Contexto:
Un procesador líder de maní necesitaba construir una nueva instalación de tostado para mantenerse al día con la creciente demanda, mejorar la seguridad alimentaria y reemplazar el capital existente con equipos mejores y más eficientes.
En la fase de planificación estratégica, la búsqueda comenzó con la búsqueda del socio de ingeniería adecuado con los siguientes atributos:
- Alguien con experiencia en la gestión de un proceso único de principio a fin.
- Entendí su organización a lo largo del proyecto.
- Encontrar una empresa de ingeniería ágil con experiencia en procesos secos para gestionar los desafíos.
- Uno que pudiera proporcionar soporte de puesta en marcha in situ.
- Conocimiento de los productos que abarcan una amplia gama de tecnologías (transporte, almacenamiento a granel, limpieza, pesaje, clasificación y más).
Los requisitos eran los siguientes:
- Preguntas y respuestas: La calidad y la seguridad alimentaria fueron claves en la exitosa ejecución del proyecto. Con el fin de lograr un producto final de la más alta calidad, las mejores tecnologías de su clase diseñadas para eliminar de manera eficiente defectos y objetos extraños a las capacidades requeridas, al tiempo que minimiza la pérdida de rendimiento en la transferencia y las detecciones falsas
- Rotura mínima: Un proceso y la selección del medio de transporte y el equipo adecuados necesarios para dar como resultado una rotura extremadamente baja de los cacahuetes y limitar las divisiones desde la recepción hasta el tostado.
- Altamente flexible: El sistema debía diseñarse para permitir que el producto se extrajera de múltiples silos y se entregara a múltiples líneas de producción de manera eficiente y confiable. Una alta OEE y un tiempo de inactividad mínimo eran requisitos críticos.
Cacahuetes entrantes
Por lo general, los cacahuetes se limpian en la desgranadora antes de enviarlos a una instalación de productos listos para comer (RTE). Esto significa que los cacahuetes pueden haber pasado por una limpieza mecánica inicial y despedregado, lo que da como resultado una baja carga de defectos entrantes (IDL). Un IDL bajo de cacahuetes entrantes es excelente, sin embargo, el cliente no podría arriesgarse a empañar la reputación de la marca o la seguridad del consumidor únicamente con la tecnología de su proveedor. Una sola piedra u objeto extraño también puede causar desgaste en el equipo aguas abajo. Un beneficio adicional de la limpieza adicional antes del tostado es que si alguna vez obtuvieran maní de otros proveedores, tener un equipo avanzado de limpieza y clasificación como parte de su propio proceso mitiga algunos de los riesgos en la calificación de nuevos proveedores.
El gerente de proyectos de MPE Systems, Chad Ware, y su equipo diseñaron un sistema para reducir la carga de defectos lo más cerca posible de cero.
«Algunos de los materiales extraños que se convierten en el procesamiento del maní son peligrosos para el consumo, y otros son simplemente una molestia. Esta es una realidad con la que los procesadores deben lidiar. Los cacahuetes pueden contener objetos extraños que son tanto orgánicos como inorgánicos».
Chad Ware, Gerente de Proyectos de Sistemas
Ejemplos de objetos extraños orgánicos pueden incluir pasto Johnson, piedras, otros frutos secos, palos, maíz u otros alérgenos o micotoxinas como la aflatoxina. Los artículos inorgánicos pueden incluir madera o plástico.
Lograr la más alta calidad
Para detectar y eliminar objetos extraños, un sistema de limpieza típico para un maní incluye la detección de metales, seguida de una limpieza mecánica con mesas de gravedad y cribas. Después de estos, pasar los cacahuetes a través de un clasificador óptico antes del almacenamiento o el procesamiento posterior.
Detectores de metales
Los detectores de metales utilizados en este sistema detectan metales ferrosos y no ferrosos, así como acero inoxidable. Tienen altas sensibilidades para detectar pequeñas piezas de metal que pueden estar presentes en los procesos de producto entrante o metal sobre metal. Después de la detección de metales, el flujo de producto fluye a través de imanes de neodimio cuyo grado n50 tiene el mayor tirón disponible comercialmente.
Limpieza mecánica
Después de que los cacahuetes pasan por el detector de metales, la siguiente etapa es la limpieza mecánica en la que el producto pasa a través de una serie de cribas para eliminar las grietas y los cacahuetes de gran tamaño. Al eliminar los cacahuetes inmaduros pequeños y los cacahuetes de gran tamaño, se logra un tueste y un sabor más consistentes.
