Cleaning Technologies
Evolving product safety with the “hidden champions” in processing tanks
Campeones ocultos de la seguridad
15 Mar 2022
La tecnología de limpieza higiénica de tanques hace su trabajo donde ningún ojo puede verlo. Sin embargo, es de vital importancia para garantizar la seguridad higiénica, la sostenibilidad y la vida útil de los alimentos, las bebidas y los productos farmacéuticos, entre otros muchos. Ponemos el foco en cómo este componente del sistema, en constante evolución, ayuda a conseguir beneficios cada vez mayores para los fabricantes, los trabajadores de la planta, los consumidores y el medio ambiente.
Algunos parecen naves espaciales. A algunos les gustan las herramientas surrealistas o los juguetes brillantes de extraña elegancia y simetría. Los limpiadores de tanques industriales se encuentran seguramente entre los componentes más estéticos de los sistemas de procesado... o lo serían si uno pudiera verlos. Su verdadero valor reside en lo que hacen, y lo hacen en la oscuridad, en tanques de procesado y almacenamiento, y contenedores o recipientes de fermentación herméticamente cerrados.
Hace mucho tiempo, en los albores de la era del procesado de alimentos, eran en realidad los recipientes y contenedores impuros los que desencadenaban la fermentación de la levadura y nos daban delicias básicas como la cerveza, el vino y el pan de masa madre. Desde entonces, sin embargo, ha sido una preocupación primordial para los fabricantes mantener los tanques y los contenedores lo más limpios posible para garantizar una calidad fiable del producto. En el caso de los productos para el consumo humano, esto significa: limpieza higiénica o incluso aséptica.
La seguridad es importante, y la reputación de la marca también
Ya se trate de productos lácteos, vino o cerveza, pasta dentífrica, productos farmacéuticos o harina de repostería, la calidad segura y reproducible de los productos es un objetivo clave en interés de los fabricantes y los consumidores. Cuando los productos se procesan o se almacenan en tanques, silos o, por ejemplo, en contenedores intermedios (IBC), los residuos que no se limpian adecuadamente pueden afectar a su seguridad y calidad de muchas maneras. Por ello, la limpieza de los tanques y otros recipientes se rige estrictamente por las normas y directrices de la FDA en EE.UU., la EHEDG en Europa y otras normativas de todo el mundo.
Uno de los principales riesgos es la posibilidad de contaminación cruzada que puede producirse cuando un lote de producción sigue a otro con diferentes componentes del producto. Como consumidores, pedimos constantemente más variedad para satisfacer nuestros apetitos y necesidades. Esto ha llevado a una continua explosión de productos y variantes en los mercados actuales, que a menudo se procesan y almacenan en los mismos tanques. Los residuos de los productos anteriores pueden afectar al sabor o a otras propiedades del siguiente producto, o incluso volverlo venenoso. Esto puede ocurrir, por ejemplo, debido a una fermentación o reacciones químicas incontroladas, al crecimiento de bacterias u hongos, o a la transferencia de alérgenos de un producto a otro.
Si el producto sigue siendo el mismo, continúa existiendo el riesgo de que los residuos no limpiados se descompongan o fermenten, afectando al siguiente lote en el tanque. El efecto discernible puede ser pequeño, pero los consumidores globales tienden a ser cada vez más críticos con las desviaciones más pequeñas. En el caso de productos menos preciados, como los lodos de celulosa o de papel, o incluso las aguas residuales, sus tanques también deben limpiarse para evitar la acumulación de productos, la obstrucción, la corrosión o los gases fétidos peligrosos.
Todos los riesgos de una limpieza inadecuada se multiplican en los entornos comerciales actuales debido a las numerosas repercusiones que puede tener incluso un solo lote de producto defectuoso. El fabricante puede perder cantidades sustanciales de producto deteriorado y enfrentarse a costes significativos para retirar y recuperar el producto defectuoso. Y lo que es más importante, la salud de los trabajadores y los consumidores puede verse afectada. Por último, la reputación del producto y de la marca estará casi siempre afectada por cualquier incidente de este tipo, por pequeño que sea. En este sentido, la tecnología de limpieza se ha convertido en un activo cada vez más importante entre las herramientas del planificador de procesos.
