Quesería Wildberg: sensores en la fábrica de quesos
Informe de aplicación
¿Por qué una quesería suiza confía en los sensores de ifm para la elaboración de sus especialidades?
Incluso en estos tiempos, en los que la producción de alimentos está totalmente automatizada, la quesería Wildberg sigue contando con muchos conocimientos especializados y técnicas artesanales que son decisivos para el proceso de producción de sus quesos.
Aquí, en la región alta del cantón de Zúrich, se ofrece una exquisita experiencia de sabor a partir de leche de alta calidad procedente de selectos ganaderos de la zona, utilizando sofisticadas recetas que incluyen años de procesos de maduración del queso. La clave de este éxito es la sofisticada automatización que se esconde detrás: varios sensores ayudan a garantizar que los numerosos parámetros del proceso se cumplan con precisión. Esta es la única manera de garantizar un nivel de calidad elevado y permanente del producto.
Cuando uno entra en las nuevas naves de producción con el director general Roland Rüegg, se da cuenta rápidamente de que el personal de la fábrica de quesos Wildberg conoce bien su oficio: aquí todo el mundo sabe hacer su trabajo y es un maestro de su profesión, por lo que todo encaja como un engranaje. La visita a las bodegas revela la enorme variedad de productos y recetas: la cartera abarca desde especialidades tan populares como el Emmentaler AOP y la mozzarella hasta un producto de su propia invención, el Cheebab, un kebab de queso. Este último ha gozado de gran popularidad entre los clientes tanto de cerca como de lejos desde que se realizaron las primeras pruebas de degustación en el propio punto de venta de la empresa.
La receta del éxito: máxima calidad. Desde la primavera de 2021, la producción se desarrolla en un nuevo edificio: en cuanto a tecnología de procesos, las instalaciones de la quesería han sido dotadas del más moderno equipamiento por la empresa staedler automation AG. Este especialista en sistemas automáticos tiene su sede a pocos kilómetros de distancia y confía en los productos y soluciones del especialista en automatización ifm para el control de sus instalaciones por medio de sensores.
Queso y sensores
Pero, ¿qué tiene que ver la fabricación tradicional de queso con los sensores? Mucho, porque las máquinas de fabricación de la quesería solo se pueden controlar con la precisión que se requiere para garantizar la calidad si el propio sistema de control recibe constantemente parámetros exactos del proceso.
Por ejemplo, para un tratamiento adecuado de la leche se requiere un control preciso de su temperatura y presión desde el momento en el que la leche entra en el separador hasta que llega a la cuba de cuajado, pasando por el intercambiador de calor. Pero empecemos desde el principio: en el área de recepción de la leche se encuentran unos depósitos de almacenamiento en los que se enfría y remueve la leche recién descargada. Aquí, los sensores de nivel y temperatura monitorean el correcto almacenamiento de la leche. La instalación CIP, que se utiliza para la limpieza periódica de las tuberías y los depósitos, también está monitoreada por sensores: por ejemplo, los caudalímetros controlan la cantidad de agua durante los procesos de lavado.
La máxima protección posible para procesos sensibles a la temperatura
En el proceso conocido como termización, son especialmente los sensores de temperatura los que hacen valer sus puntos fuertes. Dependiendo del tipo de queso deseado, la leche cruda se calienta con precisión y en el momento exacto en un intercambiador de calor de placas. Los sensores de temperatura emparejados del tipo TA2502 detectan la temperatura de entrada y salida en cada una de las tres secciones del intercambiador de calor para brindar al sistema de control la posibilidad de un reajuste preciso e inmediato en las respectivas secciones aguas abajo del intercambiador de calor.
Sensor de temperatura con autosupervisión
Sin duda, la máxima responsabilidad de todo el proceso es asumida por el sensor de temperatura del tipo TCC501, instalado en la sección de retención de temperatura del intercambiador de calor, donde el mantenimiento de la temperatura de la leche durante cierto tiempo logra su optimización y seguridad desde el punto de vista microbiológico para continuar el proceso.
Comprobación continua de estado
La particularidad del TCC: el sensor de temperatura no solo mide con la máxima precisión, sino que también ofrece a los operadores de la instalación la oportunidad de reaccionar ante un comportamiento de deriva en función de las incidencias, y no solo cuando tiene lugar el próximo intervalo de calibración programado. Gracias a la "Calibration Check Technology", el TCC detecta su propio comportamiento de deriva. Para ello, el sensor compara el valor de temperatura con un valor de referencia medido al mismo tiempo. Si la diferencia está fuera del valor de tolerancia (ajustable de 0,5 a 3K), el TCC lo indica visualmente y lo notifica al sistema de control central a través de IO-Link y de la salida de diagnóstico. Lo mismo ocurre en caso de una avería grave. El TCC reduce así el riesgo de perder lotes de producción completos debido a temperaturas de fabricación incorrectas, especialmente cuando se trata de productos frescos.
Respuesta en función de las incidencias y garantía de calidad
Especialmente en procesos de fabricación donde los valores exactos de temperatura son determinantes para la calidad de los productos, es importante poder confiar en la precisión de los valores de medición. Gracias al proceso de calibración en línea, el TCC alcanza una precisión de ±0,2K en todo el rango de medición. Esto lo hace ideal para su uso en este tipo de procesos sensibles a la temperatura. De este modo, el proceso microbiológico de los productos frescos se controla de forma fiable en todo momento.
Imagen 1: Para lugares especialmente críticos del proceso: sensor de temperatura con autosupervisión TCC con indicador óptico de estado.
