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Jun 23, 2023

Las bombas y válvulas satisfacen las demandas de los procesadores de plantas más seguras y eficientes

Las válvulas de control de procesos gestionan el caudal de líquidos. Foto cortesía de Burkert Fluid Control Systems. La búsqueda en constante evolución de los procesadores de lácteos para maximizar la seguridad y eficiencia de las plantas está impulsando

Las válvulas de control de procesos gestionan el caudal de líquidos.Foto cortesía de Burkert Fluid Control Systems.

La búsqueda en constante evolución de los procesadores de lácteos para maximizar la seguridad y eficiencia de la planta está impulsando bombas y válvulas hacia la cima de la jerarquía de equipos.

Los componentes que mueven el producto y regulan el flujo y la presión de los sistemas operativos se están volviendo cada vez más vitales y llevan a los proveedores a crear diseños más confiables y efectivos, lo que resulta en un mayor rendimiento, menos tiempo de inactividad del procesador y productos más seguros.

De hecho, los desarrolladores están diseñando equipos que cumplen objetivos específicos del procesador, como ahorro de energía y agua o un mantenimiento más sencillo. Sin embargo, los operadores que buscan obtener tales beneficios deben aprovechar las selecciones que sean óptimas para sus situaciones específicas.

"Las bombas y válvulas son el corazón de un sistema que mantiene todo en movimiento como debería", dice Chris Sinutko, director global de gestión de productos para nutrición y salud de SPX Flow Inc., un proveedor de bombas y válvulas con sede en Charlotte, Carolina del Norte. "Es de suma importancia que se haga la selección correcta durante los diseños".

Los procesadores deben basar su selección de bombas en factores como la viscosidad del producto, la sensibilidad, los caudales, la temperatura y la presión, dice Randy Verges, ingeniero senior de aplicaciones de Fristam Pumps USA, con sede en Middleton, Wisconsin.

La temperatura y la presión también son importantes al considerar las válvulas óptimas, junto con las propiedades químicas, afirma Sandra Schiller, jefa de automatización de procesos sub-BU y gestión global de productos, industria BU, para GF Piping Systems, un proveedor de válvulas con sede en Schaffhausen, Suiza.

Ella señala, por ejemplo, que si bien los operadores generalmente usan válvulas de acero inoxidable para soportar circuitos de glicol y agua enfriada, las válvulas de plástico para tratamiento y suministro de agua DI y aguas residuales a menudo son una opción viable debido a las características anticorrosión y livianas de los componentes.

El aislamiento de las válvulas puede deteriorarse con el tiempo debido a la corrosión y la acumulación de hielo, lo que provoca inoperancia, añade Angela Sampaio, directora de desarrollo empresarial de refrigeración de GF Piping Systems - EE. UU.

"Las válvulas de plástico son una alternativa excelente y duradera cuando la presión y la temperatura lo permiten y los usuarios se enfrentan a productos químicos agresivos", afirma Schiller.

Los procesadores deben buscar componentes que estén diseñados para una máxima capacidad de limpieza para evitar el crecimiento bacteriano y la contaminación del producto y, al mismo tiempo, minimizar la energía y el desperdicio durante las operaciones de limpieza in situ (CIP). También es importante contar con válvulas a las que sea más fácil acceder y desmontar para su limpieza cuando las operaciones CIP no son posibles, señala Jochen Sprung, jefe de ventas y desarrollo comercial para la industria alimentaria de Coperion GmbH, un proveedor de válvulas con sede en Stuttgart, Alemania.

Sin embargo, los sistemas CIP pueden ahorrar tiempo y dinero y permitir a los procesadores reducir el riesgo de contaminación externa mediante el uso de componentes que se pueden limpiar sin necesidad de desmontarlos, afirma. "El diseño y la ejecución higiénicos son factores clave a la hora de seleccionar válvulas para aplicaciones lácteas", afirma Sprung.

La calidad y el precio también son consideraciones importantes al analizar equipos potenciales, dice Shianna Gracyalny, asociada de ventas internas de Koss Industrial Inc., un proveedor de bombas y válvulas con sede en Green Bay, Wisconsin.

