Técnica de procesos para la industria de zumos de frutas y de materias primas

Innovative Engineering –Quality in Line.

GEA Process Engineering

GEA TDS GmbH

GEA TDS …… se ha consolidado a nivel

internacional como especia-

lista en tecnología de proce-

sos, optimizada tanto desde el

punto de vista técnico como

económico, para el tratamiento

de leche, zumos y alimentos.

Disponemos de los conocimientos

necesarios para la fabricación de ins-

talaciones higiénicas, asépticas y esté-

riles para la producción de productos

líquidos. GEA TDS ofrece además, tan-

to en la ejecución de proyectos como

en el servicio al cliente, asesoramien-

to internacional y tiempos de respues-

ta cortos gracias a la presencia in situ.

Evidentemente, también en el servicio

postventa. Gracias a la competencia

y experiencia de nuestros equipos de

profesionales, podemos ofrecer solu-

ciones técnicas individualizadas adap-

tadas a los requisitos del cliente.

Sus productos para la industria de

zumos de frutas y de materias primas:

■ Zumos de frutas con o sin pulpa

■ Néctares/zumos de frutas

■ Desayunos líquidos/zumos revitali-

zantes

■ Bebidas no alcohólicas, con gas y sin

gas

■ Bebidas isotónicas/para deportistas

■ Bebidas energéticas

■ Tés helados

■ Materias primas/concentrados

■ Aromas/emulsiones/ingredientes

Nuestra técnica de procesos para la

industria de zumos de frutas y de

materias primas:

■ Líneas de proceso completas

■ Pasteurizadores tipo flash

■ Válvulas, bombas, componentes

■ Técnicas de desgasificación

■ Instalaciones de mezclado

■ Intercambiadores de calor tubulares

■ Intercambiadores de calor de placas

■ Instalaciones CIP (cleaning in place)

■ Homogeneizadores

■ Automatización de procesos e inte-

gración

■ Ingeniería, montaje y servicio

Técnica de procesos para la industria

de zumos de frutas y de materias pri-

mas:

■ Refrigeración de concentrados

■ Calentamiento del fermentado

■ Equipamiento del almacén de depó-

sitos

■ Instalación de evaporación

■ Elaboración de aromas

Intercambiador de calor de placas VARITHERM® N40, potencia 24 m3/h

Instalación CIP

Instalación de pasteurización tipo flash (RWT) para zumos de frutas, potencia 20 m3/h

Dosificación en línea

32

Ingeniería de procesos¿Está planeando una insta-

lación de zumos de frutas

completa, una nueva sala de

máquinas o una ampliación?

Ya sea para planificar una ins-

talación nueva o para modi-

ficar o modernizar instalacio-

nes de procesado existentes,

los ingenieros de GEA TDS se

encuentran a su disposición

con su extensa experiencia.

En GEA TDS nos encargamos de los

proyectos de principio a fin: desde el

desarrollo de isometrías y la ingenie-

ría de detalle hasta la especificación

de las clases de tuberías y la ejecución

del proyecto, ya sea in situ, en las ins-

talaciones del cliente o en nuestro cen-

tro tecnológico. Gracias a la integra-

ción en la ingeniería internacional del

grupo GEA, disponemos de unidades

y módulos de fabricación propia que

podemos combinar para ofrecerle una

técnica de procesos de alta calidad.

La utilización de modernas herramientas

CAE en todo el proceso de la ingeniería

de detalle pertenece, desde hace mucho

tiempo, a nuestro quehacer diario.

