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Tratamiento y distribución de agua municipal

Badger Meter mejora el funcionamiento de la bomba en una gran planta de procesamiento de aves de corral

Planta de procesamiento de alimentos

Necesitaba mediciones de flujo precisas para prevenir problemas de bajo flujo con las bombas de lavado

Los medidores de flujo ultrasónicos de tiempo de tránsito Dynasonics® mejoran el rendimiento y la fiabilidad de las bombas de lavado

Todas las instalaciones de procesamiento de alimentos tienen requisitos de limpieza exigentes. El personal de la planta necesita una capacidad de lavado eficaz para aplicaciones como la limpieza y el saneamiento, el control de olores y la supresión de polvo.

La mayoría de las plantas de procesamiento modernas utilizan un sistema de limpieza central de alta presión que permite a varios operadores limpiar más rápido que con un sistema de baja presión. En el caso de las aplicaciones de lavado, este enfoque mejora la eficiencia al permitir a los operadores hacer el trabajo con menos agua y menos productos químicos, lo que ahorra dinero.

Las bombas de alta presión son un componente crucial de los sistemas de lavado de plantas. Las bombas deben funcionar de forma consistente dentro de las especificaciones del fabricante para asegurar el mayor nivel de rendimiento y fiabilidad y reducir los costos de su ciclo de vida a largo plazo.

Demandas operativas de la planta

Las plantas procesadoras de alimentos encuentran formas de conservar el agua y la energía haciendo ajustes en sus sistemas actuales o implementando nueva tecnología. Algunas plantas han añadido bombas o han cambiado a bombas de mayor capacidad en sus sistemas de lavado, y este equipo funciona con flujo y presión plenos cuando está en operación.

Una gran instalación de procesamiento de aves de corral en el sudeste de EE. UU. utiliza bombas de lavado dentro de sus plantas. Poco después de que se instalaran las bombas, una de las unidades se dañó internamente por un funcionamiento incorrecto. La bomba tuvo muy poco flujo durante un largo período de tiempo mientras el motor funcionaba a toda velocidad. Aunque la instalación incluye una pequeña línea de derivación, el funcionamiento de la bomba en condiciones de bajo flujo provocó la recirculación interna y la consiguiente acumulación de calor, lo que causó un fallo total.

El procesador de aves de corral pagó una factura de reparación de $8,500 por la bomba de alta presión dañada, cuya sustitución habría costado aproximadamente $23,000.

Valor de la medición de flujo

Las operaciones de la industria alimentaria no pueden permitirse el lujo de correr riesgos con bombas de lavado y otros equipos de circulación costosos. En este caso, el procesador de aves de corral intentó varios métodos para proteger sus bombas de las condiciones de flujo bajo. Una forma fue instalar sensores de presión y utilizar las lecturas de estos dispositivos como información para los controles de las bombas. Este método resultó ser problemático y, por lo tanto, había que encontrar otra solución.

Como la presión de salida de la bomba de lavado era bastante alta con las temperaturas calientes, se consideró la posibilidad de utilizar un medidor de flujo ultrasónico de pinza como alternativa a un medidor en línea tradicional, que habría requerido detener el sistema y un alto costo de instalación. Al utilizar la tecnología de pinza ultrasónica, el medidor de flujo pudo instalarse mientras la bomba estaba en funcionamiento.

Los medidores de flujo ultrasónicos de tiempo de tránsito miden la tasa de flujo mediante la propagación de ondas de ultrasonido en tuberías llenas de líquido y midiendo el tiempo de vuelo. Con la tecnología de sujeción, el medidor no es intrusivo, y su diseño proporciona ventajas como:

  • Reducción de los costos de instalación
  • Producción sin interrupciones
  • Instalación flexible en un amplio rango de tamaños de tuberías
  • Sin pérdida de carga
  • Sin contacto con el líquido interno
  • No tiene partes móviles para mantener
  • Permite realizar actividades de mantenimiento de rutina durante toda la vida del medidor sin tener que cortar las tuberías

Elegir el medidor correcto

El procesador avícola acudió a Voigt-Abernathy Co., uno de los principales distribuidores de equipos industriales rotativos y de proceso, para que le recomendara la solución adecuada para su aplicación de bomba de lavado. Como representante de la industria de procesos de Badger Meter para Georgia, Alabama y Tennessee, Voigt-Abernathy tiene mucha experiencia en el despliegue de la tecnología de medición de flujo en la industria alimentaria.

Voigt-Abernathy eligió instalar los medidores de flujo ultrasónicos Dynasonics® de tiempo de tránsito de Badger Meter en la planta de procesamiento de aves de corral. Estos medidores avanzados demostraron ser la respuesta al problema de bajo flujo de las bombas de lavado, reduciendo los costos de mantenimiento del procesador avícola y mejorando la confiabilidad de los activos.

