Por Hank Hogan, editor colaborador
Al igual que con muchos sistemas en la fabricación de alimentos y bebidas, la pandemia de COVID-19 ha impuesto varias demandas a los sistemas de transporte mecánico en todas las operaciones de la planta. La mayor necesidad de flexibilidad, capacidades de monitoreo y generación de informes, confiabilidad y saneamiento mejorado son solo algunos ejemplos. Las tecnologías que ayudan con estos requisitos también pueden ayudar a controlar los costos.
Cuando comenzaron a distribuirse las vacunas COVID-19, llevar hielo seco en la cantidad correcta al lugar correcto se volvió fundamental: mantuvo la vacuna fría y aseguró su integridad durante el transporte de gran volumen. La solución de descarga desarrollada para este proyecto ilustra algunas de las formas en las que los sistemas de transporte también están abordando desafíos en la industria de alimentos y bebidas
Una forma es a través de una mayor automatización, que también viene con una mayor capacidad de supervisión y generación de informes. Cada sensor del sistema de descarga de hielo seco utilizado en el proyecto de la vacuna informa a un servidor, proporcionando una gran cantidad de información sobre el funcionamiento del sistema y su estado, según Scott Nyhof, presidente de Material Transfer, el integrador del sistema del proyecto.
Estos son datos que puede utilizar un operador de una planta de alimentos. “Saben cuándo algo no está funcionando bien”, dice Nyhof. “¿Está fallando este cojinete? Probablemente puedan averiguarlo por el tiempo que se tarda en rotar la unidad".
Estas aplicaciones, junto con los alimentos congelados, los alimentos para mascotas, las proteínas de origen vegetal y otros segmentos del mercado en rápido crecimiento, necesitan ayuda para fluir de manera libre y constante. En el caso del hielo seco, esa ayuda es mecánica y está sujeta a una temperatura de -109 ° F, señala Nyhof.
Aunque Material Transfer hace transportadores simples, el integrador solicitó a Eriez que lo ayudara a lograr el movimiento de material requerido para esta aplicación de hielo seco. Un alimentador vibratorio electromagnético 65B personalizado maneja las temperaturas bajo cero y permite un control preciso de la alimentación, dice Eric Confer, gerente de mercado para la industria ligera en Eriez.
El alimentador también se incorpora fácilmente a un sistema altamente automatizado, agrega Confer. “Eriez ofrece controles estándar que pueden integrarse en una variedad de procesos controlados por computadora, lo que hace que la automatización sea tan fácil como accionar un interruptor”, dice. "También proporcionamos controles personalizados para la automatización intrínseca, como sistemas autónomos y de circuito cerrado".
Abordar demandas cambiantes
Los avances de la automatización en la tecnología de transporte también están facilitando que los productores de alimentos y bebidas enfrenten los cambios en las demandas de producción provocados por la pandemia. Antes de la pandemia, un cliente de Key Technology producía paquetes a granel de papas fritas congeladas destinadas a restaurantes de servicio rápido. Esa línea de negocio se detuvo abruptamente, seguida de semanas de inactividad. Cuando la línea de producción volvió a ponerse en marcha, una amplia gama de productos de patata en envases minoristas sustituyó a lo que había sido un gran volumen de paquetes idénticos de patatas fritas congeladas. Un flujo constante y predecible se volvió mucho más variado, sujeto a cambios sin previo aviso.
La automatización ayudó al productor a adaptarse a este nuevo, y aún en evolución, entorno, dice Rudy Sánchez, gerente de desarrollo de productos de sistemas de proceso para Key Technology. Los transportadores pueden encajar en los sistemas de control de una planta, lo que brinda beneficios adicionales. “En una línea totalmente integrada, los datos recopilados por los sensores en una máquina pueden activar automáticamente todos los ajustes necesarios en otras máquinas en la línea sin intervención humana”, dice Sánchez. "Por ejemplo, si el equipo aguas abajo envía datos sobre cambios en el flujo de productos, puede activar compuertas o desviadores aguas arriba en los agitadores de distribución para controlar las velocidades de alimentación".
Este seguimiento y control se puede realizar desde una ubicación dentro de la planta o de forma remota. Con la configuración correcta, esta supervisión puede ocurrir incluso en un teléfono inteligente, una tableta u otro dispositivo móvil.
