Seleccionar un tanque de proceso só polo seu volume nominal en litros é unha das maneiras máis fáciles de crear un estrangulamento nunha liña láctea, de zumos ou de bebidas. Un «tanque de 1.000 L» non produce automaticamente 1.000 L de produto comercializable en cada ciclo, e unha liña continua cuxa capacidade se indica en litros por hora non pode ser adaptada a un tanque por lotes sen ter en conta o tempo.
En Weishu, fabricamos e configuramos tanques de mestura de acero inoxidable como parte de pedidos individuais de equipos e liñas completas de procesamento. Antes de seleccionar o volume do tanque, a súa xeometría, a súa agitación, o seu sistema de aquecemento ou arrefriamento e os seus controles, adaptamos o recipiente ao produto e ao programa de produción do cliente.
A pregunta útil é:
Canta cantidade útil de produto debe preparar ou almacenar o tanque, e con que rapidez debe repetir esa tarefa para manter o resto da liña en funcionamento?
A resposta obtense a partir do volume útil, do ciclo por lote, do caudal cara abaixo, da limpeza, do comportamento da receta e do programa diario de produción.
O volume nominal non é o volume útil
O volume nominal ou total describe a capacidade interna xeral do recipiente. O volume de traballo é a cantidade que se pode empregar durante a produción normal, mantendo o espazo libre, a cobertura da mestura, o rendemento na transferencia de calor e os límites operativos requiridos polo proceso.
O volume utilizable pode ser menor debido a:
- espuma durante a adición de pó ou a agitación;
- expansión do líquido ao quentarse;
- control do vórtice;
- nivel mínimo para o agitador, os sensores, a saída ou a superficie de quentamento;
- requisitos de recirculación;
- produto deixado no recipiente e nas tubaxes conectadas;
- límites de control por lote;
- espazo necesario para a acción de limpeza.
A marxe requirida é específica do produto e do deseño. Un líquido de baixa espuma e unha mestura láctea rica en pó non deben asignarse á mesma porcentaxe de enchemento automático sen revisión.
Na nosa proposta de tanque, distinguimos o volume total do recipiente do intervalo de volume de traballo recomendado para que o cliente poida ver cantidade de produto que o tanque está destinado a manexar durante a operación normal.
Comece co calendario de produción
Antes de calcular un tanque, defina:
- producción vendible requerida por día;
- horas de funcionamento por turno e turnos por día;
- número de produtos e recetas;
- fluxo en liña continua;
- capacidade do enchedor;
- tempo de preparación por lote;
- tempo de transferencia;
- tempo de aquecemento e arrefriamento;
- comprobacións de calidade ou tempo de espera;
- tempo de limpeza;
- mantemento planificado e cambios de produto.
Isto revela cantos lotes son realmente posibles. Unha planta que opera oito horas non ten oito horas completas de produción se a posta en marcha, a limpeza CIP, os cambios de sabor e o apagado ocupan parte do día.
Unha relación simple de capacidade
Para unha comprobación inicial de planificación:
Volume de traballo necesario por lote = caudal da etapa seguinte × tempo que o lote debe abastecer
Se un proceso posterior consome 2.000 litros por hora e un lote preparado debe abastecelo durante 30 minutos, o volume de traballo inicial necesario é:
2.000 L/h × 0,5 h = 1.000 L
Este non é aínda o tamaño do recipiente. Aínda debe terse en conta no cálculo o espazo libre de funcionamento, o produto residual, a superposición na preparación, o método de trasferencia e o nivel mínimo de traballo.
O exemplo tamén supón que o seguinte lote pode estar listo antes de rematar o primeiro lote. Se a preparación, o aquecemento e as probas tardan máis de 30 minutos, un tanque non pode manter un fornecemento continuo. As opcións son: usar un lote maior, engadir outro tanque de preparación, cambiar o horario ou reducir o caudal continuo.
Calcular todo o ciclo do lote
Un ciclo completo dun lote pode incluír:
- comprobacións previas á operación;
- carga de auga ou líquido;
- adición de ingredientes;
- mestura ou hidratación;
- aquecemento;
- axuste ou liberación da calidade;
- transferencia ao seguinte proceso;
- recuperación do produto;
- enxaguado e CIP;
- preparación para o seguinte lote.
Engadir estas duracións en vez de empregar só o tempo de mestura.