El medidor de flujo ultrasónico de pinza Dynasonics TFX-5000 es la solución más reciente para la medición de flujos volumétricos que contienen líquidos limpios así como líquidos con pequeñas cantidades de sólidos en suspensión, tales como aguas superficiales o aguas residuales sin tratar. El medidor está disponible en una variedad de configuraciones para satisfacer los requisitos de aplicaciones particulares. Es fácil de usar y tiene diagnósticos útiles para eliminar las conjeturas de la programación. Dependiendo de la programación e integración en el controlador lógico programable (PLC), los usuarios pueden recibir alertas sobre condiciones de flujo fuera de las especificaciones y acceder a un historial con las alarmas y códigos de error y eventos más recientes. Además, el medidor de flujo admite una salida de codificador para utilizar con terminales celulares para conectar con el administrador de mediciones de flujo AquaCUE® o el análisis de medición avanzada (AMA) de BEACON®. Este software recoge mediciones a intervalos de 15 minutos que se cargan en la nube en un cronograma regular (hasta dos veces por día) para ayudar a rastrear y analizar la información sobre el agua y las aguas residuales.

El medidor de flujo TFX-5000 cuenta con una pantalla gráfica grande y fácil de leer y proporciona opciones de conectividad Modbus RTU, Modbus TCP/IP, BACnet MS/TP y BACnet/IP. La configuración y la resolución de problemas se realizan a través de un teclado opcional o mediante un cable Bus Universal en Serie (USB) que utiliza el software gestionador de dispositivo de flujo SoloCUE®. El medidor utiliza un sistema de seguridad de código de acceso de cuatro niveles para las aplicaciones que requieren el bloqueo de la unidad.

La operación de procesamiento avícola utiliza un paquete de control de bombas que consiste en un medidor de flujo ultrasónico Dynasonics de tiempo de tránsito que proporciona información sobre la tasa de flujo a un accionador de frecuencia variable (VFD). Esta solución de control evita que las bombas de lavado funcionen con un flujo demasiado bajo durante un período de tiempo prolongado y además pone en marcha una segunda bomba durante situaciones de gran demanda. Controla el funcionamiento de la bomba para que se ajuste a la demanda del sistema, lo que resulta en un ahorro significativo en los costos de energía.

Dentro del paquete de control de la bomba, un panel VFD doble y un único medidor de flujo ultrasónico funcionan conjuntamente para controlar la velocidad y el tiempo de funcionamiento de la bomba. En el modo automático, la bomba maestra funcionará a la velocidad seleccionada para alcanzar la presión deseada hasta que el medidor de flujo haya señalado una condición de bajo flujo durante un período de tiempo, lo que reducirá la velocidad de la bomba a una velocidad mínima o detendrá el sistema por completo. Si el medidor de flujo señala una condición de alto flujo durante un período de tiempo, se pondrá en marcha una segunda bomba para satisfacer la demanda. Si el flujo disminuye durante un período de tiempo, la segunda bomba se apagará y la bomba principal seguirá funcionando.

Beneficios para el rendimiento del sistema

Debido al éxito de esta aplicación, Voigt-Abernathy ha proporcionado al cliente múltiples paquetes de control que combinan los medidores de flujo ultrasónicos Dynasonics de tiempo de tránsito y los VFD. La bomba de lavado original equipada con este paquete ha estado en funcionamiento durante un largo período de tiempo sin fallos prematuros.

Los medidores de flujo de tiempo de tránsito ultrasónico permiten mejorar los diagnósticos para medir el flujo con precisión, ayudar a identificar los posibles problemas de funcionamiento de la bomba e iniciar programas de mantenimiento preventivo adecuados, extendiendo así la vida de los activos.

La experiencia ha demostrado que el empleo de una solución de control de flujo con un VFD para controlar la tasa de flujo de lavado ayuda a ahorrar energía y a prolongar la vida útil del equipo. El uso de controles para regular el volumen y la presión en el sistema de lavado permite a las plantas ahorrar agua mientras se realiza la limpieza, así como mantener con precisión las presiones requeridas en cada manguera del operador. Al adoptar estas medidas se puede lograr una mayor eficiencia y crear un impacto positivo en el resultado final.

Conclusión

Para las operaciones de procesamiento de alimentos, el uso de un innovador diseño de paquete de control para los sistemas de lavado a alta presión permite al personal de la planta dedicar más tiempo a satisfacer las demandas de producción y menos tiempo a preocuparse por el equipo.

La solución de medición de flujo instalada en una planta de procesamiento avícola de gran actividad, en la cual se combinan medidores de flujo ultrasónico de tiempo de tránsito y tecnología de accionamiento de velocidad variable, ha proporcionado un rápido retorno de la inversión. La solución permite que el sistema de lavado alcance tasas de flujo mínimas o que se apague completamente cuando la demanda es baja, sin riesgo de que el equipo sufra daños graves.

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