Concentrados

Sirope

Azúcar cristalizadoPasteurización

Licuado

Recepción

Expedición

Almacenaje

Almacenaje

Almacenaje

Filtro

Licuado

Pequeños componentes

Esquema de una instalación de mezclado continua

Pasteurización / desgasificación / homogeneización

Pasteurización

Depósito aséptico

Instalación de llenado

Pasteurización

Mezclado

Premezcla Producto elaborado

Gasificación

Desgasificación del agua

MezcladorHomogeneizador Desgasificación

Almacenaje

La ingeniería de detalle de GEA TDS

comprende lo siguiente:

■ Planificación de instalación y coor-

dinación detallada

■ Inventariado in situ

■ Diagramas de tuberías e instrumen-

tación

■ Posicionamiento

■ Registro de materiales y especifica-

ción técnica

■ Definición de las interfaces

■ Diseño de la técnica de MCR

■ Descripción técnica de los procesos

■ Aseguramiento y control de la calidad

■ Supervisión de plazos

■ Control de costes

■ Supervisión de obra y de montaje

■ Puesta en funcionamiento de com-

ponentes de la instalación

■ Supervisión de la puesta en funcio-

namiento

■ Acompañamiento técnico de la pro-

ducción

■ Optimización de procesos

■ Documentación

Nuestros puntos fuertes en las áreas

de proyección e ingeniería son:

■ Planificación de diseño

■ Respaldo en la planificación de

autorizaciones

■ Planificación previa y esquemas

■ Diseño de la técnica de procesos

■ Elaboración de documentación para

la licitación de instalaciones de pro-

cesado

54

MezcladoUno de los pasos productivos

principales en la industria de

los zumos de frutas y de mate-

rias primas es el mezclado del

producto. En este proceso se

mezclan cada una de las mate-

rias primas, en sus correspon-

dientes proporciones, para dar

lugar al producto final.

El mezclado de base se realiza en un

proceso por lotes, es decir, se produce

una cantidad determinada de un pro-

ducto determinado. Para determinar el

peso exacto de los componentes indi-

viduales se pueden usar balanzas o

caudalímetros de masa. Hoy en día, en

la industria de los zumos de frutas, es

más usual usar los segundos. El mez-

clado de productos con balanzas se

usa para mezclas en las que se jun-

tan muchos componentes en pequeñas

cantidades.

GEA TDS ofrece, con el sistema GEA

Varimass, el instrumento ideal para la

mezcla de productos mediante cauda-

límetro de masa. En el sistema Vari-

mass, los componentes individuales se

conectan a una batería de válvulas con

la correspondiente cantidad de rama-

les de mezclado y se registran las can-

tidades mediante caudalímetros de

masa.

Las materias primas se conducen a la

batería de válvulas de forma indivi-

dual o desde depósitos, dependiendo

de los requisitos del cliente. Las canti-

dades pequeñas (sólidos, aromas, etc.)

preparadas con antelación, así como la

mercancía de la estación de contenedo-

res, se transportan a la batería de vál-

vulas de mezclado en función de las

proporciones indicadas en la receta.

Gracias a sus válvulas de doble asien-

to VARIVENT® resistentes a golpes

de presión, este modelo de batería de

válvulas ofrece una gran flexibilidad.

El empleo de este modelo y el acciona-

miento de elevación integrado de las

válvulas permiten limpiar las tuberías

de mezclado y de componentes al mis-

mo tiempo que se realiza la mezcla.

En el mezclado del producto con téc-

nicas de pesaje, las diferentes tuberías

de componentes se conectan direc-

tamente a uno o varios depósitos de

pesaje. En estos depósitos se pesan,

uno tras otro, cada uno de los compo-

nentes y se transportan a los corres-

pondientes depósitos de mezclado.

Una variante del mezclado con técnica

de pesaje es la de equipar los depósitos

de mezclado con células de pesaje.

Estación de diluciónAdición manual

Área de depósitos

Batería de válvulas de mezclado

Agua

Opciones

Mezclador PasteurizaciónInstalación de llenado

Sirope

Recepción

Agua

Agua

Balanza

Cantidades mínimas

Área de depósitos de mezclado

Mercancía en contenedores

Esquema del mezclado

Otra variante del mezclado del

producto es la tecnología de

mezclado en línea continua.

