Modernización de la neumática del proceso

Islas de válvulas en armarios eléctricos con diseño higiénico para depósitos de almacenamiento estériles

Las instalaciones de proceso y de ingeniería de procesos de la industria de los productos alimentarios y de las bebidas suelen estar concebidas para funcionar de forma continuada. Aunque, poco a poco, también van cumpliendo años. Los intervalos de mantenimiento se van haciendo cada vez más cortos, y las piezas de recambio son más difíciles de obtener. Es entonces cuando hay que pensar en su inevitable modernización. Se pueden aprovechar para mejorar la estructura general de la instalación y, de esa forma, la productividad. Las islas de válvulas compactas como sistemas de automatización descentralizados para el control de la neumática son, en este sentido, una solución orientada a la práctica. Gracias a los sistemas compactos listos para conectarse instalados en armarios eléctricos de acero inoxidable que cumplen con los requisitos higiénicos, se pueden reestructurar hasta las instalaciones más complejas sin tener que sufrir largos períodos de inactividad.

Dado que los armarios neumáticos son pequeños y sus partes exteriores están fabricadas con acero inoxidable altamente resistente, el sistema de automatización HD (con diseño higiénico) es óptimo para uso cerca de los actuadores y sensores que están dentro del entorno de proceso del depósito de almacenamiento estéril, sensible a las condiciones higiénicas.

Una central lechera con tradición

Ehrmann SE es considerada una de las empresas lecheras más importantes de Alemania, con una gran tradición tras de sí. En 1920, el experto en productos lácteos Alois Ehrmann sénior fundó su central lechera como empresa unipersonal, Desde entonces, la empresa ha ido desarrollándose cada vez más, y hoy día sigue convenciendo por su gama de productos, de gran calidad y variedad, tanto a nivel nacional como internacional. Para que siga siendo así en el futuro, la empresa ha invertido en el desarrollo de nuevos productos y en la continua modernización y optimización de sus plantas de producción. En 2020, año de su centenario, en sus planes estaba la restauración del sistema neumático del proceso en un tanque de almacenamiento estéril de su sede de Oberschönegg. El equipo, que se encargaba de alimentar producto a cinco líneas de producción, estaba llegando al final de su vida útil. Cada vez sufría más averías.

«La detección de errores a menudo fue complicada, ya que el control neumático de las cerca de 400 válvulas de proceso se encontraba en un armario eléctrico centralizado. La consecuencia de los largos tramos de tuberías y de la ubicación de las fuentes de error exigieron un esfuerzo extra a nuestro personal de mantenimiento».

Reinhard Huber, Jefe de equipo de electrotecnia para construcción de plantas en Ehrmann SE

(Fuente: Ehrmann SE)

Claridad sin largos tramos de tuberías: descentralización en lugar de centralización

Las condiciones necesarias para la restauración y reestructuración del complejo sistema neumático no iban a ser nada sencillas. El proceso de producción solamente permitía un tiempo de inactividad breve y el espacio disponible en la zona de almacenamiento estéril no era precisamente generoso. En cualquier caso, afrontamos la complicada tarea en estrecha colaboración. Se analizaron las funciones neumáticas,a continuación se asignaron espacialmente las diferentes partes de la instalación y se concluyó que debían agruparse en ocho unidades de forma descentralizada. Para las unidades de control neumático descentralizadas, se instalaron y precablearon en armarios eléctricos higiénicos (Tipo 8614) islas de válvulas de estructura modular con hasta 48 funciones de válvula cada una, dotadas de conexión rápida AirLINE. Otros grupos de montaje opcionales, p.ej. el regulador de filtro, el controlador de presión o la fuente de alimentación, completaban los armarios. Además, para el caso de Ehrmann se dejó un campo vacío donde poder instalar componentes adicionales 

Las dimensiones de los armarios neumáticos son relativamente pequeñas, y las piezas exteriores son de acero inoxidable de alta resistencia. De esa manera, el sistema de automatización de diseño higiénico está listo para conectarse y está debidamente probado y certificado, siendo óptimo para un uso cerca de actuadores y sensores en medio de ambientes de proceso higiénicos en zonas de almacenamiento estériles. Eso permite reducir claramente el coste en tendido de mangueras, ya que los tramos hasta los actuadores son claramente más cortos en comparación con los anteriores.

Armarios neumáticos compactos y con diagnóstico intuitivo

En la pantalla de la isla de válvulas está la información de proceso más importante, como el estado actual de conmutación de las válvulas de pilotaje y de proceso, o la detección de roturas de cables, que estará disponible in situ para el usuario. Estos datos se reenviarán también al sistema de control de la instalación a través de Profinet. Las islas de válvulas están equipadas de serie con las funciones características de seguridad del proceso más habituales. Las válvulas de retención en el conducto de ventilación impiden, por ejemplo, que las válvulas se activen involuntariamente debido a picos en la presión, proporcionando seguridad adicional. Mediante la función Hot-Swap (de intercambio directo), las válvulas se pueden durante el funcionamiento aunque estén sometidas a presión y a tensión. De esa forma no se producen paradas de producción.

Isla de válvulas Tipo 8652 AirLINE, con hasta 48 funciones cada una.

Puesta en marcha sin complicaciones: modificación en dos pasos

Cuando había que hacer alguna modificación, el tiempo de parada era una cuestión muy importante. Debía ser lo más reducido posible. Los armarios eléctricos con diseño higiénico con islas de válvulas se suministraban listos para conectarse, y solamente había que enchufarlos in situ al aire comprimido, la fuente de alimentación y el sistema de bus. Pero eso exigía tiempo y mano de obra. Para poder mantener los tiempos de inactividad lo más reducidos posible, el tanque de almacenamiento estéril se equipó en dos pasos: En primer lugar se instalaron cuatro armarios eléctricos descentralizados, mientras que una parte de las funciones eran transferidas a través del antiguo control neumático. Una vez finalizada la puesta en marcha y comprobado el correcto funcionamiento de las islas de válvulas, era el turno de los demás armarios eléctricos.

En Ehrmann, los propios técnicos de la empresa se encargaron de la reequipación. Debido a la reducida disponibilidad espacial, en el tanque de almacenamiento estéril no había sitio para la presencia de más técnicos. El equipo de servicio técnico de Bürkert ofrece su ayuda al usuario principalmente durante esta fase de puesta en marcha.