Los caudalímetros magneto-inductivos en la etapa de permeado de la planta de ósmosis inversa monitorean y regulan la concentración del suero.
Componente central de la instalación: intercambiador de calor de placas para una regulación exacta de la temperatura de la leche cruda.
Comunicación transparente del sensor
Ya sea visual o digitalmente, el TCC indica el estado actual de manera transparente e inequívoca. La luz verde en el sensor indica un funcionamiento correcto. El color azul indica una desviación de temperatura fuera del rango de tolerancia. El rojo indica un fallo grave, como, por ejemplo, la avería del elemento de medición principal. Además, el TCC almacena automáticamente todos los datos relevantes para una correcta documentación a través de IO-Link: fecha de instalación, horas de funcionamiento, histograma de temperatura y libros de registro de los mensajes de incidencias (horas de funcionamiento y número de incidencia) y del estado de las pruebas de calibración (horas de funcionamiento, valor de temperatura, valor de deriva, límite y estado).
Modo de simulación: fiabilidad garantizada ya antes de la instalación
A través de software se puede definir un valor a partir del cual el TCC emite un aviso. En el modo de simulación, en el que, por ejemplo, se puede seleccionar libremente la temperatura de proceso y la temperatura de referencia del sensor, es posible comprobar de antemano si el sensor se ha integrado correctamente en el controlador. Esta simulación del proceso completa el elevado factor de protección que ofrece el TCC.
Robusto diseño para una larga vida útil
Una carcasa completamente soldada y estanca, así como un nuevo diseño de la punta de medición, hacen que el TCC sea resistente en todo momento a influencias externas como la humedad, los choques térmicos y mecánicos y las vibraciones.
Sensor de presión G½ con homologación aséptica para tuberías pequeñas
Otro sensor importante para la quesería Wildberg es el sensor de presión del tipo PM15. Este sensor monitoriza las condiciones de presión en el intercambiador de calor con el objetivo de mantener siempre los niveles de presión de la leche ya termizada, es decir, calentada y esterilizada, más elevados que en el lado opuesto de la placa del intercambiador de calor, donde está o bien la leche fresca, o el agua caliente. En el caso de que se produjeran grietas en la placa del intercambiador de calor, únicamente un exceso de presión podría provocar el escape de la leche. Por otro lado, no será posible la entrada de ninguna sustancia extraña en este proceso de fabricación altamente sensible. Si se forman sedimentos en la placa del intercambiador de calor y aumenta la presión alterando la velocidad de caudal, el sensor de presión podrá hacer que esta circunstancia sea claramente visible para el sistema de control, de modo que se puedan realizar los ajustes apropiados o se pueda iniciar un intervalo de mantenimiento.
Solución de problemas para plantas de producción asépticas
El nuevo sensor de presión PM15 tiene un exclusivo sistema de sellado enrasado con teflón y PEEK. Por primera vez, esto permite una integración aséptica de pequeñas células de medición cerámico-capacitivas en tuberías de pequeño tamaño a partir de DN25. Gracias al tamaño reducido de la rosca G½, la instalación se puede realizar sin necesidad de grandes y costosos adaptadores. Esta adaptación sin espacios muertos y con certificado para aplicaciones asépticas evita los sedimentos y garantiza una limpieza óptima durante el proceso CIP.
Libre de mantenimiento y robusto
En la parte en contacto con el proceso, el sensor está diseñado sin junta de elastómero y, por lo tanto, no necesita mantenimiento. La robusta célula de medición cerámica rasante es muy estable a largo plazo y resiste golpes de presión y de vacío, así como los efectos de los materiales abrasivos. Se trata del llamado "principio de medición seca", ya que no se usa ningún líquido de separador de diafragma y, por lo tanto, se excluye el riesgo de que se liberen líquidos críticos en el fluido. Por lo tanto, el sensor no presenta apenas signos de desgaste. Puede soportar una temperatura del fluido de hasta 150°C (máx. 1hora), lo que permitiría una limpieza con vapor. El certificado EHEDG, la homologación FDA y el estándar 3A confirman su idoneidad para procesos asépticos.
Imagen 1: Compacto y apto para aplicaciones asépticas: sensor de presión de la serie PM15 con célula de medición cerámica rasante. Imagen 2: Ideal para diámetros nominales reducidos: sensor de presión de la serie PM15 con conexión de proceso G½ en el punto de alimentación de la planta de ósmosis inversa.
Rendimiento extra gracias a IO-Link
Como casi todos los sensores de ifm, el PM15 también cuenta con IO-Link. Además de la señal analógica clásica (4...20mA), el valor del proceso se puede transmitir digitalmente sin pérdidas.
Pero IO-Link ofrece aún más posibilidades: el sensor también dispone de una sonda de temperatura, a cuyos datos se puede acceder a través de IO-Link.
Ventaja: en aplicaciones no críticas, esta medición de temperatura no invasiva se puede utilizar para obtener más transparencia y seguridad en la instalación "de forma prácticamente inadvertida", lo que ahorra gastos de material y montaje. Otras características prácticas de IO-Link son la calibración del punto cero y el escalado de rangos de medición.
La empresa staedler automation AG implementó el sistema de control de procesos de la quesería, desde donde es posible consultar todos los valores del proceso.
Conclusión
No a pesar de, sino gracias a la monitorización automática del proceso, la quesería Wildberg se puede centrar en la elaboración de cada una de sus especialidades de queso, mientras las instalaciones necesarias para ello cumplen su cometido con precisión y fiabilidad. Estos sofisticados sensores, perfectamente adaptados, también garantizan un monitoreo sencillo y seguro de la fabricación en lugares con enormes desafíos.