En este tipo de proceso se mezclan los

ingredientes individuales de la rece-

ta o los semiconcentrados directamen-

te antes de la elaboración del producto

final. Gracias a esta tecnología se pue-

de aumentar la capacidad de los ingre-

dientes individuales o del producto

final.

La optimización de la instalación de

mezclado y su adaptación a las nece-

sidades del cliente elevan la efectivi-

dad y la seguridad productiva del mez-

clado del producto. Características

flexibles, capaces de adaptarse a las

cambiantes exigencias del mercado,

contribuyen a su vez a producir de for-

ma rentable. Nuestra meta es elaborar

y ofrecer conceptos de instalaciones

optimizadas y adaptadas a las necesi-

dades individuales del cliente.

Área de depósitos Dosificación de cantidades pequeñas

Batería de válvulas de mezclado

Dosificación en linea

76

Instalación de pasteurizaciónTanto en los zumos de frutas

como en las materias primas

para bebidas, la conservación

durante un periodo largo es

imprescindible. Ésta debe ser

alcanzada de forma rentable y

con la menor pérdida de cali-

dad posible.

Para alcanzar esta meta, el producto es

tratado térmicamente, pasteurizado.

La pasteurización se realiza mediante

una instalación de pasteurización tipo

flash. En el pasteurizador tipo flash,

el producto se calienta brevemente a

la temperatura requerida y se vuelve a

enfriar rápidamente.

Para conseguir que el producto alcan-

ce la temperatura de pasteurización

deseada, se usan intercambiadores de

calor tubulares o de placas. El diseño

de la instalación se realiza en fun-

ción del producto que se va a calentar.

El correcto diseño de las instalaciones,

así como la selección de los compo-

nentes, permite el tratamiento de los

siguientes productos:

■ Smoothies

■ Zumos y bebidas de frutas con o sin

pulpa y CO2

■ Zumos de verduras

■ Materias primas para bebidas

■ Fermentados

Desgasificación por vacíoPara evitar mermas de calidad

por oxidación, durante la pas-

teurización del producto se

realiza una desgasificación par-

cial por vacío.

El producto llega, a una temperatura

entre 55 y 60 °C, al depósito de desga-

sificación a través de una válvula de

choque desarrollada específicamente.

En éste se extraen del producto gran

parte de los gases. Los aromas arras-

trados se recuperan mediante enfria-

dores tubulares y se reconducen al

producto.

Instalación de pasteurización 30m³/h de potencia

HomogeneizaciónLos homogeneizadores de alta

presión y los micronizadores de

GEA Niro Soavi reflejan los últi-

mos desarrollos constructivos y

presentan resultados extraordi-

narios en lo referente a poten-

cia y fiabilidad.

El rango de potencia oscila entre 10 l/h

y 50.000 l/h con presiones de ser-

vicio constantes de hasta 1500 bar.

Para casos de aplicación especiales se

pueden alcanzar presiones de homoge-

neizado de hasta 2000 bar.

Los modelos Ariete pueden procesar

los productos con una temperatura de

hasta 180 °C. Los requisitos de funcio-

namiento especiales, como p. ej., como

el mantenimiento de determinadas

condiciones higiénicas y asépticas, o el

tratamiento de líquidos abrasivos, vis-

cosos o corrosivos, se cumplen ya con

la gama estándar.

En la técnica de procesos asép-

tica, la seguridad del produc-

to es la máxima prioridad.

Los depósitos asépticos se

usan en la industria alimenta-

ria para el almacenaje o como

depósitos búfer.

En la producción de bebidas

con gas (CO2), la gasificación

se integra en el concepto com-

pleto de la línea.

El almacenaje aséptico evita la recon-

taminación del producto y favorece

una larga conservación y estabilidad.

Tras el calentamiento es necesario

someter el producto a un tratamiento

higiénico. Antes del llenado, los depó-

sitos asépticos pueden realizar una

función de búfer dentro del proceso.