Limpieza automática para unas condiciones de trabajo más saludables
Durante siglos, la gente ha conocido los riesgos de tener recipientes sucios, pero toda la limpieza tenía que hacerse a mano en circunstancias peligrosas. En el pasado, los trabajadores tenían que entrar en los tanques y silos a través de una estrecha boca de acceso para limpiar el tanque manualmente desde el interior, a veces ayudados por un compañero para supervisar la seguridad de ambos hombres. Tenían que manejar añadir fluidos de limpieza abrasivos y residuos de tanques potencialmente peligrosos en un espacio confinado y obstruido. Está claro por qué las normas de salud laboral de la OSHA de EE.UU. y de instituciones similares de otros países piden que se extreme la precaución.
La limpieza manual se volvió más sencilla con el desarrollo de las pistolas pulverizadoras manuales, que siguen siendo la forma más eficaz de limpiar el exterior de tanques, así como muros de piedra, aceras o, por ejemplo, las cubiertas de los barcos de pesca. Pero fue el desarrollo de los limpiadores automáticos, a partir de la década de 1920, lo que ha aportado eficacia y condiciones de trabajo más saludables a la tarea de limpiar el interior de los tanques. El control automatizado de las operaciones de limpieza también ha permitido dosificar el líquido detergente en la cantidad exacta necesaria para la tarea, al igual que un moderno lavavajillas doméstico aprovecha mejor los recursos que el aclarado a mano.
Los tanques que pueden limpiarse de forma automática suelen ser de acero inoxidable y el sistema de limpieza se monta lo más centrado posible en la pared o el techo del tanque. Los productos químicos de limpieza son, en su mayoría, compuestos alcalinos y ácidos, que pueden reutilizarse en sistemas CIP cíclicos. Los tiempos y los intervalos de limpieza pueden variar mucho, dependiendo de la configuración de la planta, el producto y los programas de procesado de lotes, que a menudo se repiten varias veces al día. Teniendo en cuenta que muchas operaciones cuentan con parques de almacenamiento de varios tanques, algunos de los cuales tienen más de 20 metros de altura y una superficie interna de más de 100 metros cuadrados, podemos decir que los limpiadores automáticos de tanques son los “campeones ocultos” de la producción industrial.
Mejorar la sostenibilidad y los costes de explotación
En el Centro de Competencia en Tecnologías de Limpieza de GEA en Buechen, Alemania, los expertos amplían constantemente la variedad de tipos de limpiadores que se utilizan hoy en día en la industria para diferentes productos, clases de suciedad y entornos de aplicación. Todos los limpiadores de tanques deben mantener la seguridad y calidad, pero también deben ser cada vez más eficientes y sostenibles en su funcionamiento; de lo contrario, esta potente tecnología dejaría de ser rentable a pesar de su valor para el producto y el proceso. La pregunta que se hacen los ingenieros es: ¿Qué factores que influyen en el rendimiento de la limpieza pueden mejorarse para aumentar la sostenibilidad, ahorrar recursos y reducir costes?
El llamado círculo dinámico de Sinner muestra cómo actúan combinados los cinco factores principales de una limpieza eficaz: eficacia mecánica, temperatura, productos de limpieza, consumo de agua y tiempo de limpieza. La ampliación de cualquier sección del círculo hace que las demás se reduzcan, lo que indica un posible ahorro. “En la práctica, nuestros ingenieros se centran en un factor, en mejorar la eficiencia mecánica de las soluciones de limpieza”, explica Jana Zimpel, directora de ventas de productos del Centro de Competencia de GEA en Buechen. “Cada avance conseguido permite a los operadores de las plantas ahorrar un tiempo valioso para el procesado y reducir el consumo de energía, agua y productos químicos, de acuerdo con sus prioridades económicas y ecológicas”.