La automatización mejora la productividad laboral
El uso y la disponibilidad cada vez mayores de la automatización pueden ayudar con otro problema destacado: la disponibilidad variable de la fuerza laboral. Las órdenes de quedarse en casa, la ausencia debido a los protocolos de cuarentena COVID-19 y el impacto de la enfermedad en las personas y las familias han contribuido a cambios impredecibles en la cantidad de personal presente en un momento dado. La automatización puede mejorar la productividad del personal al hacerse cargo de algunas tareas, haciendo que la operación general sea más eficiente y segura en el proceso.
Los transportadores Hapman, por ejemplo, vienen en una variedad de tamaños y configuraciones. Pero una cosa que todos ellos tienen en común es un sistema de control que elimina los desafíos causados por los enlaces manuales entre otros sistemas en la línea. “Todos nuestros transportadores vienen con funciones de arranque / parada automáticos para los equipos posteriores”, dice Mike Zeluff, gerente de producto de transportadores de tornillo sin fin Helix en Hapman. “Nueve de cada 10 veces, vamos a una tolva, a una máquina de envasado o a un alimentador que ya tiene un sensor de alto nivel. Nuestros controles pueden funcionar fuera de ese sensor para que el operador no arranque ni pare el transportador ".
La automatización protege contra los desafíos de una fuerza laboral fluctuante de varias maneras, según Greg Slack, vicepresidente de ventas globales de Flexicon. Primero, la eliminación de los métodos manuales de transporte, llenado a granel, volcado y descarga de equipos reduce la posibilidad de lesiones relacionadas con el trabajo. En segundo lugar, la automatización puede eliminar las conjeturas y la dependencia de la documentación impresa o la memoria al configurar un proceso de transferencia o transporte. “Se pueden ingresar menús de lotes específicos en el sistema y activarlos cuando sea necesario, lo que ahorra tiempo y asegura que se produzca la secuenciación adecuada”, señala Slack.
Prácticamente todos los equipos de Flexicon están disponibles con tecnologías de control de vanguardia para interfaces fáciles de operar, agrega Slack. Estos pueden variar desde botones hasta interfaces hombre-máquina (HMI) personalizadas, tecnologías que también conducen a un personal más productivo.
Fiabilidad y diseño higiénico van de la mano
Además de una mayor automatización en los transportadores, otras dos tendencias clave son una mayor confiabilidad y una mayor higiene. Al igual que la automatización, estos han cobrado mayor importancia durante la pandemia. “Con menos gente disponible para trabajar en las fábricas, el valor de la automatización, la confiabilidad del equipo, el saneamiento fácil y el excelente servicio al cliente se han disparado”, dice Sánchez de Key Technology.
La fiabilidad y el saneamiento van de la mano, señala. Por ejemplo, muchos clientes de Key Technology eligen transportadores vibratorios en lugar de transportadores de banda porque tienen menos partes móviles y una superficie de lecho fácil de limpiar, lo que mejora tanto la confiabilidad como el saneamiento. Es más, los transportadores vibratorios de Key Technology cuentan con una construcción monohaz, con un solo miembro estructural escondido debajo del lecho del transportador. Eso mejora el saneamiento porque hay menos partes para limpiar. La retroalimentación inteligente mejora el control del sistema, mejorando así el flujo de producto, reduciendo el derrame del transportador e impulsando aún más el saneamiento.
Este enfoque en el saneamiento comienza con el diseño de los transportadores. Los ingenieros utilizan el análisis de elementos finitos y el modelado de flujo para simular el movimiento del producto en el transportador y el funcionamiento del mismo. A este análisis le siguen otras prácticas de diseño y construcción.
“Hacemos pendientes las superficies para evitar el estancamiento de agua, minimizamos las superficies laminadas y hacemos soldaduras 100% continuas en lugar de saltear soldaduras”, dice Sánchez. “Consideramos las características de diseño sanitario dentro de las zonas de contacto con el producto, así como las zonas de salpicadura y los soportes estructurales que sostienen el equipo. Todos nuestros transportadores se pueden lavar con agua a alta temperatura y alta presión".