GEA TDS ofrece instalaciones para la

gasificación de bebidas. En este proce-

so se añade CO2 al producto. Este pro-

ceso continuo se puede incorporar al

proceso completo antes o después del

intercambio de calor.

Depósito aséptico

Gasificación

98

Depósito aséptico

Instalación de gasificación

Homogeneizador

VARITHERM® Intercambiadores de calor de placasUna parte esencial de las

instalaciones de procesado la

componen los intercambia-

dores de calor de placas para

enfriar, calentar y pasteurizar.

Los intercambiadores de calor

de placas de GEA TDS se ins-

talan dependiendo de la confi -

guración de la instalación.

Como módulo esencial en la técnica de

procesos térmicos, el intercambiador

de calor de placas es uno de los compo-

nentes de peso en este tipo de instala-

ciones. El diseño y el desarrollo se ajus-

tan de forma continua a los requisitos

de un mercado cambiante y a sus ten-

dencias.

Principales ventajas:

■ Tratamiento de productos con conte-

nido de pulpa

■ Buen intercambio de calor, es decir,

se necesita poca superficie de inter-

cambio y, por tanto, poca inversión

■ Elevada recuperación de calor (has-

ta 96 %), lo que redunda en menores

costes de energía

■ Espacio de montaje pequeño, gracias

a una gran superficie de intercambio

de calor en un espacio muy reducido

■ Adaptación a parámetros de poten-

cia cambiantes por ampliación o

reducción, es decir, gran flexibilidad

■ Tiempo de estancia corto del produc-

to en el sistema de tratamiento tér-

mico

Modelo VARITHERM®

Las placas VARITHERM® se usan para

el tratamiento térmico de:

■ Productos claros o turbios, con y sin

CO2

■ Productos fibrosos, con long. máx.

de 0,5 mm a 1 mm.

Existen diferentes tipos de placas para

escoger:

■ Placas en H con relieve en forma de

raspa horizontal, para una alta efi-

ciencia térmica.

■ Placas en V con relieve en forma de

raspa vertical, para una menor pér-

dida de presión.

■ Placas M y P con relieve de raspa en

V, para una mayor resistencia a la

presión diferencial.

Modelo N de caudal libre

La placa N de caudal libre es la elección

idónea para:

■ Productos claros, turbios y fibrosos.

■ Hasta aprox. 5 mm de longitud y

1 mm de diámetro.

Modelo H

Modelo V

Modelo M/P

Modelo N de caudal libre

VARITUBE®

Intercambiadores de calor tubularesVARITUBE® S – monotubo, para el

intercambio de calor indirecto durante

el tratamiento de productos con trozos

grandes, apto para la limpieza de tube-

rías por raspado (pigging).

VARITUBE® M – el multitubo con

intercambio de calor indirecto, apto

también para productos con trozos de

longitud hasta aprox. 18 mm.

VARITUBE® P – para el intercambio

de calor directo producto/producto de

cualquier aplicación.

VARITUBE® SK – para el intercam-

bio de calor directo producto/produc-

to de productos fibrosos de longitudes

hasta 30 mm.

Principio de funcionamiento: los ele-

mentos de flujo patentados, montados

en la placa tubular, se encargan de una

aceleración y flujo transversal adiciona-

les que evitan la sedimentación de sus-

tancias fibrosas. De esta forma se logran

tiempos de producción más largos.

VARITUBE® HS – multitubo con

intercambio de calor indirecto, usado

sobre todo como calentador de agua

o CIP.

VARITUBE® E – multitubo con inter-

cambio de calor indirecto, usado sobre

todo como calentador de agua o CIP

para potencias térmicas medias y cau-

dales de hasta 165 m3/h.

El intercambiador de calor

tubular VARITUBE® es idóneo

para el tratamiento térmico de

productos, incluso los de alta

viscosidad, así como para pro-

ductos con contenido sólido

(trozos enteros, pulpa o fibra).