“La opción más barata puede no ser [en realidad] la más barata a largo plazo”, afirma, señalando que los sistemas más caros a menudo tienen actualizaciones que pueden ahorrar a los operadores tiempo, dinero y recursos como agua, energía o productos. “Las tecnologías deben considerarse una inversión y, al final, se obtiene lo que se paga”, explica.

Mientras tanto, es crucial que los diseños sean específicos de la aplicación, afirma Sinutko de SPX Flow, señalando, por ejemplo, que los componentes deben mantener la textura y el cuerpo del producto cuando soportan un producto lácteo altamente viscoso y frágil como el yogur.

"Las bombas y válvulas desempeñan un papel fundamental a la hora de mantener una calidad constante del producto al controlar el flujo y la presión del producto durante todas las operaciones de procesamiento", afirma. “Cada producto exige una selección especializada de bomba y válvula para que las propiedades fisicoquímicas, la viscosidad o los químicos no se alteren de manera desfavorable durante el procesamiento”.

Las bombas y válvulas que incorporan los procesadores de lácteos también pueden variar de acuerdo con las regulaciones federales y estatales que rigen la seguridad alimentaria, el saneamiento y la protección ambiental, dice Sinutko.

"Existe una amplia gama de aplicaciones para las bombas de vacío, desde ordeñar vacas hasta envasar productos, y cada una tiene diferentes requisitos y consideraciones", señala Lars Heckersbruch, gerente de desarrollo comercial de Becker Pumps Corp, con sede en Cuyahoga Falls, Ohio. En pocas décadas, los procesos de fabricación modernos y las mejoras técnicas generales han hecho que las bombas sean más robustas, eficientes y requieran menos mantenimiento. Pero en muy pocos casos existen soluciones únicas y adecuadas para los requisitos de vacío y es difícil encontrar a alguien con amplios conocimientos sobre vacío”.

Las bombas de vacío deben proporcionar el nivel de vacío y el caudal de gas necesarios y ser capaces de manejar los vapores del proceso y el entorno operativo, dice VJ Gupta, gerente de marketing de productos de Busch LLC, un proveedor de bombas de vacío con sede en Virginia Beach, Virginia.

El diseño óptimo de la bomba de vacío puede variar según cómo se utilice el equipo, afirma Gupta. Señala, por ejemplo, que una aplicación de evaporación o secado donde los vapores del proceso están llenos de humedad o agua excesiva se soporta mejor con una bomba de vacío de anillo líquido, mientras que una bomba de vacío eficiente de funcionamiento en seco podría ser suficiente para una aplicación de conformado en una torre de queso que consta de niveles de humedad mucho más bajos.

Mientras tanto, los diseños de bombas y válvulas están evolucionando rápidamente para seguir el ritmo de los cambiantes requisitos de los operadores. "A medida que los procesadores de lácteos se esfuerzan por maximizar la calidad del producto y buscan extraer más de cada unidad medida de materia prima, la demanda de los sistemas utilizados para producir estos productos es cada vez mayor", relata Jim Larsen, gerente de segmento de campo de Burkert Fluid Control Systems. un proveedor de bombas y válvulas con sede en Huntersville, Carolina del Norte. "Los parámetros del sistema se están monitoreando más de cerca, lo que a su vez requiere equipos capaces de responder con rapidez, precisión y un alto grado de repetibilidad".

Estas necesidades incluyen tener componentes que puedan soportar altas temperaturas, señala Sinutko. Por ejemplo, la pasteurización de la leche puede requerir sistemas que puedan funcionar a más de 212 grados Fahrenheit durante períodos prolongados, añade.

Además de identificar y aprovechar los componentes más funcionales, los procesadores a menudo enfrentan el desafío de poder acceder rápidamente al equipo necesario para sus situaciones específicas, dice Verges de Fristam Pumps. "Puede resultar difícil responder rápidamente a las nuevas demandas porque el proceso de diseño, luego las pruebas del prototipo y el lanzamiento a producción pueden llevar fácilmente un año o más", señala.

