Suministro de vacío con eficiencia energética para plantas de procesado de carne

El envasado al vacío de productos cárnicos ofrece una ventaja fundamental: la eliminación del aire en el envasado reduce drásticamente el contenido de oxígeno, lo cual ralentiza la actividad bacteriológica que se nutre de este gas y, por tanto, alarga en gran medida la fecha de caducidad. Además, el envasado al vacío es higiénico y permite presentar los productos de una manera atractiva. Existe un extenso catálogo de máquinas de envasado al vacío disponibles en el mercado, lo que significa que hay una opción para cada tipo de necesidad. Sea cual sea su diseño o tamaño, estas máquinas de envasado tienen una cosa en común: deben contar con un suministro de vacío. Esto se consigue mediante una bomba de vacío integrada o individual. Otras alternativas incluyen sistemas de suministro de vacío centralizado a los que se conectan varias máquinas de envasado.

Normalmente, la bomba de vacío se encuentra integrada o instalada en las inmediaciones de cualquier máquina de envasado al vacío, ya sea una máquina de envasado de cámara de vacío, una selladora de bandejas, o una máquina de envasado por termoformado. Para esta aplicación, se utilizan casi exclusivamente las bombas de vacío de paletas rotativas lubricadas con aceite (figura 1). Busch Bombas y Sistemas de Vacío desarrolló este tipo de bomba de vacío para la industria del envasado en la década de los sesenta y se ha mantenido vigente como un referente para el sector del envasado al vacío. El desarrollo continuo hace que todas estas bombas de vacío, que suman millones en funcionamiento en todo el mundo, estén siempre a la vanguardia. La última generación de bombas de vacío cuenta con una gran mejora en materia energética, ya que consiguen un ahorro de energía de un 20%.

Figura 1: La bomba de vacío de paletas rotativas R 5 RD 0360 A pertenece a la nueva generación de bombas de vacío para envasado.

La bomba de vacío, tanto si está integrada o instalada por separado en la máquina de envasado, es la manera más sencilla y habitual de generar vacío para este proceso. Las pequeñas tuberías situadas entre la cámara de vacío, la estación de sellado y la bomba de vacío permiten extraer rápidamente el aire del envase. También se puede aplicar una bomba aceleradora de vacío a las máquinas de envasado de termoformado a gran escala con unos volúmenes elevados de envasado. Se podría alcanzar una mayor velocidad al combinar las bombas de vacío de paletas rotativas con boosters de vacío, ya que así se reduciría el tiempo de evacuación. En la práctica, esto significa ciclos de trabajo más cortos, lo que se traduce en más productos envasados por unidad de tiempo. Si varias máquinas de termoformado trabajan a la vez, debería al menos considerar la posibilidad de centralizar parcialmente el suministro de vacío.

Gracias a la centralización parcial (figura 2), las bombas de vacío de paletas rotativas se retiran de la sala de envasado y se integran en un sistema de prevacío central para todas las máquinas de envasado en otra sala independiente. Los boosters de vacío secos y sin aceite se instalan directamente en las máquinas de envasado y se conectan al sistema de tecnología de prevacío mediante tuberías. La centralización parcial significa que las bombas de vacío de paletas rotativas se sacan de la sala de producción, evitando de esta manera el peligro que suponen las emisiones de aerosoles. Un sistema centralizado parcialmente es siempre útil cuando se tienen de dos a cinco máquinas de envasado de termoformado trabajando las unas cerca de las otras en la misma zona. Si se utilizan más máquinas de envasado, el importe de la inversión sería demasiado elevado a causa de las bombas aceleradoras de vacío, que son necesarias para cada una de las máquinas. Por eso, si fuera el caso, recomendamos centralizar por completo el suministro de vacío.

Figura 2: Centralización parcial del suministro de vacío.

• Eficiencia económica

La centralización completa del suministro de vacío (figuras 3 y 4) es una opción viable económicamente siempre que se utilicen más de seis máquinas de envasado. Por norma, es lógico pensar que se necesitan menos bombas de vacío en un sistema centralizado que para un grupo de bombas de vacío independientes instaladas al lado de las líneas de envasado. Si convertimos el suministro de vacío en un sistema centralizado, las bombas de vacío ya existentes pueden integrarse en el nuevo sistema, y, de esta forma, reducir el importe de la inversión. No debemos menospreciar la importante disminución de los gastos energéticos cuando utilizamos bombas aceleradoras de vacío. Los requisitos de refrigeración del sistema de aire acondicionado también se reducen ya que todas las bombas de vacío se encontrarán fuera de la sala de envasado. Esto, a su vez, mejora sustancialmente el consumo energético total a favor del sistema centralizado.

