Separación de cápsulas: 5 pasos para reducir tiempo y desperdicio

¿Ha escuchado alguna vez la frase de que menos es más? Esto aplica no sólo para temas de diseño y arquitectura, sino también para áreas de manufactura en general. Por ejemplo, en el proceso de fabricación de cápsulas duras, los retos de la separación pueden ser resueltos en muchos casos, simplemente con la reducción de la presión del vacío. 

Desde nuestro equipo de servicio técnico, compartimos las siguientes prácticas que le ayudarán a superar los problemas más frecuentes en la separación de las cápsulas, al tiempo que le permitirán reducir el desperdicio de material y el uso de los equipos:

• • Acceder, revisar y controlar la presión del vacío en la máquina de llenado, en todo momento  
  • Cumplir todos los requerimientos de vacío del fabricante original
  • Entender el funcionamiento de las cápsulas vacías

• Configurar y controlar continuamente las condiciones de las máquinas

• Minimizar los efectos de las funciones de la máquina de llenado para asegurar una óptima operación general

Es posible separar el proceso de llenado de las cápsulas en funciones individuales de la máquina para asegurar una operación más fluida y eficiente. Estas funciones son: rectificación, separación, llenado, expulsión de cápsulas defectuosas, cierre, expulsión y limpieza de las herramientas.

En el primer paso, las cápsulas se orientan en la posición adecuada y se ubican en la máquina, luego viene la etapa de separación de las cápsulas, donde se aplica presión de vacío para separar la tapa del cuerpo. La separación se considera exitosa, cuando las tapas se quedan ubicadas en la herramienta superior y los cuerpos, se mantienen en la herramienta inferior, sin daños y antes de que la herramienta avance hasta la estación de llenado. 

Una separación defectuosa se evidencia de múltiples maneras, pero la más común es cuando las cápsulas no se separan y la máquina las expulsa. No obstante, existen otros signos de problemas de separación como la pérdida de tapas o cuerpos, la generación de agujeros, los defectos en los pliegues del cuerpo y otros. Estos problemas se originan por una mala configuración de las funciones de separación y generan disminución de la productividad.

El indicador de vacío y la válvula de alivio de presión

Edwards Deming (ingeniero y asesor independiente norteamericano) afirmó: “No puedes manejar lo que no puedes medir”. Esto muy relevante para los procesos de manufactura de cápsulas vacías, pues muchos de los problemas con los que se encuentran los expertos en servicio técnico, están relacionados el mal funcionamiento de la válvula de vacío.

Carecer del correcto funcionamiento de dicha válvula es cómo manejar un automóvil en la lluvia con los parabrisas dañados. La visibilidad es mínima y la capacidad de reaccionar es limitada.

La mayoría de las válvulas industriales manejan un indicador de medición por barras o pulgadas de mercurio y con el paso del tiempo, los indicadores pueden verse obstruidos con partículas de producto o simplemente dañarse. Cuando esto sucede, deben reemplazarse inmediatamente, ya que su función es permitir la configuración y medición adecuada de los niveles de vacío. 

Una práctica común pero errónea es operar el equipo con toda la presión de vacío disponible, lo que conlleva a problemas como la dificultad de notar el surgimiento de agujeros o a que las tapas no se asienten correctamente en los orificios de las herramientas, lo que hace que estas caigan sobre la tabla del equipo. 

Para ajustar adecuadamente el vacío en una línea de producción, los operadores deben reducir la presión de vacío (usando una válvula de alivio de presión) hasta que no se presenten más casos de falta de separación. 

Luego, el operador debe incrementar paulatinamente la presión de vacío hasta que se alcance la separación completa, monitoreando el indicador para asegurarse de no aplicar un exceso de vacío en las cápsulas, que pueda generar daños.

Adicional a prevenir defectos de producción, el uso de un indicador que funciona correctamente ayuda al operador a solucionar situaciones indeseadas con mayor confianza y rapidez. Es común ver a operarios medir dichas situaciones de manera subjetiva como a través de la sensación de succión de las mangueras o por el sonido que genera el flujo del vacío. Esto se evita, con el correcto funcionamiento del indicador de presión.

Cumplir todos los requerimientos de vacío del fabricante original

Muchos problemas de servicio técnico se originan por no contar con el nivel de vacío recomendado por el fabricante de la máquina. En muchos casos, la bomba de vacío no está configurada apropiadamente de acuerdo con el tipo de máquina. 

Un exceso de vacío puede generar que las cápsulas no se asienten bien en la herramienta; lo cual también puede ocurrir cuando la bomba está muy alejada de la máquina de llenado, pues entre más espacio exista entre la bomba y la máquina, menor será el nivel de vacío. 

Al medir el nivel de vacío en el indicador de la máquina de llenado (no de la bomba) debería obtener el nivel recomendado por el manual del fabricante del equipo. Este nivel puede diferir de una marca a la otra, debido a las diferencias de diseño y capacidad.

