Cómo Weishu planifica la disposición de una planta de procesamiento de alimentos antes de la fabricación del equipo

Una línea completa de producción de alimentos no puede diseñarse correctamente colocando máquinas en el espacio restante del suelo después de que ya hayan sido fabricadas. Las dimensiones de los tanques, las rutas de las tuberías, el acceso de los operadores, el drenaje, las instalaciones auxiliares, el llenado, la limpieza y la instalación afectan todos al diseño final.

En Weishu, la planificación del diseño comienza antes de liberar la configuración principal del equipo para su fabricación. Primero revisamos el producto, la capacidad, el empaque, la planta y las condiciones locales de operación del cliente. Luego organizamos el equipo correspondiente de nuestra gama de maquinaria para alimentos y bebidas en un proceso que pueda instalarse, operarse, limpiarse y mantenerse como una única línea.

Este artículo explica la información que utilizamos y las principales decisiones que toma nuestro equipo de ingeniería durante el desarrollo del diseño preliminar.

1. Comenzamos con el flujo del producto

El primer dibujo de distribución no es un catálogo de equipos. Es un mapa del flujo del producto.

Según el proyecto, el flujo puede comenzar con la recepción de leche cruda, la descarga de frutas, la alimentación de polvo, el tratamiento del agua o la preparación de ingredientes. Luego puede pasar por almacenamiento, mezcla, separación, homogeneización, procesamiento térmico, fermentación, llenado, empaque secundario y almacenamiento del producto terminado.

Colocamos estos pasos en el orden del proceso antes de decidir dónde se ubicará cada máquina. Esto nos ayuda a reducir distancias innecesarias de transferencia e identificar dónde se separan o vuelven a unirse las rutas del producto.

Por ejemplo:

• a línea de producción de leche pasteurizada requiere una ruta clara desde la recepción de leche cruda hasta el enfriamiento y el llenado;
• a línea de procesamiento de yogur también requiere la ocupación del tanque de fermentación, la manipulación de cultivos, el enfriamiento y la transferencia de productos viscosos;
• una línea de procesamiento de frutas requiere espacio para la preparación de materias primas y la eliminación de subproductos antes del área de procesamiento líquido;
• una línea de bebidas a temperatura ambiente puede requerir una conexión higiénica controlada entre el tratamiento térmico final y el llenado.

Al mapear primero el proceso, evitamos tratar las tuberías y la transferencia como una consideración secundaria.

2. Confirmamos la capacidad real de producción

La capacidad horaria es solo una de las entradas para el diseño del layout. Nuestro equipo también verifica la cantidad de horas operativas, los tamaños de lote, la mezcla diaria de productos, los formatos de empaque, el programa de limpieza y la expansión prevista.

Un área de mezcla por lotes puede ocupar mucho más espacio en planta que el skid de proceso continuo que le sigue. Un llenador puede necesitar espacio para la alimentación de envases, piezas de formato, inspección, transporte, empaque en cajas y movimiento del operador. La fermentación o el envejecimiento pueden requerir varios tanques, incluso cuando solo se instala un pasteurizador.

Por lo tanto, elaboramos un programa de producción sencillo y un plan de uso de tanques. Esto muestra:

• cuántos lotes se requieren;
• cuánto tiempo permanece cada tanque ocupado;
• si el siguiente lote puede estar listo antes de que la sección continua lo necesite;
• cuándo se lleva a cabo la limpieza en lugar (CIP);
• si el llenado limita la línea;
• dónde se requiere capacidad de amortiguación.

La disposición se basa entonces en la cantidad de equipos operativos, no solo en una tasa de flujo general.

3. Separamos el movimiento de productos crudos, procesados y empaquetados

Las fábricas de alimentos necesitan un movimiento lógico de materias primas, ingredientes, envases, personal, residuos y productos terminados. Estos flujos no deben cruzarse innecesariamente.

Durante la planificación de la disposición, identificamos:

• puntos de recepción de materias primas;
• almacenamiento de los ingredientes y los envases;
• las entradas de las zonas de proceso;
• salidas de residuos y subproductos;
• las rutas de los productos terminados;
• puntos de cambio de personal e higiene;
• acceso de mantenimiento que no interfiera con la producción.

Las zonas de higiene exactas dependen del producto y de las exigencias locales. Podemos desarrollar la disposición del equipo y las interfaces de proceso, mientras que los profesionales locales del edificio y de la seguridad alimentaria del cliente confirman la zonificación final, la construcción de la habitación, la ventilación, la seguridad contra incendios y las disposiciones reglamentarias.