Cada avance conseguido permite a los operadores de las plantas ahorrar un tiempo valioso para el procesado y reducir el consumo de energía, agua y productos químicos, de acuerdo con sus prioridades económicas y ecológicas.
Jana Zimpel
Directora de Ventas de Productos, GEA Cleaning Technology
Las áreas de mejora mecánica son muy diversas. “Gracias a un diseño innovador, los limpiadores modernos son capaces de aprovechar las fuerzas de cizallamiento y otros efectos de asistencia a la limpieza para aumentar la eficacia de la misma”, señala el director senior de ventas de productos de GEA, Chris Lawton. “Los caudales de líquido, el tamaño de las boquillas, las velocidades de rotación y la matriz de pulverización, cuando se combinan con los tiempos de limpieza, son factores clave que podemos optimizar para un proceso de producto o un tamaño de tanque determinado”.
Un objetivo relacionado con los intereses de los operadores de las plantas es prolongar la vida útil de los limpiadores de tanques. Para ello, GEA utiliza cojinetes hidrodinámicos en lugar de cojinetes de bolas, ya que estos últimos están sometidos a un desgaste mucho mayor y pueden contaminar el producto por abrasión. Además, los consultores de GEA ofrecen asesoramiento a sus clientes sobre cómo establecer programas de mantenimiento preventivo, que garantizan que los sellos y otras piezas de desgaste se sustituyan a tiempo antes de que puedan surgir problemas.
Los caudales de líquido, el tamaño de las boquillas, las velocidades de rotación y la matriz de pulverización, cuando se combinan con los tiempos de limpieza, son factores clave que podemos optimizar para un proceso de producto o un tamaño de tanque determinado
Chris Lawton
director senior de ventas de productos en GEA Cleaning Technology
Un concepto modular innovador
Entre los muchos tipos de limpiadores de tanques, los limpiadores orbitales, desarrollados por GEA, representan un punto de referencia para esta potente tecnología. Equipados adecuadamente para la tarea, los limpiadores orbitales pueden hacer frente a los trabajos más difíciles, como los residuos secos y pegajosos, e incluso la levadura, el pegamento, la resina o los productos de fermentación, etc. Provisto de boquillas y portaboquillas meticulosamente seleccionadas, el limpiador gira en una matriz 3D alrededor de un eje vertical y otro horizontal y, de este modo, llega a todos los puntos de la superficie del tanque de forma controlada y potente.
Los desarrollos actuales de GEA incluyen la iniciativa de combinar todas las opciones de equipamiento para los limpiadores orbitales en un único modelo modular. Este concepto modular se ha hecho realidad por primera vez con el limpiador orbital OC200 de GEA. Todos los componentes clave de este limpiador orbital se pueden intercambiar rápidamente. Tres portaboquillas diferentes satisfacen todos los requisitos relativos a aberturas de inserción, caudal y niveles de suciedad. Pueden seleccionarse ocho diámetros de boquilla distintos para optimizar el flujo, el tiempo de ciclo y la proyección de pulverización Teniendo todas estas opciones a mano, conseguir tiempos de permanencia más largos para una mayor intensidad de limpieza no es un problema.
Se pueden realizar pulverizaciones más largas para tanques muy altos o muy anchos, como silos de harina o tanques de elaboración de cerveza en grandes plantas. Los tanques altos también pueden limpiarse de abajo hacia arriba, invirtiendo el modo de funcionamiento habitual. Las boquillas de autolimpieza, orientadas hacia atrás, evitan la acumulación de producto en el limpiador.
