Soluciones
Sistema de hielo líquido Formax
Caso de estudio
Ubicación: SIF-France, Boulogne, Francia
General
El sistema de hielo líquido diseñado y fabricado por Formax Ltd. usa una mezcladora industrial para mezclar hielo convencional, salmuera de cloruro de sodio y agua pura para crear hielo líquido con características específicas. Los parámetros que especifican el hielo líquido son la temperatura y el espesor. El sistema de hielo líquido en SIF-France es una combinación de 6 unidades diseñadas y fabricadas por Formax. Para una descripción detallada de cada unidad, ver productos Formax. El sistema es:
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No. |
Nombre |
Tipo |
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1. |
Contenedor de hielo |
IB-2000 |
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2. |
Transportador de hielo |
IBC-2000 |
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3. |
Mezcladora |
FB-300 |
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4. |
Generador de salmuera |
BG-1000 |
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5. |
Tanque de almacenamiento de hielo líquido |
ST-6000 |
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6. |
Red de entrega |
DS-4 |
Estas unidades están unidas entre sí como se muestra esquemáticamente en la Figura 1. El contenedor de hielo se carga manualmente con cualquier tipo de hielo convencional. Pero el hielo también puede cargarse automáticamente con un transportador extra vinculado directamente a cualquier máquina de hielo. El sistema en su conjunto está, en este caso, ubicado dentro de una sala de refrigeración que mantiene la temperatura ambiente entre +1°C y +5°C para enfriar y almacenar productos de pescado. El producto se sumerge en hielo líquido y se almacena durante días en la sala de refrigeración. Como resultado de la baja temperatura ambiente en la sala de refrigeración, el hielo (la fase de hielo en el hielo líquido y el hielo convencional) se funde a una velocidad muy baja. El tanque de almacenamiento de hielo líquido está muy bien aislado y el único hielo derretido en su interior se debe al agitador que funciona constantemente para mantener el hielo líquido homogéneo.
Figura 1: Esquema Sistema de hielo líquido
Aparatos mecánicos
Contenedores de hielo (con cintas transportadoras)
El contenedor de hielo sirve como una unidad de almacenamiento temporal para cualquier tipo de hielo convencional (hielo en escamas, cáscara de hielo, etc.). Mantiene una cantidad adecuada de hielo para que la mezcladora funcione constantemente durante un período razonable. Cuando la mezcladora requiere hielo, envía una señal de inicio al contenedor de hielo, y el hielo se carga en la mezcladora a una velocidad constante adecuada. Si la tasa de carga de hielo es demasiado alta, la mezcladora no puede medir el lote total de hielo, lo que da como resultado un desbordamiento. Una tasa de carga de hielo baja también tiene algunas desventajas.
El contenedor de hielo no se usa para almacenar hielo convencional durante largos períodos. Ya que la mezcladora debe funcionar correctamente, se prefiere que el hielo sea cargado en la mezcladora a una velocidad medible, para la mezcladora, y sin demoras. Por estas razones, el contenedor de hielo es un dispositivo altamente recomendado para el sistema. El contenedor de hielo almacena suficiente cantidad de hielo para permitir que funcione durante períodos aceptables entre reposiciones.
El contenedor de hielo es en este caso una unidad estándar especialmente diseñada para el Formax Blender FB-300. Pero si el usuario puede proporcionar un equipo similar con la tasa de llenado de hielo que se ajuste a la mezcladora, se consideraría una solución aceptable.
Mezcladora
La mezcladora es el dispositivo principal, y el cerebro, del sistema de hielo líquido. El hielo líquido se crea dentro de la mezcladora. El proceso de producción está controlado por una computadora PLC que se encuentra en el frente de la mezcladora. La mezcladora se abastece con agua fresca del sistema de suministro de agua potable.
Generador de salmuera
La salmuera de cloruro de sodio permite regular la temperatura del hielo líquido. La salmuera se produce en el generador de salmuera que entrega salmuera cerca de la saturación si hay suficiente sal a mano en el generador de salmuera. La mezcladora ordena el lote de salmuera enviando una señal al generador de salmuera y se inicia la bomba de salmuera. Coincidentemente, se abre una válvula en la tubería de entrada de la salmuera de la mezcladora. Cuando hay la escasez de sal, la fuerza de la salmuera se reduce. Si eso sucede, la mezcladora exige un aumento del lote de salmuera para mantenerse al día con los cambios. Pero al final, la producción de hielo líquido se detiene si la concentración de salmuera baja. El contenedor de sal contiene 2 toneladas de sal. Se rellena según la estimación del operador. El nivel de líquido se controla automáticamente.
Tanque de almacenamiento de hielo líquido
El almacenamiento de hielo líquido exige un tanque especialmente diseñado. Es de vital importancia entender que el hielo líquido tiene la tendencia natural a la separación de fase líquida de la fase de hielo. Para evitar que esto evolucione, el tanque de almacenamiento está equipado con un agitador que funciona constantemente para mantener el hielo líquido homogéneo.
