UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN
Docente Asociado. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería. E-mail: [email protected]
Luis Arsenio Rivera Morales
“AUTOMATIZANDO LOS PROCESOS EN LA
INDUSTRIA FARMACEUTICA DE PRODUCTOS
LIQUIDOS”
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RESUMEN
El trabajo consiste en automatizar el proceso de envasado y acondicionado de
formas farmacéuticas líquidas, actualmente el proceso de control de volumen,
el encajado de las unidades en el envase secundario y el embalaje se realiza
manualmente. Acontinuacion se describe la implementación del prototipo del
proceso de llenado, sellado y etiquetado de formas farmacéuticas liquidas, para
ello se emplea:
Técnicas de automatización para el control automático del proceso.
Diseño del prototipo del proceso se realizó en el software CAD (Diseño
asistido por computadora).
Implementación el cual se requirió elementos neumáticos, actuadores,
sensores, un controlador lógico programable (PLC). Todos estos
componentes se integran a una faja transportadora. El cual el producto
final es dirigido hacia el almacén.
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INTRODUCCIÓN
La Forma farmacéutica liquida consiste en una solución acuosa con alta
concentración de carbohidratos tales como sacarosa, sorbitol, dextrosa, etc. de
consistencia viscosa, en la que se encuentra disuelto el o los principios activos
y aditivos en la solución. Su proceso de fabricación del líquido empieza en la
recepción, análisis de calidad y almacenamiento de los principios activos e
insumos para la elaboración y empaque de medicamentos.
Al término del envasado todas las formas farmacéuticas pasan al área de
empaque, donde mediante bandas transportadoras, los frascos son etiquetados
y codificados automáticamente. Finalmente todos los productos pasan al área
de almacenes de producto terminado cuya infraestructura debe permitir
almacenamientos en perchas previas a su comercialización.
En este caso solo nos basaremos en el proceso de llenado, sellado y
etiquetado de las formas farmacéuticas liquidas; este sistema automatizado
está constituida de 4 partes, las cuales son el dispensador del envase,
dispensador de las tapas, dispensador de taponeras y el envió hacia el
almacén. El proceso es controlado por un PLC y funciona de manera
Automática.
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MATERIALES Y METODOS
OBJETIVO:
El objetivo del trabajo es incrementar la productividad, lo cual se logrará
racionalizando el producto (cumpliendo con la especificación del
volumen de llenado), reduciendo los costos operativos, reduciendo el
consumo de energía, optimizando el recurso humano (re direccionando a
otras áreas donde no es factible automatizar) y mejorando el control de
calidad.
PROCESO DE ENVASADO Y ACONDICIONADO:
Proceso de envasado:
Sensor óptico para determinar el nivel de llenado de los envases.
Actuador (cilindro de simple efecto: faja transportadora).
Actuador (cilindro de doble efecto para clasificar los envases que
no cumplen con el volumen especificado ya sea por debajo o por
encima del nivel; cuando está por debajo del nivel la empresa
puede ser sancionada por la DIGEMID y si está por encima el
rendimiento de la producción es bajo y la empresa pierde).
Proceso de acondicionado:
Actuador (cilindro de simpe efecto, para transportar las unidades
envasados del área de envasado - área de acondicionado).
Actuador (cilindro de doble efecto, para colocar las unidades
envasadas correctamente en el envase secundario y los
accesorios como: los insertos cucharas y/o vasitos dosificadores).
Actuador (cilindro de doble efecto, para colocar las unidades
acondicionadas en el envase secundario en las cajas de
embalaje).
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1. FASE DE DISEÑO:
El diseño del prototipo del proceso de envasado se realizo con la ayuda
del programa AUTOCAD 2013, que nos permitió su mejor
implementación y desarrollo.
Los principales elementos:
PLC: Es la computadora utilizada en la ingeniería automática o
automatización industrial, para automatizar procesos
electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la
fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.
Figura 01. PLC (Controlador lógico programable).
MOTOR PARA FAJA TRANSPORTADORA: Se utilizan en la industria y en la agricultura para realizar las tareas más rápidamente su función es el de impulsar la faja transportadora.
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Figura 02. Motor para faja transportadora.
ESTRUCTURA METALICA: Esta diseñada para soportar las cargas necesarias incluidas en el diseño, sea cual sea el uso que se les vaya a dar.
Figura 03. Estructura metálica de una envasadora.
ACTUADOR: Es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado.
Figura 04. Actuador.
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MOTOR: es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo.
Figura 05. Motor.
PISTON NEUMATICO: Se denomina pistón a uno de los elementos básicos del motor de combustión interna.
Figura 06. Pistón neumático.
VALVULA PARA PISTON: Son válvulas de corte de paso completo,
fabricadas en acero forjado, diseñadas para una presión máxima de operación.
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Figura 07. Válvula para Pistón.
HORQUILLA FAJA TRANSPORTADORA: Una cinta transportadora es un sistema de transporte continuo formado básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores.
Figura 08. Horquilla de faja transportadora.
FAJA DE TELA: Se utiliza para transportar los insumos o
producto final.
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Figura 09. Faja de tela.