Esta innovación ofrece un nuevo nivel de flexibilidad a los operadores del proceso, facilitándoles la planificación y concepción de su opción de equipo para su tarea específica y la adaptación de su limpiador a nuevos y diferentes requisitos del proceso en cualquier momento posterior. Gracias al impacto mecánico optimizado, los tiempos de limpieza y el consumo de fluidos pueden optimizarse aún más, ahorrando valiosos recursos.
Apoyo personal de expertos: un factor infravalorado
Es característico de la naturaleza oculta de la limpieza de tanques que los planificadores, implementadores y operadores de los sistemas entiendan otras áreas de la tecnología de procesado mucho mejor que los limpiadores de tanques. Están, y deben estar, centrados sobre todo en mejorar su producto, las fases de procesado directamente relacionadas con este y los ingresos previstos. Por ello, la configuración de un equipo de limpieza de tanques idóneo es, en gran medida, una cuestión de colaboración entre empresas y personas.
En GEA, Jana Zimpel confirma que una parte vital del trabajo de su equipo es proporcionar al cliente conocimientos sobre el proceso. “Comprender las necesidades y requisitos individuales es muy importante para nosotros”, explica. “En una buena colaboración podemos apoyar al cliente como especialistas con el componente óptimo, mientras el cliente se centra en todo el proceso. Compartimos nuestros conocimientos, formamos al personal y apoyamos a los operadores in situ para que nuestros clientes consigan procesos de limpieza seguros, sostenibles y rentables”.
Tanques de procesado y almacenamiento para
Cuando la limpieza es esencial
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Integrated cleaning for healthier work conditions
A century ago, service workers still had to enter tanks to clean them from the inside – a risky process. The job became easier with the development of spray guns (still the most effective way to clean the outside). But it was the development of integrated cleaning devices, starting in the 1920s, that has brought efficiency and healthier working conditions to the task. These devices have also made it possible to dose water and chemicals sustainably as required – just as a modern dishwasher uses these resources better than rinsing by hand.
Integrated cleaning devices are usually mounted as centrally as possible to the tank walls or ceiling. The interior surfaces of the tank are generally stainless steel, and the cleaning chemicals are alkaline and acidic compounds, which can be re-used in cyclic CIP systems. Cleaning times and intervals can vary greatly, depending on plant setup, product and batch processing schedules, often recurring several times a day. Given that many operations have multi-tank storage farms, some tanks being over 20 meters high with an internal surface area of more than 100 square meters, we can truly call the new generation of tank cleaners the “hidden champions” of industrial production.
Improving sustainability and operating costs
At the GEA Cleaning Technology Competence Center in Büchen, Germany, experts are constantly expanding and developing the range of cleaner types used for different products and varying soiling classes (grading the difficulty of cleaning). To ensure low operational cost, tank cleaners need to become more and more efficient and sustainable. The question that engineers keep coming back to is: Which factors influencing cleaning performance can be further improved to increase sustainability, save resources, and reduce costs?
The so-called dynamic Sinner’s circle shows the interdependency of the four main factors – mechanical efficiency, temperature, cleaning agents and cleaning time – in achieving the required cleaning performance (plus water consumption as a fifth factor). Enlarging any one section in the circle makes the others smaller, indicating potential savings. “In practice, our engineers focus on improving one factor, the mechanical efficiency of cleaning solutions,” explains Jana Zimpel, Product Sales Manager at the GEA Center in Büchen.
Expert support – the decisive element
As befits the concealed nature of tank cleaning, system planners, implementers and operators often understand other areas of processing technology much better than tank cleaners. They are – and should be – mostly focused on improving their product and elemental processing stages. As a result, configuring ideal tank cleaning equipment is very much a matter of partnership between companies, and between persons.
At GEA, Jana Zimpel confirms that a vital part of her team’s work is providing the customer with expert knowledge. “Understanding the individual needs and requirements is very important for us”, she explains. “In good collaboration we are able to support the customer with the optimum component while they are more focusing on the whole process. We share our knowhow; we train staff and support the operators on site. Our customers achieve safe, sustainable, and cost-efficient cleaning processes.”
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