El sistema VARITUBE® se monta

en sistemas de calentamiento,

refrigeración y asépticos.

VARITUBE® S y M, tubos interiores lisos y corrugados

VARITUBE® P

VARITUBE® SK

VARITUBE® HS

VARITUBE® E

Sección del VARITUBE® SK

1110

Automatización e integración de procesosEl aseguramiento de la cali-

dad y el incremento de la pro-

ductividad son razones para

una creciente automatiza-

ción. De esta forma se redu-

cen tanto la plantilla como los

tiempos de parada en pro-

ducción, al tiempo que se evi-

tan fallos de manejo. Las ins-

talaciones están diseñadas de

forma que todos los paráme-

tros relevantes para el proce-

so de fabricación se contro-

len, supervisen y documenten

automáticamente.

ca desde controles independientes

hasta la automatización de instala-

ciones en red, con sus correspondien-

tes sistemas de información y gestión.

Los controles de las máquinas, p. ej.

para el filtro, el homogeneizador o la

máquina llenadora, se pueden incor-

porar de forma homogénea a la auto-

matización general a través de la red

de topología de bus.

En la automatización únicamente se

incorporan los estándares industria-

les actuales. Así, la automatización de

los procesos de producción por lotes se

realiza acorde con la norma ISA-S88a,

como factor destacado de una produc-

ción clara y transparente.

Para la adaptación de instalaciones de

producción existentes a automatizacio-

nes de nueva generación, p. ej. la susti-

tución de la visualización o el cambio

de una S5 por una S7, ponemos a su

disposición estrategias de migración

que permiten un reequipado seguro

sin que sea necesario parar la produc-

ción.

Manejo y visualización de procesos

A la hora de diseñar las interfaces de

usuario, ponemos especial hincapié en

una estructura lógica que permita una

navegación intuitiva por los menús.

El usuario recibe información de for-

ma rápida y completa, al tiempo que

se siente seguro en el sistema.

GEA TDS ofrece una amplia gama

de soluciones innovadoras para la

automatización de procesos. Abar-

Documentación y optimización de

procesos

El sistema de control permite el regis-

tro simultáneo de valores de medición

y de estados de conmutación, consi-

guiendo de esta forma la transparen-

cia necesaria para la optimización de

procesos.

El registro de datos de medición se

complementa con un registro de even-

tos (una base de datos) que permite

un análisis práctico de éstos. El regis-

tro histórico se puede usar perfecta-

mente para protocolizar lotes indivi-

duales o producciones completas.

Informes y seguimiento inverso de

lotes

Los datos de proceso se transmiten en

línea a una base de datos SQL, la cual

ha sido ampliada con potentes herra-

mientas de análisis:

■ El generador de informes parame-

trizable permite la configuración de

informes específicos para una apli-

cación.

■ Mediante el seguimiento de lotes,

gráfico o tabular, se puede reali-

zar un seguimiento inverso según

la norma EU 178/2002. El enfoque

estandarizado permite la introduc-

ción de un seguimiento inverso del

lote en pasos asequibles y con una

inversión asumible.

Se puede acoplar a sistemas ERP

(Enterprise Resource Planning),

como por ejemplo a módulos SAP.

Curva CIP

Señales pasteurizador flash

Monitorización

Login

Recepción

Mezclado del zumo de frutas

1312

La gran variedad de productos

y procesos exige el plantea-

miento de soluciones diferen-

ciadas en la limpieza de las

instalaciones de procesado.

Las instalaciones CIP se pueden incor-

porar, enfocadas a la higiene, de for-

ma variable para diferentes procesos

de limpieza dentro de la producción.

La utilización de una moderna insta-

lación CIP permite un aseguramiento

óptimo de la calidad y aumenta la cali-

dad del producto.

GEA TDS siempre encuentra la solu-

ción óptima entre química, mecánica,

temperatura y tiempo de aplicación;

todo ello sin perder de vista ni los tiem-

pos de parada, ni el medio ambiente.

