Caso de éxito de un fabricante de alimentos del Medio Oeste
Garantizar la seguridad de los alimentos que consumimos es una preocupación primordial para cualquier fabricante de alimentos, por lo que los métodos para excluir, eliminar o matar bacterias y otros patógenos son comunes en la industria alimentaria. Si bien técnicas como la pasteurización o la irradiación se utilizan con frecuencia, se ha demostrado que pueden alterar el sabor, el olor o la textura de los alimentos, lo que ha impulsado el desarrollo de otras formas de eliminar patógenos sin afectar la calidad alimentaria. Uno de estos métodos es el Procesamiento por Alta Presión (HPP, por sus siglas en inglés), un método no térmico (5 °C – 20 °C) de conservación de alimentos y bebidas que garantiza la seguridad alimentaria y aumenta su vida útil, manteniendo al mismo tiempo las propiedades organolépticas y nutricionales de los productos frescos.
La HPP requiere presiones de entre 400 y 600 MPa (60,000 y 90,000 psi), lo que requiere el uso de equipos especiales capaces de generar y soportar estas presiones extremas. La mayoría de los equipos HPP utilizan unidades de potencia hidráulica (UPH) estándar con salidas de entre 2500 y 3000 psi, junto con intensificadores hidráulicos especializados de agua sobre agua para aumentar la presión de salida a los rangos necesarios para una conservación eficaz de los alimentos.
Si bien el procesamiento a alta presión es un método muy eficaz para la conservación de alimentos, como descubrió un fabricante de fiambres del Medio Oeste, también puede ser problemático. Esto es especialmente cierto cuando los pistones con revestimiento cerámico se rompen, distribuyendo partículas duras de 1 a 2 micrones por el fluido hidráulico. Cuando esto ocurrió en las instalaciones del fabricante, no pudieron eliminar estas partículas con sus filtros convencionales de flujo completo de 10 micrones. En cambio, la situación requirió buscar una manera de reducir la contaminación por partículas y humedad sin un costoso rediseño del sistema.
La solución elegida fue instalar una unidad de filtración fuera de línea (UFFL) de alta eficiencia en cada uno de los diez grupos electrógenos de la HPP (Figura 1). Equipados con un filtro de celulosa de profundidad radial y un pre-filtro giratorio de eliminación de agua, estos sistemas pueden eliminar agua libre y emulsionada, así como más del 99,9 % de las partículas de 2 micrones o más. Además de la filtración fuera de línea, la planta también optó por instalar respiradores desecantes en cada UPH para eliminar las fuentes secundarias de contaminación derivadas de la entrada de aire durante el funcionamiento normal.
Figura 1: Sistema de filtración fuera de línea conectado al sistema hidráulico de procesamiento de alta presión (HPP)
Después de la instalación, el efecto de los sistemas de filtración fuera de línea sobre la limpieza y sequedad del fluido fue inmediato: la contaminación de partículas se redujo en 3-4 códigos de limpieza ISO 4406 a un promedio de 16/14/10, mientras que el contenido de humedad se mantuvo consistentemente por debajo de 10 ppm (Figura 2).
Figura 2: Contenido típico de partículas y humedad antes y después de la filtración
En los dos años previos a la actualización de las unidades de potencia hidráulica (UPH), la planta había experimentado un promedio de tres fallas al año en las diez unidades de potencia hidráulica (HPP), lo que equivale a un tiempo medio entre fallas (MTBF, por sus siglas en inglés) de 3.3 años. Cada falla requería un tiempo de inactividad prolongado para reemplazar los componentes averiados, así como un cambio completo del fluido hidráulico para eliminar los contaminantes.
Después de mejorar la limpieza del sistema, la tasa de fallas se redujo a solo una falla en un período de quince meses, lo que resultó en un MTBF de más de 10 años, lo que a su vez resultó en un aumento anual en la producción neta de 85,000 libras de producto, así como una reducción significativa en los costos de mano de obra y materiales.
Impulsada por su éxito, la planta decidió modernizar sus prácticas de gestión de lubricantes, comenzando con otros sistemas hidráulicos. El primer paso fue reutilizar el fluido hidráulico usado (pero aún útil) de las centrales de alta presión para su uso en otros sistemas hidráulicos menos críticos y de menor presión, como volcadores de cubas, embutidoras y mezcladoras. Para ello, implementaron una unidad de filtración similar a la instalada en las centrales de alta presión para procesar el fluido hidráulico por lotes, reduciendo los niveles de limpieza de este aceite usado por debajo de los del aceite nuevo. Para garantizar el correcto funcionamiento del sistema, optaron por equipar el sistema de filtración con un sensor de monitoreo de condición que informa sobre la limpieza del fluido reacondicionado según el estándar ISO 4406, con el objetivo de alcanzar un nivel de limpieza igual o inferior a 16/14/10.
Gracias a la reducción de fallas hidráulicas en las centrales hidroeléctricas, y al proyecto de recuperación de fluido hidráulico, la planta logró reducir el consumo de fluido hidráulico en más de 4000 litros al año, lo que supone una contribución significativa a los objetivos de sostenibilidad de la empresa. El seguimiento del ahorro de fluido hidráulico fue posible gracias a un sistema de seguimiento de fluidos en el punto de uso, junto con la asignación de la propiedad del sistema de reacondicionamiento de fluidos a un solo operario para generar responsabilidad y compromiso.
Entre los menores costos de mantenimiento, la reducción en el costo de compra de fluido hidráulico y el aumento en la producción, la planta estimó que pudo aumentar el ingreso neto en USD $350,000 anuales, al tiempo que fue reconocida por el equipo de confiabilidad corporativa como una planta de alto rendimiento.
Para compartir su éxito, se elaboró un análisis del retorno de la inversión (ROI, por sus siglas en inglés) a 3 años, comparando el aumento en el costo de filtración y gestión de fluidos con la reducción en los costos de mantenimiento y el aumento de la producción (Figura 3). Con base en una estimación conservadora del costo de capital del 15%, se estimó que las mejoras en la confiabilidad del sistema generarían una rentabilidad del valor presente neto (VPN) a 3 años superior a USD $750,000. Con base en un costo inicial de aproximadamente USD $40,000, más los costos anuales de mayor análisis de aceite y reemplazo de filtros y respiradores, se estimó que la tasa interna de retorno (TIR) rondaría el 850%.
Figura 3: Análisis del ROI
Conclusión
Es bien sabido que hasta el 90 % de las fallas de los sistemas hidráulicos pueden estar relacionadas directa o indirectamente con la condición y limpieza del fluido hidráulico. Sin embargo, como aprendió este fabricante, la filtración fuera de línea es una forma rápida y económica de mejorar significativamente la limpieza del sistema y puede generar considerables ganancias financieras gracias al aumento de la productividad, la reducción de los costos de mantenimiento y la reducción de las compras totales de Mantenimiento, Reparación y Operaciones (MRO).
Mark Barnes. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América