4. ¿Qué es? Reservamos espacio para operación y mantenimiento

Una huella de equipo muestra solo las dimensiones de la base. No muestra todo lo necesario alrededor de la máquina.

Nuestra revisión de la disposición también considera:

• abrir una vía de conducción para el tanque;
• la eliminación de un motor o caja de cambios del agitador;
• inspeccionar un intercambiador de calor;
• las válvulas de acceso e instrumentos;
• sustitución de los sellos de las bombas;
• movimiento de herramientas de limpieza y piezas de repuesto;
• levantar o quitar los componentes principales;
• acceso seguro a las plataformas y escaleras;
• espacio de trabajo alrededor de los paneles eléctricos.

Un tanque puede caber entre dos paredes y aún así ser imposible de mantener. Un deslizamiento de proceso puede caber bajo un techo y aún no tener espacio para conexiones de tuberías o extracción de componentes. Marcamos estos requisitos antes de confirmar las posiciones del equipo.

5. ¿Qué es eso? Planeamos el acceso de instalación de equipos

La ruta utilizada para instalar el equipo puede ser diferente de la ruta utilizada por los operadores después de su puesta en marcha.

Verificamos:

• dimensiones de las puertas y puertas;
• aberturas en el techo o en la pared;
• puntos de elevación;
• ancho del pasillo;
• el radio de giro;
• niveles de piso y escalones;
• acceso por grúa o carretilla elevadora;
• el orden en que deben entrar los grandes depósitos y los trineos.

Si un equipo no puede ingresar al edificio terminado, es posible que el proyecto requiera una abertura de instalación o una secuencia de entrega distinta. Resolver esto en los planos es más sencillo que descubrirlo cuando el equipo llegue al sitio.

6. Desarrollamos el concepto de conexión a servicios públicos

Cada línea de producción depende de los servicios públicos. El diseño debe proporcionar rutas prácticas para:

• energía eléctrica;
• vapor u otro medio de calentamiento;
• agua fría y agua de enfriamiento;
• agua para procesos;
• aire comprimido;
• refrigeración;
• Suministro y retorno de CIP;
• drenaje de producto y de servicios públicos;
• cables de datos y de control.

Primero identificamos a los usuarios de los servicios públicos y sus condiciones de conexión. Luego agrupamos los equipos según corresponda y coordinamos las rutas con las tuberías de producto.

El equipo generador de servicios públicos también requiere espacio para operación, ventilación, manejo de productos químicos, mantenimiento y sustitución futura. Si el cliente espera que Weishu incluya el equipo generador de servicios públicos en el proyecto, definimos si la distribución en el sitio forma parte de nuestro alcance o se realizará localmente.

7. Coordinamos el drenaje con la limpieza

La limpieza afecta tanto la programación de la producción como el diseño del edificio. Tanques, tuberías, pasteurizadores, llenadoras y pisos pueden generar distintas cargas de drenaje.

Nuestro diseño de proceso identifica los circuitos de limpieza en sitio (CIP), las vías de retorno, los puntos de drenaje y los equipos que requieren limpieza manual. El equipo de ingeniería local del cliente utiliza luego esta información para finalizar las pendientes de los pisos, el dimensionamiento de los drenajes, la canalización de las aguas residuales, la manipulación de productos químicos y el diseño del tratamiento.

Evitamos colocar equipos eléctricos sensibles al drenaje o elementos estructurales de difícil limpieza en zonas sometidas frecuentemente a lavados intensivos. Asimismo, verificamos que las tuberías de producto puedan instalarse y drenarse conforme a la base de diseño acordada.

8. Ajustamos el área de llenado y empaque a la línea de proceso

El área de llenado no es una pequeña caja añadida al final del diseño. El almacenamiento de envases, la preparación de envases, el acceso a la llenadora, las cintas transportadoras, la codificación, la inspección, el empaque secundario y el movimiento del producto terminado requieren espacio.

Confirmamos:

• formato y tamaño del paquete;
• producción sostenible de llenado;
• número de formatos;
• método de alimentación de material;
• método de cierre o sellado;
• acceso para limpieza y cambio de formato;
• empaque aguas abajo;
• ruta hacia la cámara frigorífica o almacén.

Esto nos permite equilibrar el proceso aguas arriba con la sección real de envasado. Asimismo, evita que el pasteurizador o el sistema UHT se coloquen antes de definir la interfaz del llenador.

