Kitabı oku: «Tratamientos previos de la leche. INAE0209», sayfa 2
4. Servicios auxiliares necesarios
La industria láctea es un tipo de industria muy específico que posee instalaciones, maquinaria y procesos muy concretos. Pero como cualquier industria necesita de determinados servicios generales para su funcionamiento.
Estos servicios generales se denominan servicios auxiliares y son comunes a prácticamente todas las actividades industriales. Lógicamente, los servicios auxiliares se diseñarán y dimensionarán en función del tipo de industria en el que se implanten, pero son similares en todas ellas.
Nota
En muchos libros de texto se aborda este tipo de servicios auxiliares como instalaciones complementarias.
Los servicios auxiliares suelen agrupar todo lo relativo a:
1 Suministros de energía y agua.
2 Mecanismos para mover fluidos (agua, aire, leche, etc.) y conducirlos por la planta a los lugares donde sean requeridos.
3 Red de conducciones y elementos que integran dichas conducciones (tubos, codos, válvulas, tanques, etc.).
4 Instalaciones para el tratamiento de las aguas que entran y salen de la planta.
5 Instalaciones para el tratamiento del aire que circula por la planta.
6 Instalaciones para la producción de:
1 Calor: fundamental para poder aplicar los tratamientos térmicos a la leche y realizar la correcta limpieza de instalaciones y equipos.
2 Frío: fundamental para enfriar la leche a temperaturas de almacenamiento o adecuar su temperatura a las requeridas en los diferentes procesos.
3 Aire comprimido: fundamental para los automatismos neumáticos tan frecuentes en la industria láctea.
5. Espacios diferenciados
En cualquier actividad industrial es fundamental la realización de un buen diseño de las salas y locales que compondrán la planta, pero, ¿cómo se han de separar los distintos locales para conseguir producciones eficientes? Esto se hace a través de los espacios diferenciados.
Existen separaciones de espacios lógicas dentro de las industrias, que cualquier persona, haya trabajado o no en ellas, puede determinar sin mucho esfuerzo (a nadie se le ocurriría poner un retrete dentro de un almacén de materias primas, o un almacén de productos inflamables al lado de una caldera).
En toda industria es básico tener una buena separación de los locales que compondrán la planta y estas separaciones serán mucho más exigentes en industrias que procesan alimentos, como es el caso de la industria láctea.
Ejemplo
Imagine una planta que procesa postres lácteos, por ejemplo natillas, y que usa varios aditivos para su elaboración: un colorante y un espesante. Ambos aditivos se comercializan en polvo, en sacos de 2 kilogramos.
Imagine ahora que en esta industria se usa el mismo almacén para guardar los aditivos y los productos de limpieza, entre los que hay un detergente concentrado en polvo, también en sacos de 2 kilogramos. Se podrían producir dos situaciones:
1 Si ambos productos se encuentran en el mismo almacén es fácil que por un despiste, el operario que se encarga de coger, pesar y añadir los aditivos a la mezcladora coja por error el detergente.
2 Otra situación que se podría dar es que después de coger los aditivos, el operario se deje los sacos abiertos, y caiga detergente dentro por cualquier motivo.
En el mejor de los casos, cualquiera de las dos situaciones anteriores puede desembocar en la pérdida de un lote entero de producción con el consiguiente gasto que eso supone para la industria.
Pero si no se detecta dicha contaminación de detergente, y el producto llega a salir al mercado, el resultado será mucho peor, ya que puede producir intoxicaciones en el consumidor final, pudiendo originar graves pérdidas económicas, desprestigio de la imagen, juicios, indemnizaciones, etc.
Actividades
6. Reflexionar sobre el ejemplo anterior. Proponer otras dos situaciones similares que justifiquen la separación de locales.
5.1. Sala de fabricación
La sala de fabricación es la estancia más “delicada” dentro de la planta de producción de una industria láctea, ya que en ella se procesan alimentos muy susceptibles de ser contaminados.
A esta sala se la suele denominar sala blanca, ya que debe ser una sala sin ningún tipo de contaminación, tanto por seguridad alimentaria, como por seguridad tecnológica.
Las fuentes de contaminación son numerosas (microbiana, física, química, biológica) y han de evitarse a toda costa. Será obligación de todos los integrantes de la plantilla respetar las normas de higiene para impedir cualquier contaminación de los productos que se procesan. Para ello es fundamental partir de salas de fabricación independientes del resto de locales de la planta. Además no comunicarán nunca directamente con la calle, con los aseos ni con los vestuarios.