Por exemplo, unha receta pode mesturarse en 20 minutos pero require 15 minutos para cargar, 25 minutos para quentar, 15 minutos para probar e axustar, 20 minutos para transferir e 40 minutos para limpar. A súa ocupación do tanque é moito máis longa que o «tempo de mestura» indicado na folla informativa.
Cando a produción depende dunha rápida rotación dos lotes, a capacidade de quentamento e arrefriamento pode ser tan importante como o volume do tanque. Un tanque máis grande cunha superficie insuficiente de transmisión de calor pode alargar o ciclo e reducir a produción diaria.
Tanques por lote que alimentan unha liña continua
A mestura e a formulación adoitan ser operacións por lote, mentres que a pasteurización, o tratamento UHT, a homoxenización ou o envasado poden funcionar de xeito continuo. A interface require unha estratexia deliberada de amortiguación.
Hai tres disposicións comúns:
Tanques de preparación alternados
Un tanque alimenta a liña mentres o segundo prepara o seguinte lote. Isto pode apoiar a operación continua cando o ciclo de preparación se adapta ao tempo de suministro e a transición está controlada.
Tanque de preparación máis tanque amortecedor
Un tanque de preparación fai cada lote e transfírelo a un tanque de equilibrio ou amortecedor. O tanque amortecedor suaviza o fluxo, pero engade tempo de permanencia, limpeza, controles e requisitos de enrutamento do produto.
Un só lote grande que alimenta unha campaña
Un tanque máis grande prepara suficiente produto para unha execución máis longa. Isto reduce as mudanzas de tanque, pero pode aumentar o risco do lote, o espazo no chan, o tempo de aquecemento/refrixeración e a cantidade de produto afectada por unha desviación.
A mellor disposición depende do número de recetas, da flexibilidade requirida, da sensibilidade do produto e do custo da parada.
Non ignore o enchedor
Muitos proxectos dimensionan o equipamento de montante arredor dun fluxo de proceso nominal, pero pasan por alto a produción sustentable de saída. Os cambios no formato do envase, o fornecemento de pechados, a codificación, a rexección, a carga de película ou cartón e o empaquetado de vía abaixo poden reducir a produción real.
Se un sistema térmico procesa 3.000 L/h, pero o envasador só pode manter sostible unha capacidade de 2.200 L/h para o tamaño de envase escollido, a liña necesita un búfer, un horario distinto ou un mellor equilibrio de capacidades. Simplemente engadir un tanque de mestura máis grande non resolve o estrangulamento.
Ao equilibrar a liña, empregamos o mesmo produto, o mesmo tamaño de envase e as mesmas suposicións operativas tanto para a sección de proceso como para o envasador.
As propiedades do produto afectan o deseño do recipiente.
A capacidade é só unha das variables de selección. O noso equipo de enxeñaría tamén confirma:
- intervalo de viscosidade;
- densidade;
- sólidos e tamaño de partícula;
- tendencia ao espumado;
- taxa de adición de pó;
- contido de aceite ou emulsión;
- ingredientes corrosivos;
- calefacción ou refrigeración requirida;
- sensibilidade ao cizallamento ou á aeración;
- requisitos hixiénicos e alérxenos;
- produtos químicos de limpeza e temperaturas;
- presión de funcionamento ou baleiro, se corresponde.
Estas propiedades inflúen no tipo de agitador, as placas deflectoras, o motor e a caixa de cambios, a disposición da entrada, a camisa, o illamento, a saída, os instrumentos, o acabado superficial, as vedacións e a limpeza.
Un tanque de tamaño correcto en litros pode seguir rendendo mal se o mesturador non humedece os pós, non suspende as partículas, non protexe a textura ou non alcanza o nivel mínimo de traballo.
Planea o espazo libre e o nivel mínimo
A xanela de funcionamento ten dúas fronteiras.
Na parte superior, é necesario dispor dun volume libre suficiente para a espuma, a agitación, a adición de ingredientes e a expansión térmica. Na parte inferior, o agitador, os sensores e a saída deben seguir funcionando como se previu.
Isto é importante nas plantas flexibles. Un tanque seleccionado para un lote grande pode non mesturar de maneira eficaz un lote pequeno. Cando un cliente espera varios tamaños de lote, comprobamos os volumes de traballo mínimo e máximo e seleccionamos a disposición do sistema de agitación en función do intervalo de funcionamento requerido.
Ás veces, dous tamaños de tanque ofrecen maior flexibilidade ca un tanque sobredimensionado.