9. Planificamos los controles y la visibilidad para el operador

Los paneles de control, las estaciones locales, los sensores y las rutas del operador deben apoyar la secuencia del proceso. Los operadores deben poder ver las alarmas, acceder a las válvulas manuales cuando sea necesario, tomar muestras y supervisar la transferencia del producto sin tener que desplazarse por zonas inadecuadas.

En las líneas automatizadas, identificamos la ubicación del panel de control principal y la responsabilidad respecto al cableado de campo, las conexiones de red y las bandejas de cables. También consideramos dónde almacenará el cliente los registros operativos, los documentos de calidad y la información de mantenimiento.

La automatización no puede corregir una disposición física deficiente. El equipo, las tuberías, los instrumentos y los controles deben planificarse de forma conjunta.

10. Dejamos una ruta definida para la expansión

Muchos clientes planean añadir posteriormente un segundo llenador, más tanques, otro producto o mayor capacidad. El espacio para la expansión resulta útil únicamente si, desde el primer diseño, se tienen en cuenta los puntos de conexión futuros.

Analizamos:

• qué equipo es más probable que se añada;
• si los conductos eléctricos existentes pueden soportarlo;
• dónde se pueden instalar tanques adicionales;
• si las tuberías y los controles se pueden ampliar;
• cómo se puede introducir el nuevo equipo en el edificio;
• si la producción debe detenerse durante la ampliación.

No sobredimensionamos automáticamente todos los componentes. En cambio, identificamos espacios e interfaces reservados prácticos, manteniendo el proyecto de primera etapa alineado con el plan actual de producción.

Qué necesitamos para preparar un diseño preliminar

La información inicial más útil es:

1. plano del edificio con las dimensiones internas;
2. información sobre columnas, puertas, desagües y techos;
3. lista de productos y materias primas;
4. producción por hora y por día;
5. tamaños de lote y horario de operación;
6. tipos, tamaños y requisitos del llenador de envases;
7. servicios disponibles;
8. nivel preferido de automatización;
9. requisitos locales de higiene y construcción;
10. plan de expansión futura;
11. alcance de equipos, instalación y servicios esperado de Weishu.

Si el edificio aún no existe, podemos comenzar con los requisitos de proceso y espacio. El equipo local de arquitectura e ingeniería del cliente podrá entonces incorporar la información confirmada sobre equipos y servicios en el diseño del edificio.

Preguntas frecuentes

¿Puede Weishu preparar un diseño de planta si mi edificio de fábrica aún no está terminado?

Sí. Podemos comenzar con los requisitos del producto, la capacidad, el envase y el proceso, y preparar un concepto preliminar de espacio-equipos. El diseño final del edificio y las obras civiles debe completarse y ser aprobado por profesionales locales calificados.

¿En qué formato de archivo debo enviarlo?

Un dibujo CAD acotado es útil, pero un dibujo PDF claro puede servir para la primera discusión. Incluya puertas, columnas, altura del techo, desagües, niveles del suelo y rutas de acceso.

¿La huella más pequeña del equipo genera el mejor diseño?

No siempre. Una disposición compacta puede limitar la limpieza, el mantenimiento, la instalación y la operación segura. Por ello, equilibramos el uso del espacio en planta con las distancias de trabajo requeridas y el flujo del proceso.

¿Cuándo debe seleccionarse el llenador?

La envoltura y la ruta de llenado deben definirse temprano, ya que la capacidad de salida del llenador, las interfaces higiénicas, la alimentación de envases, las cintas transportadoras y el empaque secundario afectan la capacidad del proceso y el diseño.

¿Puede modificarse el diseño después de iniciar la fabricación del equipo?

Algunos cambios pueden ser posibles, pero las modificaciones en las dimensiones del tanque, la orientación de las boquillas, la disposición del bastidor (skid), las rutas de tuberías, los controles o las conexiones de servicios pueden afectar el costo y el cronograma. Por lo tanto, confirmamos la base principal del diseño antes de autorizar la producción del equipo.

Inicie su discusión sobre el diseño con Weishu

Contácte a nuestro equipo de ingeniería con su producto, producción objetivo, plan de embalaje, servicios disponibles y plano del edificio. También puede revisar nuestros escenarios de Aplicación para ver los tipos de proyectos lácteos, de jugos y de bebidas que soportan nuestros equipos. Utilizaremos su información para analizar un flujo de proceso preliminar, la disposición del equipo y los límites del proyecto.