La fuerza necesaria para abrir las cápsulas (denominada fuerza de pre-bloqueo) diferirá de un proveedor de cápsula a otro, por las diferencias en el diseño de los pines. Otras fluctuaciones adicionales en la fuerza de pre-bloqueo pueden presentarse con base en las variaciones de los procesos de manufactura. Para prever estas diferencias, evalúe sus procesos y asegúrese de poder ajustar oportunamente el vacío disponible tanto para el máximo como para el mínimo nivel recomendado por el fabricante del equipo.

Hay que evitar las variaciones excesivas dentro del mismo lote o caja de cápsulas, ya que esto genera que los operadores tengan que ajustar constantemente entre cápsulas sueltas y apretadas que corren simultáneamente, lo que al final implica desperdicio de cápsulas y material.

Expectativas del uso de las cápsulas vacías

Las cápsulas vacías datan de hace más de 100 años y, a pesar de que se han realizado mejoras importantes en su diseño, la estructura principal sigue siendo la misma. Las cápsulas antiguas que sobreviven a nuestro tiempo muestran que las predecesoras de las cápsulas modernas no contaban con cuñas de cierre que ayudarán a garantizar que la cápsula se mantuviera cerrada, ni tampoco cuñas de ventilación. Estas características son estándar en la actualidad y obedecen a mejoras que favorecen el rendimiento y el almacenamiento de las cápsulas.

Las expectativas actuales sobre el desempeño de las cápsulas vacías están más altas que nunca. Los quipos modernos logran encapsular polvos, pellets, tabletas y líquidos a velocidades de 400.000 cápsulas por hora, y si considera que el tiempo disponible para la separación apropiada de las cápsulas, es de tan solo segundos, se evidencia que tanto los equipos como las cápsulas modernas deben tener un desempeño superior. 

Las cápsulas vacías llegan a la máquina de llenado en una posición de pre-cierre. Las cuñas de cierre son unas hendiduras pequeñas de forma oval, ubicadas en el perímetro de la tapa de la cápsula, que sobresalen hacia el interior de la tapa y generan un bajo nivel de fricción de la tapa con el cuerpo, lo que mantiene estas partes unidas, hasta que la cápsula es cargada y asentada en la máquina de llenado.

La fuerza necesaria para hacer el pre-cierre debe ser firme, pero a la vez lo suficientemente ligera como para poder abrir la cápsula con los dedos. Las cápsulas vacías que tienen un pre-cierre ligero permiten el uso de vacío al nivel más mínimo. Es importante tener acceso a ajustes adicionales durante este proceso, ya que los equipos y sistemas pueden acumular producto durante la línea de producción, lo que puede afectar la separación. 

También es importante tener en cuenta que el tamaño correcto de la cápsula favorece la separación adecuada de sus partes. Si el diámetro de la tapa es muy ancho, por ejemplo, puede generar constricción cuando ingrese en la parte superior del equipo, lo que a su vez aprieta el cuerpo, impidiendo que este se separe correctamente de la tapa. Es como si se pusiera un cinturón muy ceñido alrededor de la tapa de la cápsula, lo que obviamente impediría que el cuerpo se separe de esta.

Por el contrario, si el cuerpo de la cápsula es muy ancho, pone una presión excesiva en el interior de la pared de la tapa, causando fricción e impidiendo la separación de las partes. 

El almacenaje y el manejo de las cápsulas también puede afectar la separación. Los proveedores de cápsulas vacías deben proveer el listado de condiciones apropiadas de temperatura y humedad de cada caja de cápsulas producidas. 

Un rango aceptable de temperatura para cápsulas de gelatina es de 59 a 77 grados Fahrenheit o de 15 a 25 grados Celsius. Para cápsulas HPMC (Hidroxipropilmetilcelulosa), el rango adecuado es de 59 a 86 grados Fahrenheit, o de 15 a 30 grados Celsius. 

En términos de temperatura, los problemas más comunes son: almacenar las cápsulas en bodegas que no cuenten con la temperatura ambiente adecuada o dejar las cápsulas en las tolvas de las máquinas por tiempos de inactividad demasiado prolongados. Si su equipo va a quedarse quieto por más de un par de horas, es necesario remover las cápsulas vacías y reubicarlas en un contenedor sellado.

En el espectro opuesto de los problemas de separación, están las cápsulas que se abren antes de que ingresen en la máquina de llenado, conocidas como piezas sueltas. Estas partes usualmente son rechazadas en el proceso de rectificación, pero también pueden ocasionar que los cargadores se atasquen, lo que obliga a los operarios a detener el proceso para limpiarlos. 

La baja humedad también puede aumentar la cantidad de piezas sueltas, debido al incremento de la electricidad estática.  Las cápsulas vacías se desempeñan mejor cuando la humedad en la máquina de llenado es superior al 35%. 