O tempo de limpeza é tempo de produción
A limpeza in situ (CIP) ocupa o tanque e o circuíto conectado. Tamén require auga, produtos químicos, calefacción, caudal de retorno e capacidade de drenaxe.
Inclúen:
- duración do enxaguado e da lavaxe;
- preparación ou recuperación de produtos químicos;
- tempo de aquecemento;
- tempo de drenaxe;
- verificación e liberación;
- limpeza despois de cambios de alérxenos ou sabores;
- demanda simultánea doutros circuitos.
Se cada tanque require limpeza ao mesmo tempo, pero a estación CIP só serve un circuíto, a secuencia de limpeza pode limitar a produción. Polo tanto, o número de tanques debe comprobarse non só en relación coa capacidade de produto, senón tamén coa capacidade da estación CIP.
Limitacións de espazo, acceso e instalación
Verificar:
- diámetro do recipiente e altura total;
- plataforma e altura libre;
- acceso por portas, teito ou paredes durante a instalación;
- espazo para mantemento sobre o agitador;
- acceso por escotilla;
- acceso seguro a instrumentos e válvulas;
- pendente e drenaxe de tuberías;
- carga sobre o chan ou estrutura;
- traxectoria para elevación e substitución.
Un tanque que se axusta ao plano do chan pode resultar imposible de instalar ou manter. Revisamos o debuxo do edificio do cliente, a ruta de acceso, a altura do teito e os espazos necesarios para a mantenza antes de definir as dimensións do recipiente e o plan de entrega.
Lista de comprobación práctica para o dimensionamento de tanques
Antes de solicitar unha oferta, prepare:
- nome e propiedades do produto;
- volume de traballo necesario;
- tamaño mínimo e máximo do lote;
- lotes por día;
- tempo completo do ciclo de lote;
- fluxo aguas abaixo e saída do enchedor;
- número de recetas e cambios;
- obxectivos de aquecemento e arrefriamento;
- método de adición de ingredientes;
- obxectivo de agitación;
- método de limpeza e produtos químicos;
- requisitos de material e hixiénicos;
- instrumentos e automatización;
- dimensións da sala e acceso;
- plan de expansión futura.
Esta información permítenos explicar por que o volume proposto do tanque, a súa xeometría, o agitador e a carga de servizos se axustan ao proceso. Os clientes que necesiten comparar o tanque con outro equipo tamén poden revisar a nosa documentación completa gama de produtos .
Preguntas frecuentes
É adecuado un tanque de 1.000 L para un lote de 1.000 L?
Non necesariamente. Un recipiente de volume total de 1.000 L pode non ofrecer suficiente espazo libre de operación para un lote de 1.000 L. Confirme o volume total, o intervalo de traballo, a formación de espuma, a expansión e os requisitos de mestura.
Cantos tanques de mestura necesita unha liña continua?
Depende do caudal continuo, o tempo de preparación do lote, o tempo de traslado, o tempo de limpeza, os cambios de produto e o tempo de funcionamento necesario. Elabore un cronograma baseado no tempo antes de escoller un só tanque, tanques alternados ou unha configuración con tanque amortecedor.
Debería escoller un tanque máis grande para a expansión futura?
Permitir o crecemento pode ser útil, pero un tanque excesivamente grande pode funcionar mal con lotes pequenos e require máis espazo, servizos e limpeza. Confirme o volume de traballo mínimo e considere a expansión modular.
Que información se necesita para seleccionar un agitador?
Indique a viscosidade, densidade, contido en sólidos, partículas, comportamento espumoso, sensibilidade ao corte, obxectivo de mestura, rango de tamaño de lote, temperatura e tempo de mestura necesario.
O volume do tanque determina a produción diaria?
Non. A produción diaria depende do volume útil do lote multiplicado polo número de ciclos posibles, limitado pola preparación, aquecemento, trasvase, limpeza, procesamento posterior, envasado e cambios de produto.
Solicite unha Selección Preliminar de Tanque
Contacta co noso equipo de engiñaría con a súa fórmula, tamaño mínimo e máximo do lote, caudal horario da liña, tempo completo do ciclo, método de adición dos ingredientes, necesidades de aquecemento ou refrigeración, plan de limpeza e dimensións da sala. Utilizaremos esta información para preparar unha configuración preliminar do recipiente e do sistema de agitación para a confirmación técnica.
EN
