Cuando la fabricación pasa de productos líquidos a productos en polvo

Kate Bertrand Connolly 1 | 16 de agosto de 2023

Cada vez más marcas de alimentos, bebidas y productos de cuidado del hogar están considerando cambiar de formulaciones líquidas a polvos concentrados en respuesta a los costos, las preferencias cambiantes de los consumidores y el deseo de productos y envases más sostenibles.

Los productos en polvo exitosos en estas categorías (algunos formulados recientemente y otros establecidos desde hace mucho tiempo) incluyen bebidas de la marca Crush, fórmulas para bebés, batidos de proteínas, bebidas con electrolitos, productos químicos para piscinas, cápsulas para lavavajillas y lavandería, e incluso un limpiador de inodoros en polvo espumoso.

Pasar a una formulación en polvo o agregar una a una línea de productos existente genera muchos cambios en la fabricación, el empaque y la logística. Los fabricantes deben considerar el efecto sobre: ​​llenado y embalaje; subcontratación; cadenas de suministro; almacenamiento y transporte de ingredientes y producto terminado; diseño de envases; y marketing, incluido el comercio electrónico.

Para comprender estas diferencias, interrogamos a cinco expertos con experiencia que va desde la seguridad contra explosiones hasta el embalaje por contrato. Ellos son:

• Jeff Davis, consultor senior de seguridad contra explosiones de Fike Corp., que ofrece productos y servicios para protección contra explosiones e incendios;

• Michael Keplinger, socio gerente y director de pruebas e insights de la agencia de branding SmashBrand;

• Neil Kozarsky, director ejecutivo de THEM, un proveedor de productos y servicios de embalaje;

• Scott Robinson, vicepresidente de desarrollo empresarial de GreenSeed Contract Packaging;y

• Todd Smith, gerente del Centro de Innovación de Sólidos a Granel (KSU BSIC) de la Universidad Estatal de Kansas.

Las respuestas del panel, ligeramente editadas, arrojan luz sobre lo que se necesita para pasar a los productos en polvo.

Kozarsky (ELLOS): Cuando los productos pasan de líquidos a secos, las operaciones de envasado son muy diferentes, con la posible excepción del envasado secundario. Los equipos de envasado primario de líquidos son incompatibles con el envasado de polvos o requieren un cambio importante de piezas.

Los productos líquidos microbiológicamente inestables normalmente necesitan mezclarse in situ, y las operaciones de envasado de líquidos a menudo requieren procesamiento térmico y llenado aséptico o en caliente, lo que añade complejidad y costo.

Si bien la humedad relativa no es una gran preocupación en una operación de líquidos, sí lo es en las operaciones de llenado de polvo. Las bombas y tuberías sanitarias se sustituyen por polipastos y/o transporte neumático cuando se trata de polvos. Los productos secos sujetos a humedad funcionarán más lentamente en muchas líneas de llenado y tienen el potencial de crear desafíos en la calidad del sello.Si la humedad relativa es realmente desequilibrada, muchos productos no funcionarán a velocidades comercialmente viables.

robinson(Semilla Verde): Además de los diferentes equipos de llenado, los requisitos de almacenamiento de líquido y polvo son diferentes, junto con la forma en que el producto se alimenta al equipo de llenado. Es importante hacer los deberes antes de planificar el cambio, ya que requerirá algo más que un equipo diferente; requerirá nuevas operaciones, en la mayoría de los casos en una instalación separada.

Es importante hacer los deberes antes de planificar el cambio, ya que requerirá algo más que un equipo diferente; requerirá nuevas operaciones, en la mayoría de los casos en una instalación separada.

Smith (KSU BSIC): La manipulación de sólidos suele ser mucho más desafiante que la manipulación de líquidos. Por ejemplo, para diseñar una bomba y un sistema de tuberías para líquidos, todo lo que se necesita saber es la viscosidad y la gravedad específica del líquido. Pero los sólidos a granel no son tan predecibles, especialmente si el sólido a granel es un polvo pegajoso, fluye mal, es degradable, se segrega fácilmente o es susceptible a problemas de humedad o temperatura. El equipo debe adaptarse al material específico y a las características de la aplicación.

robinson(Semilla Verde):Esto realmente depende del líquido, pero pasar al polvo debería simplificar la cadena de suministro del envasador.

