Marlen logra un ahorro de energía del 40 % con un nuevo diseño

Diseñar equipos que funcionen de manera uniforme año tras año en el duro ambiente de limpieza con agua a presión de una planta de procesamiento de carne o aves de corral es un desafío. También lo es mantenerse al día con los requisitos sanitarios en evolución, las tendencias de los consumidores y los nuevos avances tecnológicos.

Marlen, un fabricante de primera calidad de equipos y sistemas de procesamiento de alimentos altamente diseñados, ha enfrentado estos desafíos de manera extraordinaria con su confiable y antigua línea de sistemas de embutido y bombeo al vacío Opti Series.

"Introdujimos nuestra serie de bombas Opti en la década de 1950", dijo Doug Wilson, director de ingeniería, Marlen. "Es muy común ver nuestro equipo funcionando en plantas más de 30 años después de su primera instalación".

Recientemente, Marlen presentó el OptiServ 340, un modelo que promete un control más preciso, mejor eficiencia energética y un diseño higiénico. El OptiServ 340 está diseñado para un flujo de producto de hasta 34000 libras por hora.

De hidráulica a servos

Los sistemas OptiServ utilizan bombas de vacío para porcionar y depositar carne o aves de corral de músculo entero, seccionadas, formadas o emulsionadas en tripas para salchichas, empaques de película de rollo o equipos aguas abajo.

Históricamente, las bombas Opti Series y los componentes auxiliares se controlaban mediante sistemas hidráulicos. Aunque estos sistemas siguen funcionando bien, Marlen optó por un enfoque diferente en el diseño del OptiServ 340 para abordar la tendencia de la industria de alejarse de los sistemas hidráulicos.

"Nuestras máquinas siempre han utilizado aceite hidráulico apto para alimentos", dijo Wilson. "Pero los fabricantes de hoy simplemente no quieren aceites ni otros materiales ajenos cerca del producto. Este es uno de los factores que nos llevaron a diseñar un sistema con servomotores".

"Además, los servos pueden lograr un grado de precisión mucho mayor", agregó Wilson.

La precisión en el porcionado es fundamental en todas las aplicaciones de envasado de alimentos. Para garantizar que el producto cumpla con el peso envasado anunciado, los fabricantes suelen excederse levemente hacia el lado alto al definir el tamaño de la porción.

"Para los fabricantes, incluso un 1 % de exceso en el peso de la porción puede traducirse en miles de dólares desperdiciados", dijo Wilson. "Nuestro nuevo sistema está diseñado para entregar porciones precisas en cada ciclo".

Tolerancias más estrictas. Mejor precisión.

El sistema OptiServ 340 cuenta con un diseño de servo de dos pistones. El producto entra en la tolva de la máquina, donde un tornillo sinfín lo impulsa hacia la cámara principal de vacío. Allí, dos mangas cilíndricas que trabajan en sentido opuesto capturan el producto. Dos bombas de pistón empujan el producto a través de las mangas y lo expulsan por el extremo de la máquina. La válvula rotatoria frontal se desplaza de izquierda a derecha para distribuir el producto de un pistón al otro, manteniendo así un flujo continuo.

La máquina funciona con una plataforma de control de Rockwell Automation que cuenta con un controlador Allen-Bradley CompactLogix™. Los servomotores Allen-Bradley MP-Series™ y los variadores Allen-Bradley Kinetix® 5700 EtherNet/IP™ controlan las bombas de pistón, las mangas y la válvula rotatoria frontal. Un Allen-Bradley PowerFlex® variador de CA 525 controla el tornillo sinfín. El sistema está integrado en EtherNet/IP y se monitorea en un Allen-Bradley PanelView™ Plus 7 terminal gráfico de acero inoxidable.

"Los servos tienen una resolución mucho mayor que los sistemas hidráulicos, por lo que se pueden mantener tolerancias más estrictas y mayor precisión en el flujo y el porcionado del producto", explicó Wilson.

Y debido a que el sistema accionado por servomotores también mantiene un mejor vacío, se puede eliminar más aire atrapado del producto final.

"El resultado es un producto visualmente atractivo y consistente", dijo Wilson.

Mayor eficiencia energética

Aunque los servos son intrínsecamente más eficientes energéticamente que los sistemas hidráulicos, el sistema OptiServ 340 aprovecha las capacidades de bus regenerativo de Kinetix 5700 para acelerar el ahorro de energía. El sistema monitorea el uso de energía de los servos y regenera el exceso de energía de regreso a la fuente de alimentación de CA para que otros servos la utilicen.

"Nuestros clientes están preocupados por la gestión de la energía", dijo Wilson. "Y este sistema utiliza aproximadamente 40 % menos energía que los sistemas hidráulicos de embutido".

Más sencillo de mantener. Más fácil de usar.

La transición de la hidráulica al control por servos también da como resultado un sistema menos complejo, con aproximadamente un tercio menos de piezas.

"El diseño higiénico también mejoró la facilidad de mantenimiento del sistema", dijo Wilson. "Dado que el equipo maneja productos crudos, se limpia al menos una vez al día, y más seguido si hay cambios de producto".

Para facilitar la limpieza, la máquina cuenta con superficies inclinadas fáciles de limpiar y sin bisagras externas, así como un gabinete eléctrico patentado a prueba de fugas, probado para resistir los procedimientos de lavado. Además, el sistema permite el desmontaje sin herramientas, lo que permite desensamblar la máquina en aproximadamente 2.5 minutos.

El sistema OptiServ 340 también viene equipado con una innovadora HMI basada en íconos, no en palabras. Ahora estándar en los equipos Marlen, la HMI está diseñada para facilitar la capacitación y la operación de una fuerza laboral diversa y, a menudo, multilingüe.

"En pocas palabras, el nuevo sistema con servomotores está diseñado para satisfacer las necesidades actuales de los clientes y para reducir el costo total de propiedad durante toda la vida útil del equipo", dijo Wilson.

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