PROCESO AUTOMATIZADO DE UNA PLANTA DE YOGURT

AUTOMATIZACION DE UNA PLANTA DE YOGURT

Objetivo General

Diseñar la automatización de una planta de yogurt definiendo cada uno de los procesos y los elementos en ella utilizados, haciendo énfasis en el tipo de sensores, así como también su aplicación y función dentro de la planta.

Objetivos Específicos

 Definir cada proceso dentro de la planta y como se desarrolla la automatización.

 Desarrollar un sistema integrado y funcional aplicable a una planta de procesamiento de yogurt

Alcance

Lo que se desea lograr es que el estudiante aplique sus conocimientos en la materia Sistemas de Automatización, diseñando una planta de yogurt, así como también desarrolle habilidades que le ayudaran en su profesión utilizando herramientas de todo tipo e investigando para obtener el resultado.

Proceso Industrial del yogurt

Se desarrollara una breve descripción del proceso productivo industrial del yogurt para luego explicar la automatización de la planta.

El yogurt es el producto de la leche coagulada obtenida por fermentación láctica producida por la acción de “Lactobacillus bulgaricus” y “Streptococcus thermophilus” en la leche pasterizada. Se utiliza otras especies de bacterias lácticas e incluso cepas de otros géneros, como “Bifidobacterium” para a producción de leches fermentadas. Puede prepararse con leche de cabra, de oveja y de burra, aunque el más extendido es el de vaca. Se parte de leche normalizada en su contenido graso y pasterizada para evitar contaminaciones microbianas.

La leche llega hasta la planta de tratamiento en camiones cisternas, en tanques o cantaras. Los tanques son de acero inoxidable. La capacidad de un tanque de almacenamiento es de 1000 litros y del resto de tanques son 500 litros. A la llegada de la leche a la planta se toman muestras de análisis de calidad y determinación de contenido graso y proteico. La leche se almacena en condiciones refrigeradas hasta la entrada en línea, así se garantiza la leche hasta su tratamiento.

La leche cruda se almacena temporalmente en tanques refrigerados• Se filtra para eliminar los solidos extraños y se clarifica para eliminar suciedades y coágulos de proteínas. Se procede a un desnatado (separa la nata de la leche) y se ajusta el contenido graso final de la leche. Se somete a una homogeneización (reduce el tamaño de las partículas y las distribuye uniformemente mejorando la emulsión)

Se procede al tratamiento térmico de estabilización microbiológica, que en función del tiempo y temperatura que puede considerarse pasterización, esterilización o tratamiento UHT. Se almacena en condiciones refrigeradas hasta su envasado.

En el tratamiento térmico, el objetivo es la destrucción casi total de microorganismos y la inactivación en mayor o menor grado de enzimas lácteos, en función de la temperatura-tiempo utilizado en el tratamiento térmico se distingue: Pasterización que es capaz de destruir el agente transportador de la tuberculosis de 15 a 30 segundos a 72-85ºC. No garantiza la destrucción de todos los gérmenes por lo que su conservación debe mantenerse refrigerada hasta su posterior uso.

La esterilización es un tratamiento térmico capaz de destruir todos los microorganismos patógenos e inactivar las enzimas con 100 a 120ºC durante 20 minutos. La leche se calienta en los mismos tanques térmicos y son controlados por diferentes sensores (temperatura, presión, ph).

La incubación es realizada en tanques de fermentación y una vez finalizada el yogur se enfría y se envasa. El enfriamiento del yogur paraliza las reacciones fermentativas• Encontramos dos sistemas de refrigeración. El enfriamiento se produce tras la fermentación y antes del envasado se puede enfriar rápidamente el yogur una vez incubado utilizando cambiadores de placas.

Para el envasado se utilizan envases de poliestireno con tapas laminadas de aluminio recubierto de polietileno sellable con calor.

FIG. 1 Diagrama de flujo del proceso de industrialización del yogurt.

Proceso automatizado de la planta de yogurt

A continuación se detalla cada uno de los procesos automatizados y de toda la planta en sí.

La planta consta de una estación de control y supervisión, la misma que tiene línea de vista hacia todo el lugar y el personal. Se utiliza un sistema SCADA de la marca Siemens SIMATIC Win CC Version 7.2, que tiene como características principales, el acople a 18 servidores, mejoramiento del sistema de archivos, etc. Y su visualización en la pantalla del computador es algo parecido a lo que muestra la Figura 2. El dispositivo que se encarga de recibir las señales de los sensores y de enviar órdenes procedentes del Win CC es un controlador Sipart DR 21 de Siemens, el cual se ajusta a las necesidades de la planta.

FIG.2 Pantalla de SIMATIC Win CC de Siemens

Para describir la automatización se empezara por el traslado de la leche a los dos tanques de 1000 litros interconectados entre sí. Los distribuidores de leche mediante acoples y mangueras se conectan para descargar el producto, una vez acoplado y ajustado se enciende con botón de marcha la bomba, a la cual se la integro un flujometro para llevar el control de la cantidad suministrada para el personal de planta, la leche llegara a los tanques receptores por tuberías de acero inoxidable y llevan por dentro varios filtros que no permitirán el paso de suciedades o elementos extraños a los tanques.

Los tanques tienen sensores de nivel tipo ultrasónico, que informan a la estación de control la cantidad recibida y la cantidad total del tanque receptor. Los tanques mantienen una temperatura de 20 °C sensada por el STRANS TH100 que posee aislamiento galvanico que a su vez envía la información al controlador. Los tanques poseen un sensor de acidez (ph) y un sensor de presión, los cuales mantendrán alerta en caso de que ocurra algo con el producto, el mismo que debe mantener las condiciones adecuados para el proceso.

En caso de que la temperatura de alguno de los tanques de acopio llegase a sobrepasar los 23°C se accionara una alarma en el HMI para que el personal de mantenimiento realice las correcciones respectivas y también se accionara una bomba en conjunto con servo-válvulas que se encuentran conectadas eléctricamente

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