Diferentes procesos en la manipulación de materiales sólidos para la producción de alimentos para animales

¿Cuándo entra en juego la medición de nivel?

 

La producción de piensos y alimentos de alta calidad para animales de compañía es un importante sector de crecimiento económico en todo el mundo. Además de la alimentación del ganado, este sector también incluye la alimentación de animales de compañía y de deporte. En consecuencia, existe una enorme variedad de productos finales: Alimentos para el sector agrícola, ganado como vacas, caballos y aves de corral; para ganado lechero y alimentos para animales reproductores (por ejemplo, en la pesca), así como para la alimentación de aves y roedores. Por tanto, el segmento de alimentos para animales de compañía puede definirse como alimentos para animales como perros, gatos o reptiles. Los errores que se producen en la planta de procesamiento durante el transporte, el almacenamiento, la mezcla o la granulación rara vez pueden compensarse o corregirse en la siguiente fase de procesamiento. Ahí, el sensor de nivel es una parte indispensable del equipamiento técnico de una planta moderna de producción de piensos para detectar y controlar los niveles máximo y los puntual. Debido a la multitud de principios y tipos de sensores diferentes, la selección del dispositivo de medición adecuado no siempre es fácil.

 

Kits de soluciones posibilitan sensores de nivel flexibles

La formulación de un alimento compuesto se basa en el uso particular al que se destina el producto. Del mismo modo, el uso de sensores de medición adecuados se corresponde con los requisitos pertinentes de la aplicación. La necesidad de sensores de nivel viene definida por su funcionalidad fiable, facilidad de uso y larga vida útil. Un importante proveedor de alimentos para animales domésticos y de granja de Dinamarca modernizó su planta y necesitó una nueva detección de valores límite para optimizar sus procesos de producción. La empresa procesa más de 200 productos de grano diferentes. En función del medio y la aplicación, debían utilizarse distintas técnicas de medición. Debido a las necesidades definidas del cliente, la dirección del proyecto tuvo que desarrollar ideas creativas y especificar soluciones concretas que pudieran implantarse de forma eficaz en los procesos de la planta; había que definir si se trataba de una solución "lista para usar" o personalizada. A veces, una tecnología rápida y sencilla es la forma eficaz de obtener soluciones fiables para la medición de contenido y nivel. A veces es necesario algo a medida.

Para los procesos de trituración y molienda en los molinos trituradores y de martillos del fabricante de piensos, se requería una medición precisa en todo momento, independientemente de las propiedades del material, con capacidad para detectar diferentes partículas y tamaños de grano, así como abrasivos. Las condiciones extremas, como el polvo, las altas temperaturas o el vapor, supusieron un reto para el sistema de medición. Además, un sistema de vibración bajo el recipiente (para evitar depósitos en el recipiente) supuso otra dificultad en esta aplicación. Se pensó en instalar un interruptor de paleta giratoria como principio de medición electromecánico sencillo que pudiera adaptarse a estas condiciones de proceso extremas. Un eje accionado por motor hace girar la paleta. En cuanto el nivel de material alcanza la paleta e impide así que siga girando, se genera un par que se convierte en una señal eléctrica a través de un interruptor. En cuanto la cubeta vuelve a estar libre de material, se restablece la señal de salida y el eje accionado por motor vuelve a girar. A pesar de su sencillez, el dispositivo es modular, lo que permite una configuración flexible incluso en condiciones que cambian constantemente. Las denominadas soluciones KIT permiten una configuración rápida e individual del dispositivo y un almacenamiento eficaz. El sensor, la conexión a proceso, la electrónica y la carcasa pueden adaptarse a los requisitos específicos, de modo que la instalación se equipó con una tecnología de medición eficaz y fiable. Debido a la peligrosidad del área polvorienta, la carcasa estanca al polvo y el diseño con certificación ATEX fueron indiscutibles para la instalación.

Por último, el interruptor de paleta giratoria serie Rotonivo® RN 3000 ha sido se seleccionó utilizando materiales especiales de alta calidad resistentes al sellado y a la corrosión. Para los materiales sólidos de grano parcialmente fino, la paleta de la sonda giratoria se diseñó con una sensibilidad de hasta 15 g/l y ajustable en 3 pasos. Especialmente en el interior de la trituradora, había un gran número de ciclos en el flujo rápido y un tiempo de respuesta rápido del sensor ayudó a apoyar la mejor precisión de los resultados de medición.

 

La tecnología "Active Shield" favorece un proceso fluido

La peletización de alimentos para animales era otro de los procesos de toda la producción de alimentos para animales de la fábrica que debía equiparse con una moderna tecnología de medición. El acondicionamiento del vapor desempeñaba un papel importante en este proceso. Esto significaba que el sensor podía soportar altas temperaturas en combinación con entornos húmedos. Otros retos en esta fase de procesamiento eran el polvo, las vibraciones y la gran capacidad de carga. La medición de nivel necesaria tenía que funcionar como un detector de relleno fiable para los gránulos prensados y calentados. Debido a las exigentes condiciones, era importante utilizar un tipo de sensor con un diseño robusto y certificado disponible en versión de alta temperatura para la instalación. Además, el dispositivo requería un sellado totalmente fiable. La dirección del proyecto UWT apostó decididamente por el dispositivo de medición capacitivo RFnivo® RF 3000 . La duradera tecnología de medición con diferentes versiones del dispositivo soporta condiciones de proceso extremas y es muy robusta gracias a los componentes de acero inoxidable. El sensor mide la capacitancia entre la sonda y la pared del recipiente. Cuando la sonda queda cubierta por el producto, la capacitancia detectada cambia y se activa una señal de conmutación. La tecnología "Active Shield" integrada, que garantiza que la sonda sea insensible a la acumulación o apelmazamiento de material, ha permitido a la RF manipular materiales a granel pegajosos y calientes. La sonda con aislantes cerámicos se equipó para una temperatura de proceso de hasta +500 °C, ya que el dispositivo no requiere componentes limitadores de temperatura para la detección de masa en el proceso de aplicación. Tras determinar la geometría del recipiente, la sonda de alta frecuencia instalada se calibró automáticamente en cuanto se conectó la tensión de alimentación.

