¿Cuáles son las operaciones y los servicios auxiliares en la industria alimentaria?

“Para el correcto funcionamiento de una industria alimentaria es muy importante la existencia de plantas de servicios auxiliares siendo las más relevantes: generación de calor, de frío, de energía eléctrica, de aire comprimido, tratamiento del agua de proceso y de aguas residuales, recogida, acondicionamiento y almacenamiento de residuos, almacenamiento de productos auxiliares y mantenimiento de equipos e instalaciones.”

La generación de calor

Las necesidades de calor en las industrias alimentarias se cubren en su mayor parte utilizando vapor de agua o agua caliente en función de las necesidades de la operación y del proceso. El vapor se produce en calderas de vapor y posteriormente se distribuye a través de tuberías a los distintos puntos de utilización en la planta.

Para generar el vapor o agua caliente se utilizan calderas emplazadas en locales separados, donde también se suelen ubicar los calentadores o acumuladores de agua caliente. Las calderas utilizadas pueden ser diferentes en su diseño y construcción, pero basadas en el mismo principio de operación.

En función del fluido caloportante que se necesite generar existen:

1. Calderas de vapor

2. Generadores de agua caliente

3. Agua sobrecalentada

4. Calefactores de aceite térmico

5. Calefactores de aire

La eficiencia térmica de los generadores de calor depende en gran medida de la aplicación y del tipo de combustible.

El agua empleada en la alimentación de las calderas no requiere condiciones higiénicas especiales, pero es necesario que el contenido en carbonatos y sulfatos sea bajo ya que si no es así se produce la formación de incrustaciones de sales en las calderas y tuberías de distribución.

Algunos ejemplos del tipo de combustible que más suelen utilizar son:

• Fueloil

• Gas natural

• Biogas

La generación de frío

En las industrias alimentarias existen unos requerimientos elevados de generación de frío para multitud de operaciones; principalmente en operaciones de refrigeración, congelación y secado en condiciones controladas. Se obtiene mediante evaporadores de expansión directa.

Algunas instalaciones poseen unidades de refrigeración con sistemas de recuperación de calor que toman el calor residual en forma de agua caliente.

Los condensadores pueden ser de agua helada o de aire frío.

La refrigeración se puede realizar de dos formas:

1. Directamente. Por expansión de un fluido refrigerante primario.

2. Indirectamente. Con el uso de un refrigerante secundario.

Los refrigerantes más utilizados son:

• Amoniaco

• Etilenglicol y agua

• R404 y R22 (HCFChidroclorofluorocarbonos)

La generación de energía eléctrica

La mayoría de las instalaciones utilizan la electricidad suministrada por la red de abastecimiento público. Si el suministro de energía no es estable, se debe contar con generadores de emergencia.

Algunas industrias disponen de instalaciones propias de cogeneración, produciendo tanto energía eléctrica como térmica y vapor.

La cogeneración in situ es una buena alternativa para los procesos industriales donde el uso de energía eléctrica y térmica está equilibrado.

Son sistemas que aprovechan o recuperan el calor residual de los gases de motores o generadores de energía eléctrica para la producción de vapor o agua caliente.

La generación de aire comprimido

El aire comprimido se suele utilizar para accionar los procesos de control neumático, presurizar e incluso para transportar materias pulverulentas.

Se necesita aire comprimido en varios puntos del proceso de sacrificio, para el funcionamiento de las herramientas de accionamiento neumático, siendo conveniente disponer de un sistema de aire comprimido general para toda la instalación.

En función de las necesidades, se dispone de uno o varios compresores, que pueden ser:

1. Alternativos (de pistón).

2. Rotativos (de tornillo).

Es importante efectuar un buen secado del aire comprimido y disponer de purgadores automáticos de agua en la red y en la unidad de mantenimiento de las máquinas.

El tratamiento del agua de proceso

El agua puede ser de procedencia subterránea, superficial o de red. El tratamiento del agua de proceso se realiza para satisfacer las prescripciones de calidad en una serie de operaciones de proceso, muchas de las cuales tienen unas exigencias técnicas individuales.

La calidad de agua empleada en la industria alimentaria debe ser la de agua para uso doméstico (R.D. 140/2003), especialmente en caso de que el agua entre en contacto directo con el producto.

Los distintos puntos de consumo de agua en una instalación requieren calidades específicas del agua, normalmente presentando bajos contenidos de dureza y cloro.

El tratamiento necesario para producir agua de calidad depende en gran medida de su procedencia, análisis y uso. Existen normas de aplicación por requerimientos legales.

Las distintas opciones de desionización son:

1. Intercambiador de iones. Métodos principales:

   1. Proceso intermitente.

   2. Proceso de columna.

Los intercambiadores catiónicos que se usan en el tratamiento de aguas son muy ácidos, es decir, contienen grupos activos fuertemente disociados y son capaces de intercambiar todos los cationes.

Las principales aplicaciones de los intercambiadores iónicos en el tratamiento de agua son:

• Ablandecimiento.

• Descarbonatación.

• Desmineralización.

2. Ósmosis inversa. La desionización mediante ósmosis inversa se basa en la semipermeabilidad de ciertas membranas que permiten, bajo el efecto de la alta presión, el paso del agua, pero no el de las sales, microorganismos e impurezas orgánicas debido a su mayor tamaño.

El rendimiento del permeado obtenido depende del tipo de agua de entrada. Para aguas duras el rendimiento es bajo.

Del agua original se obtienen dos corrientes:

• Pobre en sales (permeado).

• Rica en sales e impurezas (concentrado).

3. Electrodiálisis. La electrodiálisis es un sistema de separación de iones que utiliza membranas selectivas y que funciona al aplicar una diferencia de potencial a ambos lados de las mismas.

Los cationes y aniones del agua son atraídos hacia cada una de las membranas por la acción de un campo eléctrico generado por una corriente eléctrica directa.

Un tratamiento mínimo implica:

• Filtrado

• Desinfección

• Almacenamiento

Dependiendo de los requisitos de calidad, puede incluir:

• Descalcificación

• Desionización

• Filtrado con carbón activo

El almacenamiento de materiales auxiliares

La mayor parte de los productos químicos que se manejan en las industrias alimentarias suelen estar en estado líquido y gaseoso.

Las materias líquidas se suelen recibir a granel en cisternas o contenedores y a continuación se bombean a los depósitos de almacenamiento. Para cantidades pequeñas, los líquidos se pueden recibir también en contenedores a granel más pequeños o en bidones o garrafas.

Los gases como el O2, N2 y el CO2 se reciben y almacenan en depósitos especiales presurizados. Cuando se necesitan, para envasado de productos en atmósfera modificada, los depósitos se conectan al sistema de distribución correspondiente y se transportan por diferencia de presión.

Para facilitar un mayor control se tiende a centralizar el almacenamiento de las sustancias químicas en una misma zona. Esto va a estar condicionado por diversos factores:

• La necesidad de gran espacio de almacenamiento de algunas sustancias respecto a otras.

• La proximidad a los puntos de consumo.

• Las incompatibilidades químicas entre sustancias.

El mantenimiento de equipos e instalaciones.

El mantenimiento de los equipos e instalaciones es imprescindible para asegurar el correcto funcionamiento del conjunto de la instalación.

Durante las operaciones de mantenimiento se generan residuos:

• Envases

• Chatarras

• Residuos peligrosos

Las empresas suelen disponer de un Plan de Mantenimiento Preventivo documentado para el desarrollo planificado de estas operaciones.