Otros factores que contribuyen a la generación de piezas sueltas, es aplicar una fuerza de pre-cierre muy débil, manejar las cápsulas de forma brusca o usar procesos de transferencia de cápsulas neumáticos, con una turbulencia o fuerza excesiva.

Configuración y revisión de condiciones óptimas de la máquina de llenado 

Cuando las cápsulas pasan del proceso de rectificación al de separación, los dedos del cargador las empujan de arriba abajo, desde el bloque de rectificación hacia la herramienta. Antes de llegar allí, las cápsulas deben estar completamente verticales y posicionadas exactamente encima de los orificios. Si las cápsulas entran en contacto con el segmento superior antes de que ingresen en los agujeros, se cerrarán y no podrán ser separadas. Ajustar los dedos del cargador horizontal de manera frecuente, resuelve este problema. 

Los segmentos superiores e inferiores que reciben las cápsulas del proceso de rectificación también deben estar alineados y limpios para permitir que las cápsulas ingresen fácilmente en los orificios, separándose.

La distancia entre las paredes de la cápsula y el equipo es de apenas una milésima de pulgada, por lo que cualquier discrepancia causada por una mala alineación, por orificios sucios o por daños en las paredes de la herramienta, pueden afectar el proceso de separación.

Los segmentos superiores e inferiores deberían estar siempre alineados sin dificultad ni partes sueltas. Para equipos que usan caja de engranajes para el movimiento de torreta, es imprescindible realizar mantenimientos técnicos periódicos de alineación de la herramienta para asegurar que la posición de los segmentos esté centrada con respecto a las estaciones auxiliares durante el proceso de traslado de la torreta, especialmente desde la estación de cierre de la cápsula hasta la estación de separación. 

La caja de engranajes puede desviarse del centro con respecto al orificio de la mesa, a menudo como resultado de un choque de la máquina. Para revisar esto, es necesario alinear los segmentos en la estación de cierre y ajustarlos en su lugar, luego se debe pasar la máquina por cada estación sucesiva hasta la estación de separación, deteniéndose en cada posición para asegurarse de que los pines de alineación caigan en su lugar.

Varias máquinas comerciales usan pines de separación, lo que ayuda a controlar el descenso de las partes de la cápsula en la herramienta. La distancia correcta de los pines es de 1/16 de pulgada a un 1/8 de pulgada (1.5mm a 3mm), desde la punta del pin hasta el domo del cuerpo de las cápsulas, cuando los pines están en su posición más alta. El espacio reducido entre el pin y el cuerpo de la cápsula ayudan a que la cápsula se libere de la posición de pre-cierre durante el proceso de separación. 

¿Cómo ajustar correctamente la altura de los pines? 

El primer paso es remover el segmento inferior de la máquina de llenado, dejando el segmento superior en su lugar. Luego se deben cargar las cápsulas manualmente en el segmento superior en el estado original de pre-cierre. Luego se debe posicionar el segmento sobre la estación de separación y rotar la máquina de manera manual hasta que los pines de separación estén en el punto más alto. Finalmente, con el segmento inferior removido, se debe revisar y ajustar hasta obtener la separación recomendada. 

Este ajuste se debe realizar al momento de cambiar los tamaños de las cápsulas y también cuando se cambie de proveedor de cápsulas vacías. 

Estación de limpieza 

Las estaciones de limpieza han evolucionado ampliamente a lo largo de los años. Las versiones más antiguas eran simples campanas de recolección de polvo, por las que los segmentos pasaban rápidamente. En contraste, las versiones modernas incluyen múltiples configuraciones como por ejemplo, el hecho de que algunos pines de limpieza son huecos y tienen orificios que proporcionan una ráfaga de aire comprimido en los orificios de las herramientas.

Las máquinas también se pueden programar para que generen una ráfaga de aire en cada movimiento de repaso o en intervalos de tiempo programables. En casos donde el material de relleno es difícil de manejar o se pega a la herramienta, se pueden emplear cepillos de limpieza desechables que se extienden de la herramienta inferior a la superior. 

Es necesario asegurarse de contar con un recolector de polvo adecuado para remover el polvo suelto durante la etapa de limpieza. Para la tecnología de relleno líquido, varios equipos cuentan con sensores que detectan cápsulas faltantes e indican a la máquina que no libere el líquido, lo cual mantiene limpia la herramienta. 

Finalmente, es recomendable asegurarse que la rectificación de las cápsulas esté configurada adecuadamente para permitir que estas se separen de manera uniforme, antes de introducir el material de relleno. También puede hacer pequeños ajustes al vacío proporcionado en la línea de producción pues los componentes tienden a llenarse de material de relleno. Si tiene problemas con la separación de las cápsulas o con cualquier otra parte del proceso de llenado, comuníquese con el equipo de servicio técnico de su proveedor de cápsulas vacías.