Instalaciones CIP de limpieza por

lotes

Estas instalaciones CIP están com-

puestas por diferentes depósitos de

limpieza para agua potable, detergen-

te y agua de enjuagado. El tamaño

de la instalación o de los depósitos se

adapta a los ciclos de limpieza necesa-

rios. La cantidad de sistemas de lim-

pieza determina la frecuencia de lim-

pieza, la sincronización y la cantidad

de objetos. Los sistemas se ajustan a

las metas, desde el punto de vista de la

técnica de procesos.

Sistema de limpieza de uso único con

ECOCIP

El sistema está compuesto por un

depósito de detergente con una solu-

ción lista para ser usada, montado en

una base. Se hace circular el deter-

gente, calentándolo hasta alcanzar la

temperatura de servicio. La medición

de conductividad y la dosificación en

línea de concentraciones son las encar-

gadas del dosificado del detergente

necesario. El rendimiento de limpie-

za se ajusta mediante programación.

Los módulos CIP se pueden integrar

de forma rápida y sencilla en el proce-

so y ofrecen soluciones óptimas para

productos complicados.

Instalaciones CIP (cleaning in place)

Instalación CIP de limpieza por lotes

Estación CIP

Línea de llenado aséptica

Obviamente, GEA TDS se

encarga del montaje de la ins-

talación completa. Ponemos

a su disposición una exten-

sa oferta de servicios duran-

te todo el ciclo de vida de sus

instalaciones. Nuestra meta

siempre es maximizar la pro-

ductividad y la rentabilidad del

explotador.

Con GEA Procomac nos adap-

tamos a las necesidades de la

industria de bebidas de encon-

trar una solución global estan-

darizada. GEA Procomac, cerca

de Parma (Italia) es uno de los

fabricantes líderes a nivel mun-

dial en la técnica de llenado

aséptica en frío.

Nuestro amplio programa postven-

ta le ofrece una asistencia continuada.

Comprende, entre otras, prestaciones

de servicio y de mantenimiento inme-

diatamente después de la entrega.

Nuestro servicio al cliente incluye

también contratos de inspección y

mantenimiento individualizados para

asegurar un funcionamiento sin fallos

de la instalación y para mantener la

función y la fiabilidad durante años.

El negocio central es la ingeniería,

producción e instalación de líneas de

llenado completas para la industria

de bebidas. Esto engloba tanto el área

tradicional como el sector aséptico.

El porcentaje de líneas de llenado

asépticas representa aproximadamen-

te el 70 % de todas las instalaciones

entregadas.

Fabricamos líneas completas de llena-

do de la más alta calidad, desde la tec-

nología de procesado hasta la de enva-

sado, para diferentes productos como

zumos, tés, bebidas con y sin gas, pro-

ductos lácteos y agua.

Montaje y servicio postventa

Tecnología de envasado

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GEA Process EngineeringGEA TDS GmbHVoss-Straße 11/13 · 31157 Sarstedt · AlemaniaTel. +49 5066 990-0 · Fax +49 5066 990-163

Am Industriepark 2–10 · 21514 Büchen · AlemaniaTel. +49 4155 49-0 · Fax +49 4155 49-2724

Kruppstraße 3 · 48683 Ahaus · AlemaniaTel. +49 2561 8602-0 · Fax +49 2561 8602-130

www.gea-tds.comgeatds@geagroup.com

Innovative Engineering –Quality in Line.

Si desea más información sobre la técnica

de procesos de GEA TDS, visite nuestro sitio web

www.gea-tds.com.

La industria de los zumos de frutas y de materias primas produce una

amplia gama de productos. Lamentablemente no podemos describir

en el presente folleto todas las líneas de proceso disponibles. Si desea

información sobre una instalación concreta que no viene descrita en

este folleto, no dude en contactarnos.