Muchas industrias usan sistemas de desinfección en los accesos a la sala de fabricación: pueden ser simples pediluvios para desinfectar el calzado o sistemas más complejos basados en duchas de aire con sistemas de exclusas con doble puerta no simultánea que impiden la entrada de cualquier contaminación del exterior al interior de la sala de fabricación.
Pediluvio para desinfectar el calzado de los empleados
Duchas de aire estéril con sistema de exclusas no simultáneas
5.2. Sala de equipos auxiliares
La sala de equipos auxiliares alberga los sistemas que suministran frío, calor, aire comprimido, etc. y se la conoce normalmente como sala de máquinas.
Sabía que...
Se denomina sala de máquinas a los locales que albergan los equipos de producción de calor, frío y otros servicios auxiliares que tengan una potencia superior a 70 kilovatios (KW).
Esta sala se coloca separada del resto de locales por razones de seguridad, ya que en ella se encontrarán dispositivos como compresores, calderas, etc. los cuales tienen riesgo de incendio, explosión, etc.
Algunos de los requisitos que deben cumplir las salas de máquinas son:
1 No se podrá acceder a esta sala mediante aberturas practicadas en el suelo o en el techo.
2 Las puertas tendrán unas dimensiones que permitan el movimiento de la maquinaria que deba ser sacada para su reparación sin causar daño al resto de dispositivos, además contarán con sistemas de apertura fácil desde el interior aunque hayan sido cerradas con llave desde el exterior.
3 Se ha de colocar un cartel en el exterior que avise del tipo de sala (sala de máquinas) y que exprese la prohibición de entrar a toda persona ajena.
4 No habrá tomas de ventilación que comuniquen con otros locales cerrados.
5 Los cerramientos no permitirán filtraciones de humedad y habrá un sistema eficaz de desagüe, bien por gravedad bien por bombeo.
6 El cuadro eléctrico de protección y mando de los equipos instalados en la sala o, por lo menos, el interruptor general, estará situado en las proximidades de la puerta principal de acceso. Este interruptor no podrá cortar la alimentación al sistema de ventilación de la sala.
7 En las salas catalogadas “de alto riesgo” el cuadro eléctrico de protección y mando de los equipos instalados en la sala o, por lo menos, el interruptor general y el interruptor del sistema de ventilación, deben situarse fuera de la misma y en la proximidad de uno de los accesos.
8 En el interior de la sala de máquinas figurarán, visibles y debidamente protegidas, las indicaciones siguientes:
1 Instrucciones para efectuar la parada de la instalación en caso necesario, con señal de alarma de urgencia y dispositivo de corte rápido.
2 Nombre, dirección y número de teléfono de la persona o entidad encargada del mantenimiento de la instalación.
3 Dirección y número de teléfono del servicio de bomberos más próximo y del responsable del edificio.
4 Indicación de los puestos de extinción y extintores cercanos.
Nota
Se considera sala de máquinas de alto riesgo aquella que trabaja con agua a más de 110 ºC. En muchas industrias lácteas se aplican tratamientos térmicos altos (algunas necesitan temperaturas de hasta 150 ºC), por lo que muchas industrias lácteas poseen salas de máquinas catalogadas como de alto riesgo.
La sala de equipos auxiliares se colocará de tal forma que pueda abastecer a toda la planta de una forma óptima, pero siempre de manera independiente, es decir, sin compartir espacio con otras instalaciones.
Sala de equipos auxiliares de una industria láctea con compresor, caldera y equipo de ósmosis inversa
Existen otras salas importantes dentro de las industrias, como son los almacenes, vestuarios, laboratorio, locales de mantenimiento, oficinas, etc.
Actividades
7. Buscar información acerca de cómo han de ser los vestuarios de una industria. (Si usted ha trabajado, o trabaja en alguna, puede describir ese directamente).
8. Describir cómo han de ser las taquillas y los lavamanos que se encuentran en un vestuario.
9. Buscar información acerca de los tipos de almacenes que se pueden encontrar en una industria láctea.
6. Sistemas automatizados utilizados en los tratamientos previos: tipos y funcionamiento
La industria láctea actual tiende, cada vez más, a una gran automatización y especialización de sus procesos y rutinas de trabajo.
Para la automatización de cualquier proceso industrial son necesarios varios elementos básicos. Estos son:
1 Sensores.
2 Controladores.
3 Elementos finales de control.
6.1. Sensores
Los sensores son aquellos aparatos capaces de detectar una señal y medirla para transmitir dicha información.