• Higiene

La ausencia de las bombas de vacío en las salas de producción y envasado eliminan el peligro de que los alimentos se contaminen a través de los aceites en aerosol. Además, no será necesario que los empleados pasen a zonas higiénicamente sensibles del proceso de envasado para realizar labores de mantenimiento o de reparación. De esta manera, se pueden crear condiciones asépticas en las zonas que rodean las líneas de envasado.

• Método de funcionamiento

Las cámaras de envasado individuales se evacuan en dos niveles para poder ejecutar el número máximo de frecuencias de ciclo en las líneas de envasado. Utilizamos el gradiente de presión crítica y, de esta forma, conseguimos la evacuación más rápida posible.

Para la evacuación inicial se necesita una bomba de vacío primaria, y para la evacuación de la presión de envasado, una bomba de vacío secundaria. Las válvulas de inversión con sus unidades de control correspondientes están colocadas en el lateral de las máquinas. Estas controlan la transición de un nivel de vacío inicial a un nivel elevado.

La estación de moldeo para las máquinas de envasado de termoformado se proporciona a través de una bomba de vacío de termoformado individual. Esto garantiza que las láminas del fondo previamente calentadas sean succionadas hacia la bandeja de moldeo, donde toman la forma deseada.

Por un lado, se necesita esta separación en varias bombas de vacío ya que las funciones de moldeo y sellado funcionan con diferentes vacíos, y, por otro, porque se requiere una velocidad de bombeo bastante inferior para la evacuación en dos fases de la cámara de sellado. Las tuberías servirán de tampón de vacío. Este tampón es necesario para mantener la presión del envasado en un nivel constante, aunque todas las máquinas de envasado trabajen con el mismo número de ciclos.

El sistema de vacío centralizado es completamente automático: activa los módulos de vacío individuales si se necesita más vacío y los desactiva en caso contrario. Si el funcionamiento falla en las bombas de vacío primaria, secundaria o de termoformado, se activa de manera automática la bomba de vacío de reserva. Esto garantiza el máximo rendimiento en el suministro de vacío a las máquinas de envasado.

Figura 3: Centralización completa del suministro de vacío.

• Mantenimiento

El sistema de suministro de vacío centralizado tiene un diseño modular, lo que significa que los módulos individuales pueden separarse a la hora de llevar a cabo labores de mantenimiento. Cuando esto ocurre, se activa automáticamente la bomba de vacío de reserva. Esto quiere decir que los trabajos de mantenimiento se pueden realizar mientras que la máquina funciona, sin que esto afecte al resultado de la producción del envasado. En el sistema centralizado, las bombas de vacío de paletas rotativas individuales están sujetas a cargas significativamente menores en comparación con las unidades individuales, lo que alarga los intervalos de mantenimiento. La ubicación de la instalación del sistema centralizado fuera de la zona de producción también beneficia a las labores de mantenimiento, ya que no se interrumpe el trabajo de las máquinas ni se incumplen las normas de higiene cuando se llevan a cabo.

• Integración en el sistema de control del proceso

Los sistemas de suministro de vacío centralizado se adecuan especialmente bien a los sistemas de control del proceso operativo, o lo que es lo mismo, podrá controlar y gestionar la planta de vacío desde un ordenador. Cualquier indicio de error se puede identificar y corregir antes de que fallen las máquinas. Se pueden activar los parámetros técnicos necesarios permanentemente y las líneas de vacío se pueden visualizar en gráficos. Esto permite que toda la información relacionada con el proceso se pueda evaluar y registrar. De esta manera, los departamentos de seguridad de la calidad y de reparación obtienen datos muy útiles.

Figura 4: Sistema de vacío centralizado para 30 líneas de envasado con máquinas de envasado de termoformado.

En sistemas que utilizan dos o más máquinas de envasado al vacío, el operario o el responsable de funcionamiento debería tener en cuenta cómo se genera el vacío. No tiene que olvidar que también es necesario trabajar con vacío en los procesos de producción de, por ejemplo, embutidoras o mezcladoras de carne y este vacío podría ser suministrado por un sistema centralizado. Los diferentes niveles de vacío y velocidades de bombeo de las aplicaciones de vacío hacen que sea necesario un especialista para analizar de forma precisa la situación real y ofrecer así una solución personalizada. Los especialistas de Busch ofrecen un asesoramiento experto y calculan con precisión qué solución de vacío es más económica y viable a nivel técnico para cada caso particular; por algo son los mayores fabricantes de bombas de vacío para envasado del mundo.