Red de entrega
Una de las principales ventajas del hielo líquido es la maniobrabilidad. Es fácil de bombear con cualquier bomba de líquido convencional. En el caso de SIF, se seleccionó una bomba centrífuga de acero inoxidable estándar. La red de entrega está hecha de tubería de plástico de PVC. La bomba de entrega SIF se enciende y apaga manualmente, sin automatización instalada. El sistema de entrega seleccionado para SIF-France es muy simple. Es un sistema controlado manualmente llamado DS-4.
Proceso de producción
El contenedor de hielo está cargado con cualquier tipo de hielo convencional. El hielo se transporta a la mezcladora a través del transportador y se mezcla con agua y salmuera de cloruro de sodio de acuerdo con la receta precalculada. La receta es entonces actualizada para cada lote de hielo líquido producido. El resultado es un hielo líquido especificado con la temperatura y el espesor que solicitó el operador. A medida que finaliza el proceso de mezclado para un lote, el hielo líquido se bombea al tanque de almacenamiento. En ese tanque se agita constantemente para dificultar la separación de la fase líquida. Finalmente, el hielo líquido se distribuye a través de la red de tuberías a las estaciones de entrega.
Sistema de control
La mezcladora es, como ya se dijo, el centro del sistema de hielo líquido. La computadora PLC en la mezcladora calcula la receta que proporciona la cantidad de cada fase que forma el hielo líquido: agua, salmuera y hielo. La receta da como resultado el hielo líquido que se solicitó ingresando la temperatura y el espesor (proporción de hielo). Cuando el tanque de almacenamiento indica nivel bajo, comienza la producción de hielo líquido. Primero, las fases líquidas fluyen hacia la mezcladora. Luego se inicia el contenedor de hielo (tornillos y transportador simultáneamente) para cargar hielo en la mezcladora. Cuando el lote está completamente cargado (de acuerdo con la estimación del mezclador), el contenedor de hielo deja de cargarse y comienza la mezcla en la mezcladora. Después de un período ajustable, el proceso de mezclado finaliza y el hielo líquido se bombea al tanque de almacenamiento de hielo.
Instalación
El sistema de hielo líquido de SIF fue ubicado dentro de una sala de refrigeración en la fábrica, como se indicó anteriormente. El artefacto fue ubicado y anclado al piso. Fue ensamblado y conectado al suministro de agua y electricidad del distrito. El sistema fue diseñado para mantener al mínimo la distancia entre cada unidad y hacerla accesible para su reparación. Es necesario mantener espacio alrededor del contenedor de hielo y la mezcladora en la parte frontal para que sea más fácil operar el sistema. La instalación de tuberías se realiza de acuerdo con la Figura 1. La tubería de agua del suministro del distrito se conectó a la mezcladora y al generador de salmuera. La tubería interna se encuentra entre la mezcladora y el tanque de almacenamiento de hielo líquido, y el generador de salmuera y la mezcladora, respectivamente. El sistema eléctrico está conectado de acuerdo con los procedimientos normales. Primero se conectaron los cables de alimentación y luego los cables de señal. La Figura 2 muestra la instalación del sistema en el sitio. El más alejado es el contenedor de hielo, luego viene la mezcladora con transportador (observe el transportador entre el recipiente de hielo y la mezcladora), al lado de la mezcladora está el generador de salmuera y luego viene el tanque de almacenamiento de hielo líquido de 6000 litros.
Figura 2: Sistema de hielo líquido SIF-France
El hielo líquido normalmente se produce con una temperatura ligeramente inferior al punto de congelación del agua pura. Por esta razón, el sistema de tuberías junta hielo en el exterior. Sin embargo, este efecto no se considera un problema.
Hielo convencional vs. hielo líquido
Hay dos opciones para elegir entre, en el presente, mantener a los peces frescos fríos por períodos, medidos en días o incluso algunas semanas. El hielo convencional es el método más conocido. Pero la otra es la solución de hielo líquido inventada más tarde. En el caso de SIF-France, el sistema de hielo líquido fue seleccionado para hacerse cargo del antiguo hielo convencional. La calidad del pescado almacenado se incrementó considerablemente. El pescado se enfría más rápido y se mantiene a una temperatura más baja durante el período de almacenamiento, mediante el uso de hielo líquido. También es importante tener en cuenta que se necesita menos masa de hielo utilizando hielo líquido en lugar de hielo convencional. En la Figura 3, es obvio que el hielo no está enfriando eficientemente al pescado. El hielo solo toca parcialmente al pescado. En la Figura 4 se muestra que el pescado está sumergido en el hielo líquido. Esto da como resultado un enfriamiento más rápido y una temperatura de almacenamiento más baja. El aspecto del pescado también está mejor protegido.
Figura 3: pescado almacenado en hielo convencional (hielo en escamas)
Figura 4: pescado almacenado en hielo líquido
Figura 5: Gráfico de temperatura en el centro del producto
Discusión
Este documento describe el sistema de hielo líquido en SIF-France. Pero esto es solo un caso. Los módulos de hielo líquido Formax hacen posibles varias configuraciones, tanto para la producción de hielo líquido como para muchas más aplicaciones en las que se necesitan procesos de mezcladora.