Wire Belt Company of America fabrica sus productos a partir de acero inoxidable, que siempre ha sido seguro para el contacto con alimentos. Pero la empresa ha dado más pasos hacia el diseño higiénico. “Wire Belt ha introducido recientemente una línea de transportadores higiénicos mejorados que tienen muchas características relacionadas con la seguridad alimentaria”, dice Rick Spiak, vicepresidente de ventas y marketing del proveedor de bandas transportadoras.
Las características de la nueva línea de Wire Belt incluyen una construcción simplificada del marco de patas de sección abierta y de lavado, parte de un diseño de limpieza en el lugar (CIP) que hace que los transportadores sean fáciles de desinfectar, limpiar y mantener. El equipo también contiene componentes de plástico azul de alta densidad. Estos materiales, junto con el diseño, no dejan lugar para que se escondan bacterias y alérgenos.
“Todo nuestro equipo sanitario está construido de acero inoxidable 304 o 316 y tiene un acabado de acuerdo con los estándares de alimentos y lácteos, incluidos los certificados 3-A y los aceptados por el USDA”, dice Slack de Flexicon. Además, el equipo ofrece características de diseño que minimizan el tiempo de lavado y eliminan la contaminación.
El saneamiento y la capacidad de limpiar fácilmente los equipos parecían en un momento una característica "agradable de tener", comenta John Strong, gerente de ventas de Dynamic Conveyor. La necesidad de maximizar la productividad de los trabajadores durante la pandemia cambió el cálculo con respecto al rendimiento y el saneamiento. “Ahora la velocidad y la facilidad de limpieza son primordiales”, dice.
Los productos DynaClean de la empresa ayudan en este esfuerzo. Diseñados y fabricados para minimizar los lugares donde los contaminantes pueden esconderse, son fáciles de limpiar sin requerir el uso de herramientas especiales, lo que ahorra tiempo, señala.
La seguridad alimentaria, la calidad del transportador, la facilidad de lavado y el saneamiento funcionan en conjunto, dice Hapman's Zeluff. Estas necesidades interactivas impactan todo, desde el acabado de un material estándar de la industria, como el acero inoxidable 304, hasta las soldaduras que unen diferentes piezas estructurales. Algunas soldaduras deben ser continuas, pulidas y fusionadas con el metal base. En el extremo, los requisitos del cliente pueden exigir una mezcla completa, lo que implica un esmerilado y un pulido fino que pueden hacer desaparecer las soldaduras. Todos estos procedimientos de construcción se realizan para eliminar cualquier grieta o hendidura que pueda atrapar contaminantes o dar lugar a agua estancada.
Pero existe un límite en cuanto a lo que es posible, dice Zeluff. "A veces, el diseño no lo permite porque tiene que construir estructuralmente para soportar su equipo".
El nivel de soporte requerido también incluye el peso del producto, que puede ser de miles de libras. En los casos en que la necesidad de saneamiento y soporte estructural chocan, los láseres podrían permitir una fabricación que cumpla con los requisitos de limpieza y resistencia, según Zeluff.
Ahora se requieren equipos flexibles, modulares y portátiles
Una última tendencia clave implica la adaptación al cambio, que se manifiesta en varias áreas. Los cambios en el costo y la demanda, por ejemplo, han golpeado tanto a los fabricantes de transportadores como a los de la industria de alimentos y bebidas que utilizan dichos equipos.
Una forma de superar estas situaciones es mediante la flexibilidad del equipo. Muchos de los sistemas de Flexicon están disponibles con ruedas montadas en el marco que permiten la movilidad dentro de la planta, una capacidad que se amortiza de varias maneras, según Slack. “El sistema puede instalarse en casi cualquier lugar de una instalación, lo que elimina potencialmente la necesidad de varios ejemplos del mismo equipo”, dice. "Un beneficio adicional es que se pueden mover a un área designada de limpieza o almacenamiento entre usos".
Dynamic Conveyor tiene transportadores que son modulares, lo que significa que pueden cambiarse en el campo y modificarse en respuesta a los cambios de la demanda. Recuerda a un cliente que optó por un transportador sanitario seccional para que su longitud pudiera modificarse para adaptarse a la demanda que menguaba y fluía debido a paradas y otros factores externos.