Kozarsky (ELLOS): A menudo, los productos líquidos deben mezclarse in situ o mantenerse en refrigeración, si se envían a granel, debido a problemas microbiológicos. Las implicaciones de costos adicionales también pueden convertirse en una consideración.

Los productos secos se pueden enviar a granel desde las instalaciones de mezcla hasta las operaciones de envasado con menos preocupaciones, lo que potencialmente proporciona una mayor flexibilidad.

En ambos casos, es necesario evitar las temperaturas extremas y las variaciones, y los polvos deben protegerse de ambientes de alta humedad, incluso durante la mezcla. Para ser un poco granular aquí, cabe señalar que los cambios provocados por la humedad en las características del producto [seco] pueden requerir el uso de herramientas de relleno más costosas. El volumétrico casi siempre es menos costoso que el uso de sinfines.

... los cambios provocados por la humedad en las características del producto [seco] pueden requerir el uso de herramientas de llenado más costosas. El volumétrico casi siempre es menos costoso que el uso de sinfines.

Smith (KSU BSIC): El cambio a materiales en polvo o sólidos a granel requerirá nuevos equipos para cada paso del proceso, incluidos los métodos de recepción y almacenamiento, transportadores, mezcladores, recipientes o tolvas de almacenamiento, filtros y recolección de polvo, alimentadores y máquinas empacadoras. Afortunadamente, los proveedores de equipos son muy buenos diseñando equipos que funcionarán bien.

Sin embargo, persisten dos grandes problemas. En primer lugar, se han desarrollado muchos tipos diferentes de equipos para manejar una gran variedad de sólidos a granel, por lo que es difícil saber cuál es el mejor. Por ejemplo, existen muchos tipos de máquinas llenadoras y envasadoras, con diversas características, según la aplicación. Se necesita cuidado y educación para elegir el mejor tipo de máquina.

El segundo problema es que cada componente puede funcionar bien, pero las transferencias y los puntos de interfaz de una máquina a otra son igualmente desafiantes. Por ejemplo, ¿qué se hace si el material se segrega o no sale de la tolva de alimentación situada encima de la máquina envasadora? Es mejor contratar o consultar con alguien que tenga experiencia completa en sistemas, no solo experiencia en componentes.

robinson(Semilla Verde): Si bien la mayoría de los propietarios de marcas tienen instalaciones separadas para el envasado de polvo y líquido, para aquellos que no las tienen, un cambio de líquido a polvo puede ser un momento oportuno para asociarse con un envasado por contrato. En la mayoría de los casos, no es posible convertir fácilmente una operación de llenado de líquido en una operación de llenado de polvo con el mismo equipo de envasado.

Un cambio de líquido a polvo puede ser un momento oportuno para asociarse con un embalaje por contrato. En la mayoría de los casos, no es posible convertir fácilmente una operación de llenado de líquido en una operación de llenado de polvo con el mismo equipo de envasado.

Kozarsky (ELLOS):Los productos en polvo se producen más fácilmente en un lugar alejado del lugar de envasado, por lo que la subcontratación de la operación de envasado se vuelve más fácil con los productos secos.

Los productos en polvo se producen más fácilmente en un lugar alejado del lugar de envasado, por lo que la subcontratación de la operación de envasado se vuelve más fácil con los productos secos.

Si los productos líquidos no se conservan químicamente ni son naturalmente estables en almacenamiento, deben mezclarse en el sitio o enviarse bajo refrigeración si se trasladan a granel a la instalación de envasado. Entonces, nuevamente, los productos secos brindan más flexibilidad.

En general, las implicaciones para la salud y la seguridad alimentaria son menos graves en el caso de los productos secos, lo que da lugar a más opciones de suministro de productos secos. Por el contrario, los productores de líquidos necesitarán más científicos alimentarios e ingenieros de envasado integrales integrados en el proceso para garantizar que se cumplan los requisitos de cumplimiento necesarios. Por más sensibles que sean a las variaciones de costos, los subcontratistas deben tener en cuenta estas consideraciones combinadas y el posible efecto sobre el precio.

robinson(Semilla Verde): Hay más empresas de envasado por contrato que pueden envasar polvos que aquellas que pueden envasar líquidos. Debería haber más opciones para elegir al envasar polvos.