POLEA INSCRUSTADA AL MOTOR: Es un elemento mecánico del motor interno alternativo, cuya función es básicamente de arrastre de órganos auxiliares del mismo, como por ejemplo alternador del motor, bomba de agua, bomba de servodirección, compresor de aire acondicionado, etc.
Figura 10. Polea incrustada al motor.
EJE DE HORQUILLA: es una pieza de metal o madera con una
muesca en que descansa y gira cualquier eje de maquinaria.
Figura 11. Eje de Horquilla metálica
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CABLES: Se llama cable a un conductor (generalmente cobre) o
conjunto de ellos generalmente recubierto de un material aislante o protector, si bien también se usa el nombre de cable para transmisores de luz (cable de fibra óptica) o esfuerzo mecánico (cable mecánico).
Figura 12. Cables
MANGUERA NEUMÁTICA: Son tubos plásticos, mangueras reforzadas con malla de nylon, mangueras de goma y tela y caño de cobre. El tubo más usado en dichas instalaciones es el Tubo de Poliuretano.
Figura 13. Manguera neumática
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VÁLVULA ALMACEN: es utilizada en la instalación de cañerías, tubos para la continuidad del flujo.
Figura 14. Válvula Almacén
FUENTE DE PODER: se hace referencia al sistema que otorga la electricidad imprescindible para alimentar a equipos como ordenadores o computadoras.
Figura 15. Fuente de poder.
PORTA FUSIBLE: Son para poner fusibles. hay de varios tipos, dependiendo del tipo de fusible que se vaya a usar:
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Figura 16. Porta fusible.
LLAVE TERMOMAGNÉTICA: trabaja en función del consumo de corriente, el límite de la misma es el que figura en el rótulo o la especificación de la llave, o sea si llegara a circular mayor cantidad de corriente durante un tiempo prolongado que la especificada en la misma, automáticamente salta la llave y se interrumpe el suministro de electricidad al aparato que esté conectada o la llave general, según sea el caso.
Figura 17. Llave termo magnética.
BANDEJAS DE LLENADO: estos son utilizados para la
recepción de las diferentes variedades de empaques, etc.
Figura 18. Bandejas de llenado.
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ACRILICO: El acrílico, es una de las tantas variantes del plástico. La gracia del acrílico, es que puede permanecer largo tiempo, en la intemperie, sin sufrir daño alguno.
Figura 19. Acrílico.
ENVASES: es un producto que puede estar fabricado en una gran cantidad de materiales y que sirve para contener, proteger, manipular, distribuir y presentar mercancías en cualquier fase de su proceso productivo, de distribución o de venta.
Figura 20. Envases.
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Los principales elementos del prototipo son:
- PLC.
- Motor faja transportadora.
- Estructura de fierro.
- Actuador.
- Motor.
- Pistón neumático.
- Válvula para pistón.
- Horquilla de faja transportadora.
- Faja de tela.
- Polea incrustada al motor.
- Eje de Horquilla.
- Cables.
- Manguera Neumática.
- Válvula de almacén.
- Fuente de poder.
- Porta fusible.
- Llave termo magnética.
- Bandejas de llenado.
- Acrílico.
- Envases.
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2. ETAPAS BÁSICAS DEL PROCESO:
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3. DIAGRAMAS DE FLUJO:
A continuación se muestra el diagrama de flujo del proceso de formas
farmacéuticas liquidas actual y el propuesto del presente trabajo.
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6 DISEÑO DEL PROCESO DE ENVASADO EN EL PROGRAMA
AUTOCAD:
A continuación se muestra el diseño.
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7 DISEÑO DEL PROCESO DE LLENADO, SELLADO Y
ETIQUETADO DE FORMAS FARMACEUTICAS LIQUIDAS:
Figura 21. Diseño del proceso de formas farmacéuticas liquidas.
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CONCLUSIONES:
Como conclusión podemos decir que con el diseño del llenado,
sellado y etiquetado de formas farmacéuticas liquidas; permite su
implementación el cual su proceso funciona correctamente.
En las fases del proceso se indican los principales elementos los
cuales son controlados por un PLC, actuadores, válvulas, etc.
Como fase principal el PLC permite controlar los tiempos de
activación de cada una de las etapas del proceso.
Aprovechando la información que se obtiene en el PLC se puede
controlar cada etapa del proceso a través del computador
permitiendo controlar todo en tiempo real.
BIBLIOGRAFIA:
1. Craig, John J., “Robótica”, Ed. Pearson Educación, México, 2006
2. Creus Solé, Antonio, “ Neumática e hidráulica”, Ed. Alfaomega,
México, D.F, 2007
3. Martin, Hale “Automation made easy: everything you wanted to
know about automation, International Society of Automation, 2010
4. Ollero Baturone, Aníbal, “Robótica : manipuladores y robots
móviles”, Ed. Marcombo, México, D.F., 2007
5. Pineda Sánchez, Manuel, “Automatización de maniobras industriales
mediante autómatas programables”, Ed. Alfaomega. Universidad
Politécnica de Valencia, 2008
6. Smith, Carlos A., “Control automático de procesos : teoría y
práctica”, Ed. Limusa, México, D.F., 2008
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