La ciencia del área de separación: aumenta la capacidad o la eficiencia sin necesidad de equipos adicionales
Actualmente, las empresas lácteas se enfrentan a una presión creciente para mejorar el rendimiento, al tiempo que aumentan la calidad del producto y optimizan la eficiencia de sus procesos. En cierta medida, las tecnologías de procesamiento han evolucionado para ayudarles a satisfacer estas demandas. Pero en lo que respecta a la capacidad, en particular, un equipo se ha convertido en un factor limitante en la línea de proceso: la separadora.
La solución tradicional a este problema ha sido diseñar líneas de proceso con múltiples separadoras. Sin embargo, este enfoque presenta una serie de inconvenientes evidentes: desde el aumento desorbitado de los gastos de capital y las mayores exigencias sobre un espacio limitado en las instalaciones, hasta un incremento en el consumo de energía y agua que multiplica tanto los costes de explotación como la huella medioambiental. En consecuencia, existe una necesidad mayor que nunca de poder satisfacer mayores requisitos de capacidad dentro de una sola separadora.
¿Qué limita la capacidad de separación?
Diversos factores determinan la capacidad máxima posible de una separadora determinada, pero un aspecto clave es la superficie total de separación disponible dentro del recipiente. Para comprender mejor esto, resulta útil tener en cuenta las primeras separadoras de lácteos fabricadas en la década de 1880. En estas máquinas básicas, un recipiente giratorio generaba una fuerza centrífuga que separaba la nata de la leche desnatada. Sin embargo, la superficie de separación se limitaba al área del propio recipiente, lo que significaba que solo era posible producir pequeñas cantidades a la vez.
El cambio se produjo con la llegada de la pila de discos una década después. Cada disco metálico cónico añade una superficie adicional para la separación dentro del recipiente. Más discos es sinónimo de más área de separación. Como resultado de ello, las pilas de discos permitieron mayores capacidades que, en última instancia, propiciaron la transición al procesamiento continuo de productos lácteos. Por eso la tecnología de pilas de discos sigue siendo la base de la separación de productos lácteos más de un siglo después.
La pila de discos es clave para la superficie de separación dentro del recipiente. Más discos = más área de separación.
El tamaño no siempre importa
La solución debería ser sencilla, ¿no? Si una mayor superficie de separación es la clave para lograr mayores capacidades, lo único que necesitamos son pilas de discos más grandes. Por desgracia, la realidad es más compleja que eso.
Históricamente, aumentar el tamaño de una pila de discos ha significado, por supuesto, aumentar el tamaño de la separadora en sí, pero existe un límite en cuanto al tamaño que puede alcanzar una sola pieza de equipo. Además de los problemas de espacio que supone una mayor superficie ocupada, las máquinas más grandes y pesadas son más costosas de producir e instalar. Se necesita más energía para que funcionen a la misma velocidad que los modelos más pequeños, y también se requiere más agua y productos químicos para limpiarlos. Por lo tanto, volvemos al punto de partida, enfrentándonos a desafíos similares a los que suponía diseñar una línea con separadoras adicionales.
Hacer las preguntas correctas
Para satisfacer la creciente demanda de capacidad y calidad del producto, el reto consiste, por lo tanto, en aumentar la superficie total de separación, pero sin aumentar el tamaño de la separadora en sí. En efecto, necesitamos que el interior de la separadora sea más grande que su exterior. A primera vista, esto parece imposible físicamente.
Pero, ¿lo es? En Tetra Pak, hemos abordado este problema de una manera diferente, preguntándonos en cambio: «¿cómo podemos añadir más discos a una pila de discos sin alterar el tamaño del equipo ni cambiar significativamente el tamaño del cuenco de la separadora?». Para responder, hay dos factores clave que considerar. Lo más importante es la cantidad de espacio necesario entre cada disco de la pila, y una consideración secundaria es la forma del cuenco de la separadora.