Los sensores más usados en la industria láctea son los siguientes:
1 Sensores de temperatura o termómetros: la señal que miden es la temperatura. Estos sensores son utilizados desde que la leche entra en la planta en la fase de recepción, hasta que el producto terminado abandona la fábrica. Todos los procesos que se realizan en la industria láctea requieren temperaturas concretas para su correcta ejecución y esta temperatura se mide con los sensores de temperatura.
2 Sensores de presión o manómetros: son aquellos aparatos encargados de medir la presión. Al igual que pasa con la temperatura, muchos procesos necesitan realizarse a una determinada presión, y esta se mide y registra con los manómetros.
3 Sensores de caudal o caudalímetros: son aparatos que, acoplados a las conducciones, permiten determinar la cantidad de líquido que pasa por la conducción por unidad de tiempo.
4 Sensores o sondas de nivel: son aparatos que detectan el nivel de líquido existente en un tanque. Suele haber dos en cada tanque, uno en la parte de arriba y otro en la parte de abajo y son necesarios para automatizar la carga y descarga de los distintos tanques que se encuentran en el proceso.
5 Sensores de conductividad eléctrica o conductivímetros: basándose en la conductividad eléctrica de los líquidos son capaces de medir concentraciones. Se usan sobre todo en las instalaciones de limpieza automática (llamadas C.I.P. que son las siglas inglés de Cleaning In Place, o limpieza in situ) para determinar la concentración de detergente que lleva el agua empleada en dicha limpieza.
Existen otros muchos sensores empleados en la industria láctea, como higrómetros (miden humedad), texturómetros (miden parámetros de textura), sensores de presión, etc., pero no suelen aparecer en las operaciones de tratamientos previos.
Distintos tipos de sensores utilizados en la industria láctea. De izquierda a derecha: termómetro, manómetro y caudalímetro
6.2. Controladores
Son los elementos que reciben la señal enviada por el sensor. Estos controladores son programados para actuar de una u otra forma en función de la señal que les manda el sensor.
Los controladores, por tanto, reciben la información del sensor, la procesan y en función de su programación mandan la orden correspondiente a la unidad final de control para que actúe sobre el sistema.
Existen diferentes tipos de controladores en función de sus características. Estos son:
1 Controladores tipo on-off o todo o nada. Son los más básicos y están programados para tomar decisiones del tipo “abrir-cerrar”, “subir-bajar”, sin posiciones intermedias. Se encuentran por ejemplo en los tanques. Ejemplo: cuando el sensor de nivel detecta que el tanque está lleno el controlador manda la orden de cerrar totalmente la válvula de entrada de leche.
2 Controladores proporcionales (P). Se usan para mantener variables determinadas en valores constantes dentro de un rango. Este controlador tiene tiempos de respuesta algo largos, y no es capaz de controlar la variable con mucha exactitud, por lo que no se emplea mucho en la industria láctea. (Podría usarse para mantener la temperatura de un tanque entre 20 y 30 ºC).
3 Controladores proporcionales-integrales (PI). Son capaces de mantener una variable controlada en un valor concreto. Si se necesita, por ejemplo, mantener una temperatura a 30 ºC exactos se podrá utilizar este tipo de controlador, ya que en cuanto el controlador detecte que esta sube o baja, manda la orden de actuar. Tiene tiempos de respuesta más cortos que los controladores proporcionales (P) pero que no son válidos para algunos procesos porque, aunque actúan relativamente rápido, tardan varios segundos en corregir el error y fluctúan bastante hasta corregirlo. Se podrán utilizar estos controladores en operaciones que requieran una temperatura, presión, etc. determinadas, pero en los que no importe demasiado que la corrección se produzca pasados varios segundos.
4 Controladores proporcionales-integrales-derivativos (PID). Son similares a los controladores PI pero con tiempos de respuesta más cortos. Además consiguen corregir el error sin apenas fluctuar, por lo que son los controladores más eficaces (y también los más caros). Se suelen usar en procesos que requieren el control exacto y rápido de una variable y sin realizar fluctuaciones. En los tratamientos previos son los controladores que se utilizan para regular la temperatura en los tratamientos térmicos.
Controlador P/PI y controlador PID
6.3. Elementos de control final
Los elementos de control final son los elementos o dispositivos encargados de llevar a cabo las acciones que les ordena el controlador en función de las señales que este recibe del sensor.
