Transmisores de presión que cumplen estándares higiénicos
La tecnología de procesos estériles constituye un elemento bien definido dentro del ámbito de la producción de alimentación y bebidas. Los procesos de fabricación, relleno y embalaje se realizan en completa esterilidad para impedir la contaminación con microorganismos. Esta condición rige evidentemente también en la industria lechera. Una gran variedad de control de procesos se realiza bajo un control riguroso de la presión del proceso. El usuario controla por ejemplo el proceso de homogeneización mediante la presión y a través de la presión diferencial monitoriza el grado de suciedad del filtraje. Además optimiza la velocidad del relleno que se deduce del valor de presión.
Separadores de tubo para medidas asépticas
Para cumplir los requisitos de limpieza aséptica se utiliza para todos estos procesos la instrumentación del tipo In-Line. Los instrumentos In-Line se construyen con manómetros o transmisores acoplados a separadores de tubo con una membrana metálica circular que separa el instrumento del medio. El espacio interior entre membrana y instrumento está llenado con un líquido de transmisión. Estos líquidos de transmisión, que transmiten la presión de la membrana en contacto con el medio al instrumento cumplen la normativa FDA. Con la construcción circular de los separadores de tubo se vacían automáticamente y esta construcción facilita la limpieza. El diseño no tiene puntos muertos al lado de proceso y con ello se previene la formación de bacterias que puedan contaminar el medio.
Materiales adecuados para sistemas CIP (clean in place) y SIP I (Esterilización in Place)
Para mejorar la competitividad, los procesos están automatizados dando lugar cada vez más a procesos continuos en vez de organización por coladas. Un proceso continuo significa que la limpieza de la instalación se realiza en circulos cerrados sin el desmontaje de componentes mediante los sistemas CIP (Clean in place). Así se reducen los tiempos muertos dedicados a la limpieza. Para la limpieza se emplea un líquido de limpieza como NaOH o H2O2 con temperatura elevada (hasta 80 ºC) y una presión hasta 4 bar.
Para la realización de un circulo CIP efectivo es necesario que los instrumentos aguanten una multitud de ciclos de limpieza sin que se produzca alguna variación del material o roturas. De ese modo el usuario puede disponer de materiales austeníticos como 1.4539 o otros materiales como Hastelloy. Los procesos asépticos exigen una esterilización de la instalación al terminar el proceso CIP. Por lo tanto el ciclo SIP (Steam in Place) se realiza en un sistema cerrado y para la esterilización se debe calentar la instalación a una temperatura mínima de 121 ºC durante 20 minutos.
En la práctica se puede constatar que se suelen aplicar temperaturas de 150 ºC. Para la homologación de las instalaciones se emiten protocolos sobre los ciclos CIP y SIP donde se registran los parámetros de los procesos emitidos por transmisores de alta precisión acoplados a separadores de tubo.
Instrumentos para la homogeneización
La homogeneización de alta presión consiste en la compresión de la leche desde 100 bar hasta 2 000 bar mediante una bomba de pistón. La bomba empuja la leche a través de una válvula de homogeneización. Las gotas de agua disminuyen el tamaño para evitar la separación de grasa y agua y por lo tanto la formación de crema. El grado de la homogeneización depende de la presión que se produce en la válvula. Para asegurar un proceso óptimo, la presión de homogeneización constituye un parámetro de suma importancia.
Por eso los usuarios exigen instrumentación con las máximas prestaciones. Existen una gran variedad de soluciones por ejemplo instrumentos mecánicos, instrumentos con función de alarma o con señal de salida eléctrica hasta transmisores de presión con salida digital para el procesamiento de la señal en un sistema de control. La dificultad a superar consiste en las pulsaciones que la bomba transmite al instrumento. Esto provoca oscilaciones tanto en la máquina como en el instrumento y en el medio.
La amortiguación aumenta la durabilidad y la precisión
Wika ha desarrollado instrumentos especiales con un sistema de separadores, que resisten tanto a los oscilaciones mecánicas como a los pulsaciones del proceso. Un sistema de amortiguación permite la aplicación de los instrumentos en un rango amplio de oscilaciones. Este sistema protege los componentes mecánicos y los sensores de las vibraciones aumentando así la durabilidad de los instrumentos en comparación a los sistemas sin amortiguación.
La amortiguación en sistemas de separadores suaviza también la señal de medición mejorando así la legibilidad de la indicación. En los instrumentos electrónicos la amortiguación de la señal de salida se compensa mediante la electrónica, para recibir una señal de salida estable. Con ello se puede realizar una medición exacta con instrumentos mecánicos y electrónicos asegurando una regulación del proceso de homogenización con exactitud.
Normativas y recomendaciones
Para el cumplimiento de los estándares higiénicos las normas sirven como guías para compañías que actúan en ámbito internacional. Las normativas reducen los obstáculos técnicos de comercio y aseguran la nivelación legal. La normativa 3-A Sanitary Standards prescribe con el Standard 74-02 la construcción de partes en contacto con el medio de sensores y instrumentos para el área de los EEUU. El cumplimiento de las normativas se comprueba con una verificación por parte de un tercer auditor.
Tras un exhaustiva auditoria se permite al fabricante colocar el logo 3-A en sus productos. Las compañías pueden adquirir los separadores con una conexión adecuada para usos higiénicos con un logo 3-A facilitando así la exportación a los EEUU. La organización europea “European Hygienic Equipment Design Group” ( EHEDG) emite en colaboración con la 3-A Sanitary Standards Inc. recomendaciones para la construcción de instalaciones adecuadas para usos higiénicos y establece métodos para la comprobación de estos componentes. Asimismo realiza estas comprobaciones y emite certificados de homologación.
También los separadores tubulares de Wika han pasado por estas pruebas y en la actualidad se utilizan estos separadores incluso en el control de presión de precisamente estas pruebas en la universidad de Munic, en la facultad de ingeniería maquinaria.
Autor: Joachim Zipp, Productmanager WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG, Klingenberg, Alemania