Hay más empresas de envasado por contrato que pueden envasar polvos que aquellas que pueden envasar líquidos. Debería haber más opciones para elegir al envasar polvos.

Las marcas deben buscar un coenvasador que realmente sea un socio en el crecimiento de la empresa. Además de las certificaciones específicas, busque una organización de embalaje por contrato con un buen historial y reputación, así como con una finalización de proyectos a tiempo y dentro del presupuesto.

Kozarsky (ELLOS): El enfoque de las propiedades de barrera para productos líquidos es principalmente la barrera al oxígeno y la resistencia a la perforación. Los productos líquidos tenderán a echarse a perder debido a la oxidación y una “fuga” puede arruinar una cantidad significativa de producto terminado. Además, una o dos cajas de envío mojadas detectadas en una paleta pueden hacer que se rechace un camión completo. Los productos secos necesitan principalmente protección contra la humedad para evitar que se "aglomeren" y pierdan fluidez.

Las reacciones de oxidación ocurren mucho más lentamente en un ambiente seco, por lo que el oxígeno puede ser una preocupación menor, dependiendo del contenido de grasa/aceite del producto. Las marcas que comercializan productos líquidos a menudo recurren a las autoridades de proceso y necesitan presentar evidencia exhaustiva de lógica de escalera para validar la efectividad de los “pasos de muerte” (un eslogan de empaque muy popular cuando se usa en cócteles, no) y la seguridad del producto terminado.

Las microfugas asociadas con productos secos, en muchos casos, no son defectos de calidad significativos [ni] se consideran una base para el rechazo. La microbiología de los productos secos es relativamente fácil de controlar y rara vez produce defectos de calidad importantes o se considera una base para el rechazo.

Keplinger (marca Smash): Cuando nos centramos en la marca y los mensajes, cambiar de un producto líquido a uno en polvo concentrado ciertamente requiere un cambio en nuestro enfoque del diseño del empaque. Si bien los beneficios pueden ser los mismos para el consumidor, el cambio en la forma del producto altera por completo la narrativa de la marca y el valor percibido por los consumidores. Por ejemplo, un producto en polvo puede enfatizar la elección del sabor, la flexibilidad en el control de las porciones o la facilidad de uso.

Desde una perspectiva de diseño, gran parte de esta consideración proviene de una mirada muy reflexiva a estos diferentes aspectos y a cómo los consumidores sopesarían las decisiones entre un conjunto de competidores que comúnmente son diferentes en productos líquidos versus productos en polvo concentrado, incluso en la misma categoría.

En SmashBrand profundizamos en las preferencias y percepciones de los consumidores relacionadas con estos diferentes factores de forma. Entendemos que elegir entre un líquido y un polvo puede afectar drásticamente el comportamiento del consumidor. En última instancia, utilizamos muchas pruebas de consumidores cuidadosamente elaboradas para descubrir información sobre las preferencias de los consumidores para impulsar e informar diseños que atraigan al segmento de mercado adecuado.

Entendemos que elegir entre un líquido y un polvo puede afectar drásticamente el comportamiento del consumidor.

Como los polvos a menudo enfrentan más competencia que los líquidos, debemos crear diseños que comuniquen una propuesta de valor más sólida y diferencien los productos de nuestros clientes de maneras únicas. Nos centramos en mensajes que resuenan con el estilo de vida y los hábitos de consumo del consumidor para garantizar que el diseño comunique de manera efectiva la propuesta de valor de la nueva forma.

Keplinger (marca Smash): El cambio de líquido a polvo tiene implicaciones importantes para el marketing de productos. La forma en polvo presenta diferentes beneficios y desafíos que una marca debe abordar en su estrategia de marketing.

Comenzamos con una comprensión profunda del comportamiento del consumidor y de cómo el producto encaja en sus vidas. Por ejemplo, si los consumidores perciben que los productos líquidos son más convenientes, nuestros esfuerzos de marketing enfatizarían la conveniencia de los productos en polvo. Podríamos destacar mensajes como "perfecto para llevar" o "simplemente agregue agua para obtener una bebida refrescante".

Entendemos la necesidad de contrarrestar la preferencia de los consumidores por la forma líquida con estrategias innovadoras, como ofrecer paquetes individuales o educar a los consumidores sobre la conveniencia de los productos en polvo.

