Conozca la evolución del procesado de alimentos y bebidas a través de los ojos de los expertos de Dennis Group.

Dennis Group engineers are constantly pushing forward, tackling one project after another. Each brings new challenges, and, often, new technologies or processes to master. We interviewed some of DG’s long-tenured engineers about the most significant shifts they’ve witnessed in the field and how they believe the industry might evolve next.

Mixproof Valves

Al igual que la cocina requiere muchos platos, el procesado de alimentos y bebidas requiere muchos equipos. Y al igual que en la cocina, todo ese equipo debe limpiarse. La limpieza in situ (CIP) es el método más utilizado para limpiar el interior de distintos tipos de equipos en la fabricación de alimentos y bebidas. Los sistemas CIP hacen circular fluidos de limpieza por los equipos sin necesidad de desmontarlos ni pararlos. El proceso CIP en sí fue una innovación revolucionaria cuando se desarrolló en la década de 1950, pero fue la introducción de las válvulas a prueba de mezcla lo que lo introdujo en la era moderna. Las válvulas de doble asiento, o a prueba de mezcla, permiten el flujo de dos fluidos diferentes al mismo tiempo sin riesgo de contaminación. Aunque se desarrollaron a finales de la década de 1970, esta tecnología no se incorporó a la fabricación de alimentos y bebidas hasta principios de la década de 2000. Con el tiempo, su implantación se convirtió en estándar en los sistemas CIP. Hoy en día, las válvulas mixtas tienen un enorme impacto en el procesamiento de líquidos.

Para apreciar realmente lo que esta innovación ha hecho por la industria de la restauración, debemos echar un vistazo al mundo que existía antes de las válvulas mezcladoras. El ingeniero de procesos Scott Hurd, uno de los primeros empleados de DG, nos dio una idea de cómo era la limpieza en algunas de las primeras instalaciones. "En los primeros proyectos no había válvulas para enrutar el CIP o el retorno del CIP", nos dijo Scott. "Tenían estaciones oscilantes en las que el operario tenía que hacer físicamente todas esas conexiones".

Durante el proyecto All-American Gourmet, en 1990, el Departamento de Agricultura de EE.UU. emitió directrices para que toda tubería "sanitaria" incluyera una conexión con abrazadera cada 6 metros y en cada cambio de dirección. "Los operarios debían desmontar manualmente el sistema e inspeccionar la limpieza de las tuberías y los accesorios en cada conexión", continúa Scott. "La eficacia dependía del operario". Steve Guericke, experto en procesamiento de productos lácteos, también recordó los tiempos anteriores a las válvulas mixtas, cuando era necesario cerrar todo un grupo de válvulas para lavar la línea, lo que suponía una pérdida de tiempo considerable.

Steve ha visto evolucionar sustancialmente esta tecnología en la industria, y señala que "la forma en que se diseñan, la forma en que se construyen, la forma en que se ven los arreglos, la forma en que están los puertos de ventilación, las tapas de control, todo es diferente de hace veinte años". Por aquel entonces, Steve estaba en el proyecto Dreyer's Bakersfield, donde Dennis Group fue uno de los primeros en utilizar válvulas mixproof para el control de alérgenos. En aquella época, las válvulas mixproof no se utilizaban habitualmente en el procesado de alimentos, por lo que este enfoque innovador para mantener los alérgenos separados fue uno de los factores que hizo que la enorme instalación de helados recibiera el premio a la Planta Alimentaria del Año 2004. Las válvulas Mixproof se siguen utilizando en los sistemas CIP de innumerables proyectos de DG, y se prevé un mayor desarrollo de la tecnología y sus usos. "Creo que hay un montón de pequeñas cosas ahí fuera para las que podemos utilizar [las válvulas mix proof] y para las que todavía no se están utilizando", dice Steve. "¿Hasta dónde podemos llevarlas? ¿Cómo podemos utilizarlas? Creo que habrá más cosas".

