¿Qué diseños modulares permiten la incorporación posterior de camisas de calentamiento/enfriamiento o sensórica adicional?
Una ampliación posterior de instalaciones de proceso con sensórica es, en muchos casos, fácilmente realizable. El reequipamiento posterior de una camisa de calentamiento o de enfriamiento es, en cambio, considerablemente más laborioso y no es una simple cuestión de una construcción modular. En particular con recipientes a presión, instalaciones de vacío o aparatos de proceso higiénicos, cada modificación constructiva debe evaluarse desde el punto de vista estático, térmico y de seguridad técnica.
La sensórica adicional es la más sencilla de incorporar a posteriori cuando ya se han previsto conexiones de reserva en la fase de planificación. Son adecuadas, por ejemplo, las bridas ciegas, las conexiones de proceso higiénicas o los puertos de medición preparados para temperatura, presión, presión diferencial, humedad, nivel de llenado o sondas analíticas. Estas conexiones permiten el montaje de sensores adicionales sin necesidad de cortar posteriormente el recipiente o soldar nuevas conexiones. En las aplicaciones higiénicas, las conexiones de los sensores deben quedar a ras, ser aptas para la limpieza y estar diseñadas de modo que no se formen espacios muertos. Los sensores en los recipientes deberían montarse, en la medida de lo posible, a ras con la pared interior del recipiente.
También los tramos de tubería pueden ampliarse de forma modular. Las piezas intermedias instrumentadas, los carretes de medición o las piezas en T permiten, por ejemplo, la incorporación posterior de caudalímetros, sensores de conductividad, puntos de medición de temperatura o transmisores de presión. La condición es que se tengan en cuenta la longitud de montaje, la clase de presión, el material, el concepto de estanqueidad y la limpiabilidad. En las instalaciones aptas para CIP o SIP, la ampliación no debe generar zonas mal atravesadas por el flujo, ya que estas pueden perjudicar la limpiabilidad y la validabilidad.
Las construcciones en skid y en bastidor facilitan sobre todo la incorporación posterior de componentes externos. Entre ellos figuran los grupos de calentamiento o de enfriamiento, las bombas de recirculación, los islotes de válvulas, los filtros, los intercambiadores de calor, los condensadores, las bombas de vacío y los puntos de medición adicionales en la tubería. Una construcción de bastidor abierta y de fácil acceso crea espacio para estas ampliaciones y simplifica el mantenimiento, así como las modificaciones posteriores. Sin embargo, no sustituye la comprobación técnica necesaria cuando se pretende modificar el propio recipiente de proceso.
Una camisa de calentamiento o de enfriamiento solo puede añadirse de forma comparativamente sencilla cuando el recipiente ya se preparó para ello desde el principio. Son posibles, por ejemplo, segmentos de camisa previstos constructivamente, serpentines de medio tubo o una camisa exterior independiente e incorporable a posteriori. En la práctica, sin embargo, deben comprobarse el espesor de la pared, la presión de servicio admisible, la estabilidad al vacío, la dilatación térmica, las soldaduras, los apoyos, el aislamiento y la regulabilidad del fluido caloportador. Una camisa soldada a posteriori modifica la solicitación del recipiente y puede afectar a la conformidad con el diseño original del equipo a presión.
En los equipos a presión, una modificación sustancial puede hacer necesario que la instalación modificada deba evaluarse y documentarse de nuevo. Si los recipientes a presión o los conjuntos se modifican de tal modo que puede verse afectada su conformidad, para quien sea responsable de la modificación pueden surgir, en determinadas circunstancias, obligaciones de fabricante conforme a la directiva de equipos a presión. Por ello, la evaluación técnica debería realizarla el fabricante original o un organismo competente.
En el lado de la automatización, las entradas y salidas libres, las estaciones de E/S descentralizadas, los cables de reserva, las reservas en el armario eléctrico y las interfaces de comunicación normalizadas facilitan la integración de sensores adicionales. También son importantes unas reservas de corriente suficientes, el grado de protección adecuado, la consideración de los requisitos ATEX, así como una adaptación del software de control, los límites de alarma, las formulaciones y la documentación de lotes.