Kozarsky (ELLOS):Desde la perspectiva de los propietarios de las marcas, brinda la oportunidad de transmitir al consumidor que la cantidad de empaque y la huella de carbono es menor para los productos secos que para los productos líquidos por porción.

La oportunidad de contar con materiales de embalaje más sostenibles también está potencialmente más cerca para los productos secos, ya que una barrera contra la humedad es más alcanzable con los materiales de embalaje renovables/compostables actuales que una barrera contra el oxígeno.

La oportunidad de contar con materiales de embalaje más sostenibles también está potencialmente más cerca para los productos secos, ya que una barrera contra la humedad es más alcanzable con los materiales de embalaje renovables/compostables actuales que una barrera contra el oxígeno.

Keplinger (marca Smash): Ciertamente. El cambio de líquido a polvo presentaría varias ventajas para el comercio electrónico, principalmente debido a los beneficios de la cadena de suministro, como una vida útil más larga, insensibilidad a la temperatura y costos de envío reducidos debido al menor peso.

El cambio de líquido a polvo presentaría varias ventajas para el comercio electrónico, principalmente debido a los beneficios de la cadena de suministro, como una vida útil más larga, insensibilidad a la temperatura y costos de envío reducidos debido al menor peso.

Si bien es probable que a los consumidores no les importen mucho estas cosas directamente, esto se traduce en un precio más bajo por porción para el consumidor, lo que hace que el producto sea más atractivo. Sin embargo, no se trata sólo de rentabilidad; Mantenemos la experiencia del consumidor en primer plano, enfocándonos en cómo el producto en polvo encaja en sus vidas y hábitos de uso.

Si bien los polvos ofrecen importantes beneficios, entendemos la inmejorable conveniencia de tomar una bebida fría y lista para tomar en la caja. Por lo tanto, nos aseguramos de que el marketing y la marca del producto en polvo enfaticen su conveniencia y otros beneficios únicos de una manera que resuene en la audiencia del comercio electrónico.

En SmashBrand, utilizamos nuestro proceso Path to Performance, respaldado por conocimientos del consumidor basados ​​en datos, para garantizar que nuestros clientes realicen esta transición con éxito y que sus productos sigan resonando en su público objetivo.

Las explosiones y los incendios son factores de riesgo especiales para los envases de polvo. Es posible que los fabricantes de productos líquidos, en particular alimentos y bebidas, no se den cuenta de lo importante que es tener en cuenta estos riesgos al cambiar o agregar un polvo a su línea de productos.

Davis (Fike): El primer paso es determinar si los polvos son combustibles. Existen [valores característicos de explosión de polvo] para muchos polvos comunes de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) y otras fuentes. Si no se pueden encontrar datos en la literatura sobre los polvos específicos que se manipulan, entonces se deben realizar pruebas de los polvos.

Si los polvos son combustibles, el siguiente paso sería completar un Análisis de peligros del polvo (DHA). La norma NFPA 652 sobre los fundamentos del polvo combustible requiere DHA para procesos existentes y como parte del diseño e instalación de nuevos procesos.

Si el nuevo proceso requiere permisos de construcción, la ciudad o municipio puede requerir una DHA antes de emitir permisos. Un DHA adecuado evaluará el riesgo de explosiones e incendios del proceso de polvo y recomendará salvaguardias cuando sea necesario [incluidos sistemas de seguridad y/o sistemas de filtración].

Un DHA adecuado evaluará el riesgo de explosiones e incendios del proceso de pólvora y recomendará medidas de seguridad cuando sea necesario...

Davis (Fike):Existen dos tipos de controles para mitigar riesgos: controles administrativos y controles de ingeniería.

Los controles administrativos pueden incluir cosas como limpieza, para evitar acumulaciones peligrosas de polvo, y mantenimiento/inspecciones preventivas, para reducir posibles fuentes de ignición por mal funcionamiento mecánico o sobrecalentamiento del equipo.

Los controles de ingeniería pueden incluir controles para el polvo fugitivo o la reducción de fuentes de ignición, pero lo que esto significa más a menudo es protección y aislamiento contra explosiones. Cuando existe un riesgo inherente de explosión de polvo en el equipo, se necesita protección contra explosiones. Los dos métodos más comunes son la ventilación de explosiones y la supresión de explosiones.

