Cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción y la cantidad de materia prima sólida en forma de polvo y gránulos que se desperdicia durante las diferentes etapas de los procesos industriales como alimentación, química fina, farmacia o fundición, se convierte en un factor de gran relevancia para los encargados de garantizar la productividad de las plantas, ya que es parte de la rentabilidad económica, el buen funcionamiento de los equipos y del cumplimiento de los estándares de calidad e higiene ocupacional.
Ya sea en un proceso productivo de fundición, molienda, pulverización, transporte o para el caso del sector alimentario en el envasado, esta cantidad de producto que se pierde en forma de emisión de partículas, gases o flujo de masa de materia prima en forma de polvo y gránulos debe ser cuantificada durante las operaciones de la fábrica.
El objetivo de cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción es:
- Cuantificar la cantidad de producto que se pierde durante el proceso de producción para medir las mermas de materia prima en forma de polvo.
- Garantizar los límites de exposición a material particulado respirable en la planta y alrededores.
- Detectar a tiempo fallas en los filtros de manga de partículas o de cualquier otro dispositivo.
- Disponer de un ambiente libre de agentes contaminantes.
En el momento de cuantificar la emisión de partículas y pérdida de materia prima en las etapas del proceso productivo de una fábrica, los técnicos deben ajustar los equipos de medición teniendo en cuenta las siguientes variables:
- Humedad relativa
- Dirección del viento
- Temperatura
- Flujo de aire
- Concentración de polvo.
¿Cómo puede el responsable de planta obtener buenos resultados cuantitativos en las muestras del material perdido durante el proceso productivo de su sector industrial?
Para responder a esta pregunta, veamos algunos ejemplos sobre cómo cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción en diversos sectores.
A . Cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción del sector alimentario
En el sector alimentación y bebidas es muy importante conocer el caudal de materia prima que es transportado en el proceso productivo. Un caso particular que puede interesar es el uso de sistemas de monitoreo electrodinámicos para la industria de la leche en polvo. Emplear estos sistemas ha permitido a los operadores de planta optimizar el rendimiento del ciclón, de tal forma que es posible reducir las emisiones en más del 60% proporcionando una reducción continúa en pérdidas de productos.
Tengamos en cuenta que los ciclones normalmente tienen una eficiencia de separación del 96,9% (emisiones de aproximadamente 500 mg/ Nm3). El aire de salida trae consigo una emisión parcial de producto que se pierde en las etapas del proceso. Las pérdidas totales anuales pueden alcanzar cientos de toneladas, lo que puede representar varios millones de euros al año.
A fin de diseñar un sistema eficiente para este caso, es necesario, como primer paso, realizar una medición en continuo del polvo en los ciclones existentes. Con la información de la tasa de recuperación de los ciclones existentes y de las emisiones actuales, la empresa fabricante de leche en polvo puede conocer la concentración de sólidos (en mg/Nm3) y la pérdida de material a la salida del proceso.
Con esta información que proporcionan los medidores de partículas, el responsable de planta puede tomar decisiones inteligentes sobre cómo optimizar el proceso. La eficiencia de separación maximizada por los ciclones proporciona una reducción de pérdidas de producto importante, resultando en un ahorro considerable para la empresa de varios millones de euros al año.
B. Cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción del sector farmacéutico y química fina.
Como segundo ejemplo para cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción, veamos el sector farmacéutico y de química fina, donde la recuperación eficiente de los ingredientes activos es todavía un problema común en esta industria. Lo que realmente se espera dentro de los colectores de polvo es capturar las partículas inhalables con un diámetro de volumen medio (MVD) inferior a 3-5 micras, para maximizar la eficiencia del ciclón, minimizar la resuspensión de partículas y mantener la pérdida de presión a niveles razonables.
Utilizar un sistema de monitoreo con contadores de partículas remotos permite cumplir con estos requerimientos de eficiencia del colector, así como también con los estándares exigidos en una sala limpia.
Los salas limpias son clasificadas por la cantidad máxima permisible de partículas por unidad de volumen de aire. Y son definidas, según:
- El volumen mínimo de muestreo para reunir muestras estadísticamente válidas (20 partículas)
- El número mínimo de puntos para clasificar un área según criterios estadísticos.
Dentro de las diversas aplicaciones de estos equipos monitores, destacan el control de emisiones en secadores, calderas y hornos, y la detección a tiempo de escape de materia prima en forma de polvo.
C. Cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción del sector fundición y metalurgia
En el sector fundición y metalurgia, como tercer ejemplo para entender cómo puede el responsable de planta obtener buenos resultados cuantitativos y confiables en las muestras del material durante el proceso productivo, el control y monitoreo que debe hacerse sobre las emisiones fugitivas en forma de polvo, dentro de las cuales se incluyen:
- El polvo de las reservas.
- La volatilización de vapor de las calderas.
- Recipientes abiertos, o los derrames.
Estas son procedentes del techo, rejillas de ventilación, persianas, compuertas, así como las fugas en las mangas, las fugas de las válvulas y bridas, etc.
Tecnologías para cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción
Para cuantificar la cantidad de producto que se pierde durante el proceso de producción hay que diferenciar entre dos tipos de tecnologías:
- Sistemas para el control y monitoreo de emisiones industriales.
- El monitoreo de partículas durante el proceso productivo
Las soluciones para el control de emisiones industriales a través del monitoreo son comúnmente instalados para detectar y reducir la concentración de sustancias en las corrientes de aire de ventilación antes de la emisión. Normalmente son utilizados monitores de emisión de partículas en continuo capaces de medir concentraciones de particulas con gran precisión durante los procesos industriales.
Para el monitoreo de partículas durante el proceso productivo se utilizan sistemas de medida de flujo másico. Se trata de sistemas especialmente desarrollados para medir cantidades de sólidos en tuberías de transporte neumático o después de un elemento de transporte. Estos equipos ofrecen información en tiempo real permitiendo a los operadores de la planta sobre la cantidad de producto transportado, no solo para predecir bloqueos de línea, sino también para optimizar la eficiencia del sistema.
Si quieres saber más sobre las tecnologías disponibles para cuantificar la pérdida de producto en líneas de producción y cómo garantizar el cumplimiento medioambiental y sobretodo evitar la pérdida de materia prima en forma de polvo y gránulos durante el transportado por los procesos de la planta, que puede representar varias toneladas al año y muchos miles de euros. Le invitamos a suscribirse al Newsletter de SXS Medioambiente.