Para satisfacer la creciente demanda de capacidad y calidad del producto, necesitamos, fundamentalmente, hacer que el interior de la separadora sea más grande que el exterior. Espacio entre los discos
Espacio entre los discos
Para lograr un proceso de separación de productos lácteos fluido y eficiente, es fundamental garantizar un espaciado equidistante entre cada disco de la pila de discos. Tradicionalmente, esto se hace soldando espaciadores metálicos a los discos. Estos espaciadores han sido una forma fiable y eficaz de proporcionar intervalos de distancia uniformes entre los discos, y el principio de diseño básico se ha mantenido sin cambios durante más de un siglo.
La separación es, por tanto, clave para la separadora, pero supone un desafío de capacidad. Cuanto mayor sea el espacio entre cada disco, menos discos se podrán apilar, lo que reduce la superficie de separación potencial. Si bien con el tiempo se han introducido pequeñas mejoras para solucionar este problema, el método de soldadura limita intrínsecamente las posibilidades de aumentar el número de discos.
La solución consiste en retirar por completo los espaciadores soldados. En cambio, al utilizar un diseño de una sola pieza con espaciadores micrograbados directamente en el disco, se puede minimizar el espacio entre cada disco manteniendo una distancia uniforme. Esto, sumado a la posibilidad de fabricar discos más finos, significa que se dispone de espacio adicional para discos sin necesidad de equipos más grandes.
La separación entre discos es clave para la separadora, pero supone un desafío de capacidad. Cuanto más grande sea el espacio, menos discos cabrán en la pila.
Diseño del recipiente
La forma del cuenco de la separadora es otro elemento de diseño que ha sido de testigo de ligeros cambios a lo largo de las décadas. Tradicionalmente, la campana del recipiente está fabricada con un ángulo de 15°. Aunque parezca un detalle menor, este ángulo puede reducir el espacio disponible dentro del recipiente y, como resultado de ello, limitar aún más la cantidad de discos que se pueden incluir en la pila. Al modificar la campana con un ángulo de 13°, es posible crear espacio adicional para aumentar la superficie de separación, sin alterar significativamente el tamaño general del equipo.
Modificar la campana del recipiente permite crear espacio adicional para aumentar la superficie, sin alterar el tamaño que ocupa el equipo.
El aumento de la capacidad incrementa más que la capacidad
La superficie de separación no es solo una consideración de capacidad. También es un factor importante que hay que tener en cuenta a la hora de mejorar el rendimiento de la separación.
En aplicaciones con altas exigencias de calidad del producto, como la producción de leche en polvo, aumentar el número de discos permite mejoras significativas en la eficiencia del desnatado manteniendo la capacidad de producción. También puedes ajustar mejor la velocidad de la separadora según las necesidades de rendimiento y capacidad, haciéndola funcionar a velocidades reducidas para minimizar el consumo de energía y, por lo tanto, reducir los costes de los servicios públicos por litro de producto vendido.
Dicho de otro modo, la capacidad es algo más que la mera capacidad. El área de separación adicional te brinda mayor flexibilidad para tener una configuración óptima de acuerdo con tus necesidades específicas de proceso. Produce más que antes manteniendo el mismo nivel de rendimiento de separación, o mejora la eficiencia operando a las capacidades actuales. Esto significa que puedes producir más fácilmente varios productos en una sola línea, ajustando la separadora según sea necesario para adaptarla a las características de proceso requeridas.
El área de separación adicional te brinda mayor flexibilidad para tener una configuración óptima de acuerdo con tus necesidades específicas de procesamiento.
Posibilita todo el potencial de tu tecnología de separación.
Sin embargo, aprovechar al máximo esa flexibilidad depende de mucho más que simplemente la superficie de separación disponible. Aquí tienes que considerar el diseño de toda la máquina.
La clave es tener un diseño de separadora completamente cerrado con sellos herméticos que impidan la entrada de aire durante el procesamiento. La tecnología de separación hermética permite ajustar fácilmente la velocidad del equipo según tus necesidades sin correr el riesgo de, por ejemplo, desbordamiento. En cambio, con las máquinas semiabiertas, realizar estos ajustes requeriría modificaciones manuales que consumirían mucho tiempo e implicarían desconectar las tuberías y abrir la máquina.
Para obtener más información sobre cómo la separación hermética te permite aprovechar todo el potencial de tu equipo, consulta los dos artículos siguientes.