Las pruebas son cruciales ya que se están desarrollando nuevos procesos donde los requisitos de flujo y presión exceden lo que está disponible actualmente en la tecnología de bombas sanitarias. Por tanto, existe una necesidad continua de aumentar la capacidad de producir más leche diariamente, señala Verges. “Esto lo vemos en la solicitud de equipos para atender los mayores caudales en bahías de recepción, pasteurizadores y equipos de filtración”, afirma.

Debido a que los plazos para obtener bombas y válvulas pueden ser largos, Gracelyn de Koss Industrial sugiere que los procesadores comiencen a pensar en sus necesidades "más temprano que tarde" y que tengan planes de respaldo para acceder a componentes cruciales en poco tiempo.

"A menudo, vemos que los clientes se acercan justo antes de que una bomba o válvula esté en su último tramo y se encuentran en apuros tratando de conseguir un reemplazo a mano o en orden", afirma. "Prepararse para tener un 'repuesto' o pensar con anticipación en los 'qué pasaría si' puede ayudar".

De hecho, algunos procesadores están creando riesgos al utilizar una sola bomba de vacío, afirma Gupta. “Lo que significa que si la bomba no funciona por mantenimiento o por cualquier otro motivo, la máquina no puede funcionar”, señala.

La eliminación o el tratamiento del agua o aceite de proceso usado puede ser otro obstáculo operativo, dice Gupta de Busch. Si ese es el caso, los operadores pueden considerar cambiar a una bomba de vacío de funcionamiento en seco para resolver el problema.

Sin embargo, además de incorporar bombas y válvulas efectivas, los procesadores también deben asegurarse de contar con los controles de proceso establecidos para mantener la eficiencia y la calidad del producto, dice Larsen de Burkert Fluid Control Systems.

Los sistemas de última generación pueden optimizar el uso de energía y aumentar la productividad a través de monitoreo y controles mejorados que brindan diagnósticos en tiempo real sobre el estado de la válvula para eliminar el tiempo de inactividad no planificado que puede generar pérdida de producto, dice Sinutko de SPX Flow.

Las válvulas también están incorporando sensores de posición que avisan a los usuarios si los componentes están bloqueados, afirma. Los parámetros de uso de la válvula también se pueden configurar para activar alarmas una vez que hayan alcanzado una cierta cantidad de horas o ciclos de uso o su respuesta sea más lenta.

"Estas señales permiten un mejor control del proceso, un mantenimiento proactivo y menos tiempo de inactividad", afirma Sinutko, lo que, en una planta láctea, puede dar como resultado una reducción de pérdidas del 1% al 3% que ahorra miles de dólares por día.

Además, las válvulas se están volviendo más funcionales al admitir una mayor recopilación de datos a través de retroalimentación de posición y capacidades de monitoreo remoto, afirma Schiller de GF Piping Systems, señalando que dichos elementos están creando un camino desde el mantenimiento preventivo hasta el predictivo.

"Debido a preocupaciones específicas sobre la seguridad alimentaria, las opciones de diseño también pueden detectar problemas como la posibilidad de desgaste del metal o contaminantes en su producto o proceso", añade Sprung. “Puede ocurrir un contacto involuntario entre el rotor de la válvula rotativa y la carcasa debido a condiciones de operación inadecuadas, incluidas temperaturas o presiones excesivamente altas; cuerpos extraños que entran en la válvula rotativa; y daños en los cojinetes o montaje o mantenimiento inadecuado de la válvula”.

Tecnologías adicionales, como los variadores de velocidad, también están creando sistemas de procesamiento más eficientes al permitir que las bombas funcionen con el caudal y la presión requeridos exactamente para la aplicación específica, afirma Sinutko.

"El control preciso del vapor, glicol, aire y otros medios es la base para la fabricación de productos lácteos consistentes y de alta calidad", concluye Larsen de Burkert Fluid Control Systems.

"Los componentes del sistema diseñados para una precisión de control, capacidad de respuesta, longevidad y adaptabilidad superiores a las plataformas de automatización actuales brindan el nivel de control y confiabilidad requeridos por los sistemas de procesos higiénicos actuales".

Richard Mitchell, editor colaborador