La diferenciación de productos es la clave para los productores de productos químicos actuales. Las empresas que antes ofrecían productos simples que eran bastante indistinguibles de los de sus competidores, como la lejía doméstica, ahora producen una vertiginosa gama de mezclas.
Estos productos más complejos han impuesto nuevas exigencias a los sistemas de mezcla y llenado de productos químicos.
"Inicialmente, los sistemas eran muy básicos y normalmente solo diluían un producto químico de mayor concentración", dijo Brent Hardman, director general de Powell. "Los sistemas han evolucionado con el tiempo y ahora deben mezclar múltiples productos químicos para recetas que incluyen fragancias, surfactantes y otras sustancias".
Powell, que se especializa en equipos de procesamiento personalizados montados sobre patines, ha ayudado a los productores de productos químicos a superar los desafíos actuales desde 1964. Hoy en día, los equipos de Powell se encuentran en más de 40 países y producen el 80 % del hipoclorito de sodio (lejía) fabricado en Norteamérica. La empresa con sede en Michigan también es muy reconocida por sus sistemas de mezcla y dilución de productos químicos.
Retos de los sistemas por lotes
Los sistemas de mezcla y llenado constituyen el núcleo del proceso de producción de productos químicos. En la parte delantera, los sistemas están conectados a las fuentes de materias primas. La salida del sistema se distribuye a los sistemas de llenado o envasado, o se convierte en un producto de alimentación para un proceso posterior.
El equipo de procesamiento por lotes ha sido el estándar para la mezcla y el llenado de productos químicos durante décadas. Los sistemas por lotes realizan una secuencia de pasos en un volumen definido de material. Una vez que se completa el lote, el sistema debe detenerse y limpiarse a fondo antes de ejecutar el siguiente lote.
A medida que las recetas se han vuelto más complejas y los cambios más frecuentes, se han puesto de manifiesto las deficiencias de los sistemas de lotes existentes.
"Con un sistema por lotes, hay mucho tiempo improductivo para el cambio de producto", dijo Hardman. "Y como el sistema se basa en el volumen total del tanque, puede haber una pérdida considerable de materiales al final".
Para hacer frente a estos desafíos, más clientes de Powell están convirtiendo los procesos por lotes existentes en sistemas continuos en línea.
Mejor eficiencia de procesamiento
Powell Mezcla y llenado en línea de múltiples flujos son sistemas continuos que pueden mezclar simultáneamente múltiples flujos de materias primas líquidas con la precisión requerida para producir una amplia variedad de productos.
Los sistemas llave en mano montados sobre patines requieren un espacio mínimo en el suelo y se entregan programados y listos para su instalación.
"A lo largo de los años, hemos adquirido una importante experiencia en ingeniería que nos permite personalizar cada sistema para cumplir con especificaciones de productos muy precisas", explicó Hardman. "El resultado es un producto final repetible y menos pérdida de materiales que en un sistema por lotes".
El sistema en línea utiliza medidores de flujo volumétrico y otras herramientas para medir automáticamente cada flujo de material de forma continua. El sistema mantiene la proporción de cada material con respecto al total, alineado con los requisitos de la receta.
El sistema de control monitorea continuamente el proceso y está programado para autoajustar instantáneamente los regímenes de flujo de las corrientes si hay una irregularidad en el proceso. Los mezcladores estáticos combinan continuamente las corrientes de material para crear una sustancia homogénea.
"Con la mezcla y el llenado en línea, podemos pasar más fácilmente de una receta a la siguiente", dijo Hardman. "Y como no se utilizan tanques grandes, minimizamos el tiempo y el volumen de agua necesarios para la limpieza".
Los sistemas Powell también incluyen la funcionalidad de limpieza en el lugar (CIP) en línea. En la mayoría de los casos, la función CIP está automatizada e incluida como parte de la receta para una mezcla en particular.
Sistema de control preparado para el futuro
Independientemente de la aplicación, las soluciones Powell se basan en el sistema de control distribuido (DCS) PlantPAx®. Dependiendo de la complejidad, el sistema funciona con un Allen-Bradley® ControlLogix® o CompactLogix™ controlador programable. Los sistemas se integran en una red EtherNet/IP™ y, para la HMI, normalmente incluyen terminales gráficos PanelView™ o thin clients VersaView®.
La empresa se asoció por primera vez con Rockwell Automation cuando hizo la transición de sus sistemas de lógica de relés a PLC en la década de 1980. Desde entonces, Powell ha migrado continuamente a nuevas tecnologías para satisfacer las necesidades de los clientes.
"Una de las mayores ventajas que hemos obtenido de la plataforma de Rockwell Automation es la flexibilidad para cambios futuros", dijo Hardman. "La columna vertebral de nuestro sistema de control nos permite añadir nuevas capacidades con facilidad y con un costo mínimo para nuestros clientes".
Actualmente, la empresa está explorando la incorporación de más tecnologías digitales a sus sistemas.
"Esa es la ola del futuro", dijo Hardman. "Ya sea análisis de datos, monitoreo remoto o inteligencia artificial, buscamos continuamente formas rentables de ayudar a mejorar nuestros servicios a nuestros clientes".