Finalmente, el producto se clasifica ópticamente antes de estar listo para los procesos posteriores, incluido el tostado. Los clasificadores ópticos pueden utilizar una combinación de sensores como cámaras, láseres y tecnología hiperespectral para detectar objetos extraños con un alto grado de precisión. En este caso, la eficiencia de remoción en las pruebas fue superior al 97% en total y casi el 100% para materiales inorgánicos como el plástico o la madera de paleta.
Ya sea que el producto se alimente en una cinta o se escanee en caída libre, el producto ingresa al clasificador óptico en una sola capa al sensor (cámara, láser, etc.). La alimentación del producto determinará la precisión de la detección y, en última instancia, la expulsión del cuerpo extraño. La presentación y la alimentación en el clasificador son especialmente críticas para el éxito. Una alimentación incorrecta puede hacer que se pierdan objetos extraños y que continúen en el flujo del producto, lo que puede comprometer la seguridad del consumidor. MPE trabajó muy de cerca con los proveedores de equipos de clasificación óptica bajo consideración y nuestro cliente para garantizar que se entendiera y ejecutara la alimentación adecuada y la detección confiable.
Un representante del proveedor de clasificación óptica utilizado para este proyecto comentó: «La atención al detalle de MPE en este tema es una de las cosas que los diferencia de otras empresas de ingeniería con las que he trabajado en el pasado. Realmente dedicaron tiempo a comprender la tecnología en relación con la aplicación específica y la importancia de la alimentación para los clasificadores. He visto esto pasado por alto muchas veces. Cuando un procesador gasta una cantidad considerable de dinero solo para descubrir más tarde que no está obteniendo los resultados que buscaba, la alimentación del producto es a menudo el culpable».
La precisión de la voladura es importante
Después del escaneo o la detección, los objetos extraños se expulsan mediante una ráfaga de aire precisa y se eliminan del flujo de productos y se envían a la basura. Durante este tiempo, pueden producirse falsos rechazos (el buen producto se considera un defecto) o daños colaterales (se elimina el buen producto además de los defectos). Combinado, se puede reducir el rendimiento general del buen producto que se envía al procesamiento final o al almacenamiento. La precisión en la expulsión varía ampliamente entre los clasificadores y fue una consideración durante el proceso de selección. Dependiendo de la agresividad con la que el clasificador esté configurado para detectar defectos y material extraño, también puede afectar el rendimiento.
Se prestó mucha atención a la pérdida de rendimiento cuando MPE evaluó los clasificadores para esta aplicación. Las pruebas de varios clasificadores revelaron que las pérdidas de rendimiento (el total de productos defectuosos eliminados más el producto bueno colateral eliminado) pueden ser tan altas como el 3%, lo que es una pérdida demasiado costosa para la mayoría de los procesadores. Los ingenieros de sistemas de MPE y nuestro cliente finalmente eligieron un clasificador óptico que minimizó la pérdida de rendimiento a menos del 1%, al tiempo que mantuvo la más alta eficiencia en la eliminación de productos defectuosos.
Una vez que el producto se limpia y clasifica, se transporta a los silos de almacenamiento donde permanecerá hasta que se utilice en la producción.
Transporte
Chain-Vey es un transportador de arrastre tubular que mueve suavemente los cacahuetes a varias etapas de procesamiento sin romperlos ni dañarlos (por ejemplo, particiones). Debido a que Chain-Vey es un transportador de energía mecánica totalmente cerrado, mueve los cacahuetes a una velocidad demasiado baja para infligir algún daño a las nueces. El problema común de las divisiones, por el cual las dos mitades de la nuez sin cáscara separadas se desea mantener al mínimo, idealmente cero. El movimiento suave de Chain-Vey y las curvas suaves que mueven el producto a lo largo y alto de la instalación conservan la nuez intacta.
Otra característica de elegir un transportador de arrastre tubular es que los operadores tienen flexibilidad en el diseño y la gestión de ingredientes de todo el sistema. Digamos, por ejemplo, que los operadores de la planta quieren modificar el producto RTE, o cambiar las recetas, esto es fácil con un transportador que tiene múltiples entradas y descargas, así como bidireccionalidad.
«Si bien diseñamos proyectos con otros tipos de transportadores como neumáticos y sinfines de tornillo si es el adecuado para el proyecto, en este caso no había nada que se acercara a la flexibilidad y suavidad de Chain-Vey. Cuando llegó el momento de la puesta en marcha, Chain-Vey hizo exactamente lo que se suponía que debía hacer: movió cacahuetes del punto A al punto B y no se podía decir que se habían movido. Cero degradación», dice Jill Miller, Directora de Cuentas Clave de MPE.
«Ver la cara de satisfacción del cliente de que todo funcionó exactamente como debería es una gran sensación para todos. No solo para nosotros, sino también para el equipo del cliente», añade Miller.