Strong también apunta a los transportadores portátiles de la empresa. Los procesadores de alimentos y bebidas pueden moverlos de una tolva a granel a la siguiente, distribuyendo diferentes ingredientes en el transportador para que formen capas. El resultado final, en el caso de un procesador, fue que el transportador portátil funcionó como algo más que una forma de llevar material de un punto a otro.
“El transportador se convirtió en una herramienta multipropósito para recolectar el producto y luego transferirlo, y luego, mientras se descargaba, las capas del producto se automezclaban, haciéndolo funcionar como una máquina mezcladora”, explica Strong. "Tres máquinas en una", añade.
La necesidad de una mayor adaptabilidad para manejar las condiciones cambiantes se manifiesta en la fabricación de los propios sistemas de transporte, dice Sánchez. El acero inoxidable es el elemento más importante en los sistemas de Key Technology, y este componente clave ha experimentado grandes cambios en los precios y los plazos de entrega. Dado que la Asociación Mundial del Acero pronostica un crecimiento continuo en la demanda de acero para 2022, y China, un proveedor líder, está reduciendo la producción de acero por razones ambientales, es probable que la presión sobre el material no disminuya.
Por lo tanto, los fabricantes de sistemas de transporte están implementando estrategias para garantizar que puedan satisfacer las necesidades de productos de sus clientes. “Planeamos con anticipación y compramos acero inoxidable y otros materiales y componentes en más cantidades de las que solíamos hacer, por lo que tenemos los suministros necesarios para minimizar las demoras e interrupciones”, dice Sánchez.
Otros proveedores informan acerca de enfoques similares, dirigidos a distintos componentes clave como una forma de continuar brindando el nivel necesario de soporte al cliente. Wire Belt, por ejemplo, ha acumulado un inventario de materia prima, y lo ha hecho al comienzo de la pandemia, según Spiak. La empresa también trabaja en estrecha colaboración con los clientes clave y se comunica con ellos con frecuencia, añade. Esto ayuda a superar los desafíos de la cadena de suministro y los cambios de demanda.
Mejorar el tiempo de actividad y aumentar la flexibilidad
De cara al futuro, los proveedores de equipos de transporte esperan que estas tendencias de automatización, confiabilidad, saneamiento y flexibilidad continúen e interactúen entre sí. La automatización, por ejemplo, se está introduciendo en nuevas áreas en un esfuerzo por mejorar el tiempo de actividad y aumentar la flexibilidad. Los clientes quieren tener la seguridad de que el equipo estará disponible cuando sea necesario, por lo que los proveedores están poniendo la tecnología a trabajar para brindar esa tranquilidad.
“El diagnóstico remoto, que le permite a un procesador saber que una máquina está en buen estado y le alerta si no lo está, es más popular ahora que nunca”, dice Sánchez.
Los procesadores también piden cada vez más una mayor precisión en el movimiento del material. La necesidad es no solo llevar el ingrediente al punto correcto sino también en la cantidad correcta, y se espera que el margen de error continúe reduciéndose con el tiempo.
“Ellos [los procesadores] necesitan una mayor precisión. La precisión es cada vez más importante”, dice Nyhof. La automatización seguirá desempeñando un papel clave en la medición del material y el control de su movimiento.
Finalmente, estas tendencias y lo que requieren también pueden entrar en conflicto. Zeluff señala, por ejemplo, que la demanda está creciendo tanto para unidades portátiles, que brindan flexibilidad, como para una mayor altura de descarga, que se necesita para tolvas, mezcladoras y similares más grandes.
Sin embargo, existe un límite en el tamaño de una unidad portátil, con una restricción que es la seguridad del trabajador y otra es la altura del techo. Una vez que la altura de las unidades alcance los 14 o 15 pies, Zeluff aconseja optar por un diseño modular y no portátil. Este enfoque requiere cambiar el equipo hacia adentro y hacia afuera, pero con un diseño sin herramientas, el tiempo que lleva hacer el cambio se puede reducir en dos tercios, dependiendo de la configuración.
A medida que aumentan las alturas, los procesadores, integradores de sistemas y proveedores de equipos deben pensar en cómo se realizarán todas las tareas críticas, preferiblemente durante la fase de diseño de un proyecto.
Un sistema de transporte no siempre moverá simplemente mercancías. Habrá ocasiones en las que el producto cambie, por lo que una estructura elevada instalada sin tener en cuenta los cambios podría causar un problema.