El fabricante de alimentos para animales también utilizó expansores integrados en el proceso de peletizado, en el que el material se calienta de 100°C a 120°C en 5 segundos. A continuación, el producto se prensa y amasa. De este modo, se eliminan las bacterias, la salmonela y los mohos, al tiempo que no se dañan los nutrientes ni los ingredientes activos. Al final, el pienso es fácilmente digerible. El principal reto de esta aplicación era la corrosión causada por los aceites agresivos. Otras influencias en expansión eran la humedad, la temperatura y la presión del material. En estas condiciones, UWT instaló el modelo de alto rendimiento de la serie RF 3000, con un diseño que podía soportar altas presiones del depósito de hasta 25 bar (363 psi) y ofrecía también un elevado par de 525 Nm. También podía hacer frente a fuerzas de tensión de hasta 40 kN. Por supuesto, la unidad también disponía de la "Active Shield Technology" para manipular componentes adhesivos.

 

Flujo de procesos sin tensiones gracias a una protección segura contra sobrellenado

De acuerdo con los elevados estándares de la industria alimentaria, las soluciones deben consistir en una planificación orientada al cliente que ofrezca un apoyo integral a sus requisitos y demandas técnicas. Durante la producción, los materiales sólidos que fluyen libremente se transportan de un proceso de fabricación a otro, ya sea mecánicamente con transportadores de cadena, elevadores, transportadores de tornillo o cintas transportadoras neumáticas. Aquí, un flujo de material controlado es esencial para garantizar un proceso de producción eficaz. Los fallos en los sistemas de transporte de materias primas, pellets y otros materiales sólidos debían detectarse en una fase temprana utilizando principios de medición adecuados, de modo que pudieran evitarse con fiabilidad los daños consiguientes.

Para garantizar una cadena de suministro continua, tanto la materia prima como el producto final deben almacenarse de forma clara y adecuada. Todo empieza con las materias primas, que deben transportarse y almacenarse en celdas (silos) en cuanto se entregan, pesan y limpian. Los materiales permanecen allí hasta su posterior procesamiento. Los productos finales, como los granulados y otros piensos acabados, se almacenan en pilas de alimentos acabados hasta su entrega. El sensor necesario durante estos procesos de almacenamiento debe cubrir la medición del nivel de contenido con una protección fiable contra sobrellenado. A la hora de configurar la solución de medición, debían tenerse en cuenta condiciones como la geometría del silo y el depósito, la posición de instalación del sensor, las propiedades del medio como la fluidez, la densidad aparente, la conductividad, la humedad, el polvo y la adherencia, así como las homologaciones requeridas, como la protección contra explosiones.

La serie de sensores de nivel NivoBob® se ha acreditado muchas veces en la práctica como detector de nivel máximo para la medición de nivel continua. Con el NivoBob® NB 4000, incluso fue posible encontrar una solución muy rentable para el operador de la planta dentro de la tecnología duradera del sistema de medición electromecánico. El peso del sensor, fabricado con un material adecuado y fijado a una banda a un cable, se hace descender electromecánicamente en el depósito desde arriba. En cuanto el peso del sensor se apoya en el material, cambia la dirección de bobinado del motor y el peso del sensor se rebobina hasta la posición de parada superior. El dispositivo funcionó sin problemas en el rango de medición de hasta 30 m y también se utilizó durante el proceso de llenado. La brida objetivo integrada se montó en la parte superior de los techos de los silos y pudo alinearse con precisión. En combinación, se utilizó un sistema de visualización dentro de los silos de almacenamiento para registrar a distancia los niveles, analizar las tendencias y completar el sistema de gestión logística.

Las necesidades nutricionales de los animales son diversas y, por tanto, hay que producir una gran variedad de fórmulas de alimentos compuestos. En consecuencia, el equipo metrológico de la planta de producción se centra en la capacidad de adaptarse fácil y rápidamente a las distintas condiciones de procesamiento.

 

Desarrollo de nuevos dispositivos

Cada vez con más frecuencia se solicita a la dirección de proyectos una sonda de varilla única que funcione según el principio de vibración y tenga estructuras técnicas universalmente válidas. El diseño de estos instrumentos de medición se ha impuesto en los mercados internacionales en los últimos años. Especialmente debido a su alta compatibilidad (ya a través de la versión estándar), es muy preferido por los operadores de plantas. UWT ha respondido a los deseos de sus clientes con una nueva serie de productos que utiliza el principio de medición de vibraciones en forma de sonda de varilla única. El dispositivo, denominado Mononivo® MN 4000 , puede utilizarse en silos y depósitos como detector de nivel lleno, intermediario y mínimo. El dispositivo también es adecuado como detector de sobrellenado en tuberías y pozos y es apto para todos los materiales sólidos. Los piezos estimulados electrónicamente hacen vibrar la sonda. Una vez que el sensor se cubre de material, la vibración se amortigua y el cambio de corriente eléctrica resultante provoca la conmutación de la señal de salida. Gracias a su diseño compacto, incluidas las roscas disponibles a partir de 1", el sensor es muy adecuado para diversas aplicaciones a granel en todo el mundo, ya se trate de material en polvo con fuertes propiedades adhesivas o de gránulos de grano grueso. Gracias a su sensibilidad ajustable, el dispositivo también puede utilizarse con materiales a sólidos ligeros a partir de 20 g/l.