Cuando existe un riesgo inherente de explosión de polvo en el equipo, se necesita protección contra explosiones. Los dos métodos más comunes son la ventilación de explosiones y la supresión de explosiones.

El otro requisito para la protección contra explosiones es el aislamiento, que evita que la explosión se propague a los equipos interconectados.

La ventilación de explosiones está cubierta por NFPA 68. La supresión y el aislamiento de explosiones, así como otros métodos de protección, están cubiertos por NFPA 69.

Kozarsky (ELLOS): De hecho, las explosiones son un riesgo, por lo que se debe tener cuidado. Las tolvas de llenado deben sellarse para minimizar el “escape” de polvo y el área de producción debe ventilarse y monitorearse de manera efectiva para evitar la acumulación excesiva de polvo en las áreas de trabajo.

La propia operación de llenado tiende a producir una cierta cantidad de polvo inevitable, por lo que la necesidad de ventilación se vuelve muy importante. El ciclo de desarrollo de productos secos a menudo ve cambios "menores" a lo largo del camino que pueden causar severas desviaciones en las velocidades de llenado y la complejidad de la dosificación.

robinson(Semilla Verde): Se podrían mitigar los riesgos de las operaciones de envasado de polvo mediante una recolección extensiva de polvo; saneamiento completo de la sala de producción, incluidas paredes, techos y equipos eléctricos; y construir una sala de contraexplosión, si es necesario.

También puede dictar que en la sala de producción y en la línea solo se utilicen herramientas que no produzcan chispas, como las hechas de cobre.

Smith (KSU BSIC): Primero, el propietario del proceso debe determinar si el material corre riesgo de explosión de polvo o inhalación de polvo. Si es así, entonces se deben utilizar un diseño, higiene y control de polvo adecuados junto con dispositivos de prevención y mitigación. La clave es la educación sobre el tema y luego trabajar con buenos proveedores y consultores para garantizar la seguridad.

Davis (Fike): En los Estados Unidos, las normas sobre polvo combustible las emite la NFPA. Me referí a NFPA 652 anteriormente, que es la Norma sobre los fundamentos del polvo combustible.

Existen normas de productos específicas para diferentes industrias, como la alimentaria y los polvos agrícolas (NFPA 61), los metales (NFPA 484), los productos de madera (NFPA 664) y luego un conjunto general para otras industrias (NFPA 654). También existen las normas para los sistemas de protección mencionados anteriormente, NFPA 68 y NFPA 69.

Existe una regulación de OSHA para instalaciones de manipulación de granos (29 CFR 1910.272), y OSHA tiene un Programa de Énfasis Nacional (NEP) para polvo combustible, pero por lo demás, OSHA no tiene regulaciones específicas sobre polvo combustible y en su lugar [utilizará] las normas de NFPA.

OSHA tiene un Programa de Énfasis Nacional (NEP) para el polvo combustible, pero por lo demás, OSHA no tiene regulaciones específicas sobre el polvo combustible y en su lugar [utilizará] las normas de la NFPA.

Davis (Fike): Potencialmente, es posible que se requiera equipo de protección personal (EPP) adicional. Si los empleados tienen el potencial de estar expuestos a riesgos de incendio repentino, es posible que se requiera ropa resistente a las llamas.

Si hay polvos con energías mínimas de ignición (MIE) bajas, entonces puede ser necesaria una conexión a tierra personal, ya sea mediante correas o calzado especial. Si bien no está específicamente relacionado con polvo versus líquido, se debe realizar una revisión de la hoja de datos de seguridad (SDS) del material cada vez que haya un cambio en los materiales para determinar si se necesita EPP adicional (por ejemplo, respiradores, guantes o gafas protectoras).

Davis (Fike):NFPA 652 requiere capacitación general en seguridad y capacitación en concientización sobre los peligros del polvo combustible para todos los empleados afectados.

Se requiere capacitación específica para el trabajo cuando existen riesgos específicos para los empleados más allá de lo que se aborda en la capacitación sobre concientización sobre peligros. Por ejemplo, el personal de mantenimiento necesitaría capacitación específica sobre cómo abrir y trabajar de manera segura en equipos donde pueda haber peligro de polvo. Además, si hay sistemas de protección contra explosiones instalados, el personal que interactúa con este equipo necesita capacitación sobre el funcionamiento adecuado y los peligros potenciales de los sistemas.

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