Automated Vehicles

En los últimos años, los robots han irrumpido en la fabricación de alimentos y bebidas a un ritmo acelerado, asumiendo un número cada vez mayor de operaciones: corte y troceado, preparación de pedidos y envasado, paletizado y manipulación de cajas, y mucho más. Muchos empleados de DG han asistido a ferias en las que los vendedores muestran relucientes equipos robóticos que prometen optimización y máxima eficiencia. Hemos hablado con Christy Starner, especialista en modelado de Dennis Group, sobre cómo ha visto evolucionar la robótica durante sus veintiún años de trabajo en el sector de la restauración. Según ella, se han producido cambios significativos en la robótica durante la última década, sobre todo en los vehículos automatizados, como los Vehículos Guiados Automáticamente (AGV) y los Vehículos Automatizados (AGV).
Robots móviles (AMR).

Los AGV son desde hace tiempo una solución para el transporte de materiales dentro de las instalaciones. Desarrollados por primera vez en la década de 1950 y convertidos en una solución de automatización ampliamente adoptada, los AGV siguen una ruta predefinida -guiados por raíles, cables o sensores integrados- para transportar artículos entre las zonas de procesamiento, almacenamiento y expedición. "Pero los AGV son algo limitados", nos dice Christy. "No funcionan bien si hay personas en el entorno. Aunque pueden utilizar sensores para detectar si hay obstáculos, no pueden modificar su trayectoria". Los AMR, en cambio, son un desarrollo más reciente que funcionan mejor en un entorno con personas y emplean una tecnología más avanzada.

Los AMR también ofrecen una mayor flexibilidad y adaptabilidad para el almacenamiento y la recuperación de palés. Mientras que el fallo de una sola grúa en un sistema de almacenamiento y recuperación automatizado (ASRS) tradicional puede bloquear el acceso a todo un pasillo, los AMR pueden añadirse o eliminarse de un sistema. Su capacidad de movimiento dentro de la estantería permite disponer de estanterías más densas y mayor capacidad de almacenamiento. "Las [grúas] tienen cierto valor porque han sido probadas y testadas", dice Christy. Ha estado trabajando en un proyecto con un importante procesador de productos lácteos en el que están estudiando la implantación de la tecnología AMR. Aún no se han comprometido con la tecnología AMR, ya que es inevitable considerar el riesgo que conlleva ser uno de los primeros en adoptarla. "Parte de la lucha consiste en ser uno de los primeros en adoptar la tecnología. Sabes que promete mucho, pero ¿puede realmente cumplir lo prometido? "Y esa es la preocupación del cliente sobre este sistema [AMR]".

Los AMR ya se utilizan ampliamente en Europa, y es probable que sólo sea cuestión de tiempo que se generalicen en la fabricación de alimentos y bebidas en Estados Unidos. Cuando se le preguntó por el futuro de la tecnología robótica móvil, Christy destacó el potencial de mejora de la colaboración entre robots y trabajadores humanos. "La principal área de mejora será su capacidad para trabajar con las personas", explicó, haciendo hincapié en la ventaja de los AMR para cambiar de ruta en comparación con los AGV. Se imagina los robots del futuro trabajando de forma segura junto a carretillas manuales, manteniendo la eficiencia. Con los robots móviles avanzando a toda velocidad, no parece que la innovación vaya a ralentizarse.

Controla

En los primeros tiempos de los sistemas de control, las instalaciones de alimentos y bebidas dependían de grandes paneles con interruptores manuales, diales y relés cableados. Desde entonces, los sistemas de control han avanzado mucho. La introducción de los PLC en los años 70, seguida de los sistemas SCADA y de control distribuido (DCS), revolucionó el sector al permitir a los operarios gestionar instalaciones enteras desde salas de control centralizadas. Más recientemente, los avances en la recopilación y almacenamiento de datos han entrado en escena. Chris Bryant, Ingeniero Senior de Automatización y Controles en DG durante más de quince años, destacó cómo el enfoque ha pasado de la simple automatización de procesos a la maximización de la extracción de datos para la eficiencia. "Antes era 'hacer que funcione', pero ahora es 'hacer que funcione lo mejor posible'", explicó.

Como ejemplo de lo mucho que han evolucionado los controles en alimentación y bebidas, Chris habló de un proyecto en el que está trabajando con una empresa de invernaderos que cultiva productos agrícolas. El cliente está colocando sensores directamente en las plantas para seguir sus reacciones a la temperatura, la humedad, la ingesta de agua y mucho más. Estos datos ayudan a la empresa a identificar las mejores condiciones para cultivar, por ejemplo, la fresa perfecta. Chris está trabajando con el cliente para establecer un espacio unificado de nombres para sus operaciones, una arquitectura de datos centralizada que recopila información de todos los sistemas y dispositivos de una instalación y sirve como única fuente de verdad para las operaciones de la instalación.

