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 productos lácteos para maximizar la seguridad y la eficiencia de la planta está impulsando bombas y válvulas hacia la parte superior de la jerarquía de equipos.

Los componentes que mueven el producto y regulan el flujo y la presión de los sistemas operativos son cada vez más vitales y llevan a los proveedores a crear diseños más confiables y efectivos, lo que se traduce 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 el ahorro de energía y agua, o un mantenimiento más sencillo. Sin embargo, los operadores que buscan obtener tales beneficios deben aprovechar las selecciones que son óptimas para sus situaciones específicas.

"Las bombas y las 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 tales 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.

Señala, por ejemplo, que si bien los operadores suelen utilizar válvulas de acero inoxidable para apoyar los circuitos de agua refrigerada y glicol, las válvulas plásticas de tratamiento y suministro de agua desionizada y aguas residuales suelen ser una opción viable debido a las características anticorrosivas 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 lleva a la inoperancia, agrega Angela Sampaio, gerente de desarrollo comercial de enfriamiento 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 mientras minimizan la energía y el desperdicio durante las operaciones de limpieza en el lugar (CIP). También es importante tener válvulas que sean más fáciles de acceder y desmontar para la limpieza cuando las operaciones CIP no son posibles, señala Jochen Sprung, jefe de ventas y desarrollo comercial para la industria alimentaria en Coperion GmbH, un proveedor de válvulas con sede en Stuttgart, Alemania.

Sin embargo, los sistemas CIP pueden ahorrar tiempo y dinero y permitir que los procesadores reduzcan 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 al seleccionar válvulas para aplicaciones lácteas", dice Sprung.

La calidad y el precio también son consideraciones importantes cuando se analizan 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 [en realidad] no ser la más barata a largo plazo", afirma, y ​​señala que los sistemas más caros a menudo tienen actualizaciones que pueden ahorrar tiempo, dinero y recursos a los operadores, como agua, energía o productos. "Las tecnologías deben considerarse una inversión y, al final, obtienes lo que pagas", explica.

Mientras tanto, es crucial que los diseños sean específicos para 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 las válvulas desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de una calidad constante del producto al controlar el flujo y la presión del producto durante las operaciones de procesamiento", dice. “Cada producto exige una selección especializada de bomba y válvula para que las propiedades fisicoquímicas, la viscosidad o los productos 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 el ordeño de vacas hasta el envasado de 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 existen soluciones únicas adecuadas para los requisitos de vacío en muy pocos casos y es difícil encontrar a alguien con amplios conocimientos de 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 use el equipo, dice Gupta. Señala, por ejemplo, que una aplicación de evaporación o secado en la que los vapores del proceso están llenos de humedad o agua en exceso es mejor respaldada por una bomba de vacío de anillo líquido, mientras que una bomba de vacío de funcionamiento en seco eficiente podría ser suficiente para una aplicación de formación en un torre de queso que consiste en niveles de humedad mucho más bajos.

Mientras tanto, los diseños de bombas y válvulas están evolucionando rápidamente para mantenerse al día con los requisitos cambiantes del operador. "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", comenta 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 de manera rápida, precisa y con un alto grado de repetibilidad".

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

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 ser difícil responder rápidamente a las nuevas demandas porque el proceso de diseño, luego la prueba de prototipos y el lanzamiento a producción, puede llevar fácilmente un año o más", señala.

Las pruebas son cruciales a medida que se desarrollan nuevos procesos en los que los requisitos de flujo y presión superan lo que está actualmente disponible en la tecnología de bombas sanitarias. Por lo tanto, existe una necesidad continua de aumentar la capacidad para producir más leche diariamente, señala Verges. "Vemos esto en la solicitud de equipos para cumplir con los caudales más altos en bahías de recepción, pasteurizadores y equipos de filtración", afirma.

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

"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 obtener un reemplazo a mano o en orden", afirma. "Prepararse para tener un 'repuesto' o pensar con anticipación en 'qué pasaría si' puede ayudar".

De hecho, algunos procesadores están creando riesgos al usar una sola bomba de vacío, dice Gupta. "Lo que significa que si la bomba no funciona por mantenimiento o de otra manera, la máquina no puede funcionar", señala.

La eliminación o el tratamiento de 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 tener los controles de proceso implementados 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 controles y monitoreo 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 brindan a los usuarios advertencias 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 se vuelvan más lentos para responder.

"Estas señales permiten un mejor control del proceso, mantenimiento proactivo y menos tiempo de inactividad", dice Sinutko, lo que, en una planta de productos lácteos, puede resultar en 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 la retroalimentación de posición y las capacidades de monitoreo remoto, afirma Schiller de GF Piping Systems, y señala que dichos elementos están creando un camino desde el mantenimiento preventivo al predictivo.

"Debido a preocupaciones específicas sobre la seguridad alimentaria, las opciones de diseño también pueden detectar problemas tales como la posibilidad de desgaste del metal o contaminantes en su producto o proceso", agrega Sprung. "El contacto no deseado entre el rotor de la válvula rotatoria y la carcasa puede ocurrir debido a condiciones de funcionamiento inadecuadas, incluidas temperaturas o presiones excesivamente altas, cuerpos extraños que ingresan a la válvula rotatoria y daños en los cojinetes o montaje o mantenimiento inadecuados de la válvula".

Las 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 exactos requeridos para la aplicación específica, afirma Sinutko.

"El control preciso del vapor, el glicol, el aire y otros medios son 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 superior, capacidad de respuesta, longevidad y adaptabilidad a las plataformas de automatización actuales brindan el nivel de control y confiabilidad requerido por los sistemas de procesos higiénicos de la actualidad".

Richard Mitchell, editor colaborador