La mejor capacidad de incorporación posterior surge de una planificación previsora. Los puertos de reserva, los espacios de brida libres, los tubos vacíos, las capacidades de E/S adicionales y las reservas de espacio en el skid deberían preverse ya en el diseño básico. La sensórica puede entonces incorporarse por lo general de forma económica. Para las camisas de calentamiento o de enfriamiento, en cambio, se aplica lo siguiente: una incorporación posterior es técnicamente posible, pero siempre debe planificarse, evaluarse y documentarse como una modificación constructiva del aparato de proceso.
Modularidad en las instalaciones amixon®
Las instalaciones amixon® se diseñan de forma específica para cada proyecto conforme a la especificación de requisitos de usuario (URS). Esto permite prever ya en la planificación conexiones de reserva, puntos de medición adicionales, capacidades de automatización libres y espacio para ampliaciones posteriores. Sin embargo, la capacidad real de incorporación posterior depende siempre de la forma constructiva, el material, la clase de presión, el diseño del vacío, el concepto higiénico y la automatización existente.
La sensórica adicional suele ser, por lo general, la más sencilla de incorporar a posteriori. La condición son las conexiones de proceso, las bridas ciegas, los puertos de medición existentes o posiciones de montaje adecuadas en las tuberías. A través de ellos pueden registrarse, por ejemplo, la temperatura, la presión, la presión diferencial, el nivel de llenado, la humedad u otras magnitudes de medición cercanas al producto. En las aplicaciones higiénicas, los puntos de medición deben ejecutarse aptos para la limpieza, con pocos espacios muertos y acordes con el concepto de estanqueidad y de materiales correspondiente.
También la automatización puede prepararse de forma modular. Las entradas y salidas libres, las estaciones de E/S descentralizadas, los cables de reserva y las interfaces de comunicación normalizadas facilitan la integración posterior de sensores adicionales, unidades de dosificación o dispositivos de seguridad. Sin embargo, tras una ampliación deben adaptarse el software de control, los límites de alarma, las formulaciones, la documentación de lotes y, en su caso, la documentación de validación.
Camisas de calentamiento y de enfriamiento
Las camisas de calentamiento o de enfriamiento solo pueden considerarse de forma limitada como una simple incorporación posterior. En el VMT y el AMT, la cámara de mezclado y, según la ejecución, también las herramientas de mezclado pueden ejecutarse termorreguladas. Sin embargo, si una termorregulación puede añadirse a posteriori no es una cuestión estándar de modularidad, sino una modificación técnica del aparato.
Para una incorporación posterior deben comprobarse, entre otras cosas, la pared del recipiente, la presión admisible, la estabilidad al vacío, la dilatación térmica, las soldaduras, el material, los apoyos, el aislamiento, la potencia de calentamiento o de enfriamiento, así como el concepto de regulación. Si un recipiente existente se modifica mediante una camisa, serpentines de medio tubo o conexiones adicionales, esto puede afectar al diseño original del equipo a presión. Por ello es necesaria una comprobación por parte del fabricante o de un organismo competente.
Funciones ampliables
Según la ejecución básica existente, pueden añadirse, por ejemplo, adiciones de líquido, lanzas de dosificación, boquillas, rotores de corte, lanzas de lavado, tomamuestras, órganos de descarga o sensórica adicional. Si un módulo de este tipo puede incorporarse a posteriori debe comprobarse para la máquina concreta. Son determinantes la situación de montaje mecánico, la ejecución higiénica, la potencia eléctrica, la protección contra explosiones y los efectos sobre el comportamiento del proceso.
Una herramienta de mezclado o un rotor de corte puede, por ejemplo, modificar la intensidad de mezclado y la desaglomeración. Por ello, una ampliación de este tipo requiere no solo una comprobación mecánica de viabilidad, sino también una evaluación desde el punto de vista de la ingeniería de procesos con el producto original.
Ensayos y documentación
Antes de una incorporación posterior debería comprobarse si la ampliación prevista aporta el beneficio deseado. En ello son decisivos la calidad de mezcla, la evolución de la temperatura, el movimiento del producto, la limpiabilidad, el vaciado, el aporte de energía y, en su caso, la humedad residual. Los ensayos con el producto original pueden constituir la base para la selección de la sensórica, la potencia de termorregulación y los parámetros de proceso.
En las aplicaciones reguladas deben evaluarse además los efectos sobre la cualificación, la validación de la limpieza, el software, la documentación de lotes y la integridad de los datos. Una modificación sustancial en un equipo a presión o en una instalación de proceso higiénica puede hacer necesaria una nueva evaluación técnica y una documentación complementaria.