Por supuesto, la innovación conlleva nuevos retos. Muchos clientes de alimentación y bebidas recopilan ahora datos, pero el obstáculo es organizarlos y utilizarlos. Chris mencionó que antes solo las empresas de primer nivel tenían acceso a datos históricos, ya que eran costosos y se consideraban un lujo. A finales de la década de 2010, la recopilación de datos pasó de ser un lujo a convertirse en un estándar, y casi todos los clientes utilizan algún tipo de historiador y herramientas de procesamiento o análisis de datos en sus sistemas SCADA para agregar diversos tipos de datos.

Cuando se le preguntó por el futuro de los controles, Chris señaló que un cambio importante es la automatización del propio proceso de automatización. Observa un impulso en el sector para automatizar tareas de las que tradicionalmente se ocupaban los ingenieros de control, como las herramientas de inteligencia artificial que escriben el código del PLC. El objetivo, explicó Chris, es "agilizar el despliegue de la automatización para poder implementar en cascada nuevos equipos y sistemas para los clientes".

ESL/Procesamiento aséptico

El procesado aséptico se desarrolló a mediados del siglo XX. Funciona esterilizando tanto el producto como el envase por separado antes de combinarlos en un entorno estéril, lo que mejora la seguridad alimentaria y crea un producto con una vida útil prolongada. Este proceso se generalizó en las décadas de 1940 y 1950 con los avances en esterilización y envasado, y se aplica comúnmente a productos lácteos, zumos, sopas y salsas. El proceso ESL (Extended Shelf Life), introducido en la década de 1960, es una técnica similar pero se centra en prolongar la vida útil del producto reduciendo el crecimiento microbiano en lugar de lograr la esterilidad total. Ambos métodos ayudan a conservar una amplia gama de productos alimentarios.

Antes de la ESL y el procesado aséptico, el enlatado era la principal solución para suministrar alimentos "frescos" y estables a los consumidores. Sin embargo, el proceso distaba mucho de ser eficiente, ya que cada lata
requerían un calentamiento individual antes del llenado, lo que ralentizaba la producción. El procesamiento aséptico cambió las reglas del juego al permitir el bombeo continuo del producto, mejorando significativamente el rendimiento y racionalizando la producción para satisfacer una mayor demanda. También redujo la necesidad de distribuir la cadena de frío, ya que los productos podían conservarse a temperatura ambiente.

Hablamos con Kyle Kartchner, socio principal, sobre los procesos asépticos y su creciente presencia en el sector de la restauración a lo largo de los años. "Hoy en día, los productos asépticos y de caducidad prolongada son mucho más comunes que hace 20 años", explica Kyle. Los avances en esta tecnología han permitido una amplia gama de opciones de envasado, mucho más atractivas para los consumidores que una lata. Ahora los productos pueden adoptar formatos como bolsas, cartones, vasos, botellas y otros. Empresas como SunOpta utilizan estos procesos, envasando productos como leche de almendras y de avena en cartones estériles.

Se han producido numerosas mejoras en la tecnología ESL/aséptica desde su llegada al sector de la hostelería y la restauración, y siguen produciéndose avances. Kyle mencionó la pasteurización a alta presión (HPP), que ofrece un "paso de eliminación" sin procesamiento térmico significativo y, por tanto, no degrada los colores, texturas y sabores naturales del producto sensibles al calor. Cuando se le preguntó por los futuros avances de esta tecnología, Kyle señaló la gran cantidad de energía térmica que se utiliza en el procesado aséptico. "Hoy en día se apuesta mucho por el calor eléctrico en lugar del vapor generado por combustibles fósiles en la planta", nos dijo. El calor eléctrico podría generarse a partir de diversas fuentes y resultar una alternativa más eficiente desde el punto de vista energético. Parece que el procesado aséptico seguirá evolucionando, ofreciendo interesantes posibilidades para el futuro de la producción alimentaria, y no hay duda de que la DG interactuará con las nuevas innovaciones y seguirá creciendo
junto con la industria.