En su mayoría, los elementos de control son válvulas de tipo eléctrico o neumático, que al abrirse o cerrarse en mayor o menor medida, corrigen las variables sobre las que actúan.
Válvula de accionamiento eléctrico y válvula de accionamiento neumático
6.4. Ejemplo general de automatización
Imagine una planta que se dedica a la elaboración de yogurt.
Después de fabricar el último lote del turno llega el momento de realizar la limpieza de los equipos. Esta limpieza se realiza mediante un sistema automático (C.I.P.) que realiza varios ciclos de lavado: bombea por la instalación agua con detergente alcalino, agua con detergente ácido y finalmente realiza un aclarado.
La mezcla de agua con los distintos detergentes la ejecuta la instalación C.I.P. de forma automática en base a unos valores de concentración necesarios y exactos para realizar correctamente dicha operación de limpieza.
Los elementos de que constará la instalación para automatizar la dosificación de detergente serán los siguientes:
1 Sensor: para medir la concentración de detergente que se encuentra en la mezcla realizada por la instalación se necesita un conductivímetro.
2 Controlador: el controlador necesario será de tipo PI o PID, ya que se necesita mantener una concentración exacta, y que esta concentración no se desvíe de lo establecido. El mejor es el tipo PID, pero por razones económicas se suele usar el tipo PI, que aunque tarda algo más en corregir el error, y fluctúa, es suficiente para esta operación.
3 Elementos de control final: en este caso, los elementos de control final serán:Válvula que regula el caudal o flujo de agua.Válvula que regula el caudal o flujo de detergente.
4 Secuencia de automatización: la secuencia del proceso de automatización, o la forma en que los diferentes elementos interactúan sería la siguiente:
1 El conductivímetro (sensor) mide en todo momento la concentración (en realidad mide la conductividad eléctrica que se traduce en una concentración determinada) y manda la información al controlador.
2 Cuando el controlador detecta que la concentración sube o baja del valor establecido ordena a los elementos de control que actúen para corregir el error.
3 Las órdenes dadas por el controlador podrían ser las siguientes:
1 Abrir más la válvula que regula el flujo de detergente si la concentración es menor que la establecida.
2 Cerrar más la válvula que regula el flujo de detergente si la concentración sube por encima del valor establecido.
Nota
También podría hacerse indicando las siguientes acciones:
1 Abrir más la válvula que regula el flujo de agua si la concentración sube del valor establecido.
2 Cerrar más la válvula que controla el flujo de agua, si la concentración baja del valor establecido.
Aplicación práctica
Imagínese un depósito que consta de una doble pared por la que puede fluir agua fría y agua caliente para realizar tanto su refrigeración como su calentamiento en función de las necesidades del proceso.
Apoyándose en el ejemplo general de automatización propuesto anteriormente, establezca el tipo de sensor, tipo de controlador y elementos finales de control necesarios para mantener la temperatura del depósito constante de forma automática entre 30 y 40 ºC. ¿Cómo interactúan el sensor, el controlador y los elementos de control?
SOLUCIÓN
El sensor necesario para medir la temperatura será un termómetro.
El controlador necesario será de tipo proporcional (P), ya que se necesita mantener la temperatura dentro de un rango (entre 30 ºC y 40 ºC).
Los elementos de control final serán:
1 Válvula que regula el caudal o flujo de agua caliente.
2 Válvula que regula el caudal o flujo de agua fría.
El modo de actuación de los distintos elementos sería:
El termómetro mide la temperatura y le manda la información al controlador. Cuando este detecta que la temperatura se sale del rango de 30-40 ºC activa los elementos finales de control:
1 Abrirá la válvula de agua fría si la temperatura sube de 40 ªC.
2 Abrirá la válvula de agua caliente si la temperatura baja de 30 ºC.
7. Requisitos higiénico-sanitarios de las instalaciones
Las industrias alimentarias son muy exigentes en los temas de higiene, ya que procesan productos que van a ser consumidos por seres humanos.
La industria láctea es, si cabe, una de las más delicadas, ya que manipula un producto que se degrada muy rápidamente.
Los requisitos higiénico-sanitarios que deben cumplir las industrias dedicadas al sector lácteo son muy rigurosos en lo relativo a los materiales de los equipos en contacto con los productos, materiales de las salas de fabricación, puertas, ventanas, etc.
A continuación se muestra qué requisitos han de cumplir estas instalaciones.
