evaluar el rendimiento energético | Comparar el consumo de electricidad en condiciones de producción y funcionamiento similares |
| Mejorar la planificación del mantenimiento | Realizar un seguimiento de la caída de presión del filtro, los intervalos de limpieza y las alarmas del equipo |
Un sistema de aire comprimido adaptado a tu planta de envasado
La elección de un compresor de aire para una planta de fabricación de cajas de cartón ondulado o de envases de papel requiere un conocimiento claro de la presión, la demanda simultánea, la calidad del aire y las horas de funcionamiento.
El compresor, el depósito, el secador, los filtros y la red de distribución deben funcionar de forma coordinada para cumplir dichos requisitos.
UMW Air puede ayudarte a evaluar los equipos y las configuraciones de tratamiento de aire más adecuados en función de tu lista de máquinas, los parámetros de funcionamiento y las condiciones de instalación. Facilítanos los requisitos de presión de tus equipos, el consumo de aire y el horario de funcionamiento diario para comenzar con una selección inicial.
