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Aplicaciones de la ingeniería en control y automatización en la industria cervecera
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Ejemplos de aplicaciones
Automatización Industrial Es la aplicación de diferentes tecnologías para
controlar y monitorear un proceso, maquina, aparato o dispositivo que por lo regular cumple funciones o tareas repetitivas, haciendo que opere automáticamente, reduciendo al mínimo la intervención humana.
EMBALA BOTELLAS DE CHAMPÁN Una célula de robot para evitar pérdidas y poder llegar
más profundo. Un robot saca las botellas de champán de los
recipientes y las coloca en una cinta transportadora que las lleva a los procesos de embalaje.
La genialidad de esta célula estriba en la sencillez de la herramienta de agarre, que utiliza una rampa de succión sin elemento móvil.
Al cambiar las botellas, el operario intercambia dos rampas y dos pesos, sin que sea necesaria ninguna herramienta.
ROBOTS KUKA PARA EL ENSAYO DE MATERIALES
Ensayo de materiales: determinar las propiedades mecánicas de un material.
Los robots que se emplean Zwick para el transporte de probetas; el robot se ocupa de llevar los objetos de ensayo de un lado a otro
Los ensayos de material requieren máxima precisión. Las más mínimas desviaciones de movimiento pueden modificar los valores característicos del material.
La alimentación en el foco de atención
La industria alimentaria es uno de los principales mercados de crecimiento de laindustria de la automatización.
Los robots ordeñan a las vacas, cortan el queso, clasifican los productos de panadería, envasan las lechugas, etc.
Cervecera
En la cervecería holandesa Bavaria, un equipo de diez robots Motoman se encargan de la recogida, el envasado y el paletizado de alrededor de 100.000 latas de cerveza por hora.
Detección automática de eventos de apnea-hipopnea durante el sueño basada en señales de esfuerzo respiratorio.
El síndrome de apnea-hipopnea del sueño (SAHS), se caracteriza por un cuadro de somnolencia, trastornos neuropsiquiátricos, metabólicos y cardiorespiratorios. Generalmente para su diagnóstico es necesario un estudio polisomnográfico (PSG),el cual es caro, laborioso y complejo.
Se propone utilizar señales obtenidas de un colchón sensorizado para la detección automática de eventos de apnea-hipopnea
Colchón sensorizado:
Es un colchón con sensores de presión integrados.
Algoritmo propuesto Debido a que ña señal respiratoria es afectada
por los movimientos corporales del paciente, para discriminar los movimientos, la señal respiratoria pasa por un proceso de eliminación de picos, el algoritmo consiste en la búsqueda de una reducción de la amplitud en forma adaptiva
Contaminación Ambiental
La Contaminación se define como la presencia de un materia químico, físico, biológico; nocivo para el ecosistema.
Los tres componentes del crecimiento y globalización de la actividad humana que han producido el máximo influjo en el ambiente son la agricultura, la energía y la industria.
Legislación Ambiental
El acta única europea, que regirá la política de la CE a partir de 1992, se ocupa del medio ambiente en dos lugares:
El articulo 100ª que trata de forma incidental el tema del medio ambiente y que servirá para promulgar las directivas que aproximen las legislaciones de los estados.
El articulo 130 que específicamente de refiere a la política de la CE en medio ambiente, y este servirá para que el consejo establezca decisiones pertinentes en esta materia
La ley de prevención y control de contaminación del ambiente se divide en capítulos que corresponden a: La contaminación de Aire La contaminación del Agua La contaminación de los suelos Sanciones
MéxicoNormas Ambientales
Aquí se cuenta con materias que regulan la contaminación; en dichas materias se contienen las normas correspondientes a cada ámbito de la contaminación y estas son las siguientes:
Aplicación en la industria cervecera
Cervecería Cuauhtémoc-Moctezuma
Con sede en Monterrey, Nuevo León, México, fue fundada en 1890. En la actualidad es una subsidiaria de Heineken International. Es propietaria de las marcas: Dos Equis, Sol, Bohemia, Superior, Carta Blanca, Noche Buena, Indio, Casta y Tecate entre otras.
Tiene una producción anual estimada de 2.5 millones de litros de cerveza. Cuenta con 6 fábricas y un aproximado de 16mil empleados.
1.Monterrey 2.Tecate 3.Toluca 4.Orizaba 5.Guadalajara 6.Novojoa
Procesos de elaboración Obtención de materia prima.
Remojo y germinación. Secado y tostado.
Molienda. Maceración o malteado.
Enfriamiento. Fermentación. Maduración.
Filtrado. Envasado.
Distribución
Sistema de automatización y control
• Obtiene información.
• Envía una señal.
Sensor
• Programa.• Interpreta la
señal.
Receptor • Ejecuta una acción.
Actuador
Obtención de materia prima
Remojo y germinación
Proceso en el que la cebada se combina con agua caliente por periodos mayores a 24horas, con esto se limpia la cebada y germina.
La malta es el producto resultante de un proceso natural de la cebada.
Secado y tostado
Molienda En la molienda, se trituran los granos de malta y de cereales
adjuntos.
Ventajas de los grandes diámetros de rodillos trituradores: Mejor alimentación Largo tiempo de contacto Protector para los rodillos Poco desgaste Mayor vida útil Mayor seguridad de
funcionamiento
Ventajas de los rodillos trituradores largos: Mayor rendimiento Mayor vida útil Mayor seguridad de
funcionamiento
Maceración
La harina de malta se combina con agua para conseguir el mosto por la atracción de las propias enzimas del grano, se le adiciona el lúpulo y al hervir le proporciona el característico sabor amargo a la cerveza.
Enfriado El mosto se filtra y se enfría a temperatura de fermentación mediante un intercambiador de placas, donde en contracorriente circula el mosto caliente y el agua helada, permitiendo disponer un mosto con una temperatura ideal para la siembra de levadura y a la vez inyección de aire estéril para facilitar el posterior proceso de fermentación.
Fermentación
El proceso de fermentación dura entre 6 y 7 días, se caracteriza por la formación natural de gas carbónico y alcohol, el proceso es exotérmico.
Maduración
En ésta etapa la cerveza se mantiene a temperaturas por debajo de 0°C. En este proceso se mantiene los tanques con presión para permitir la saturación del gas carbónico en el líquido, también se realiza la sedimentación de la levadura y proteínas en suspensión permitiendo la clarificación de la cerveza.
Filtración
Una vez terminado el proceso de la maduración se filtra la cerveza, a la temperatura de -1.5°C a través de filtros con ayudas filtrantes lo cual permite separar las materias insolubles.
Envasado y etiquetado
Las salas de envasado cuentan con modernas llenadoras para botellas de vidrio, envases de aluminio y barriles. Después del llenado y coronado, la cerveza envasada es pasteurizada mediante duchas de agua caliente que elevan su temperatura hasta los 60°C. para garantizar su estabilidad biológica.
Distribución
Repercusiones al ambiente
-Las tres componentes del crecimiento y globalización de la actividad humana que han producido máximo aflujo en el ambiente son la agricultura, la energía y la industria.
General:
La degradación del suelo La cantidad de sedimentos La cantidad de agua utilizada ha aumentadoLa cantidad de metano en la atmosfera se ha duplicadoLas emisiones de plomo cadmio y zinc también han
aumentado 70,000 compuestos químicos sintetizados
Los efectos abarcan:
La deposición ácida por la lluvia La corrosión de los materiales La bruma urbana
La debilitación de la capa de ozono estratosférico (halocarbonos)
El calentamiento de la tierra
Reciclaje:… recupera los desechos sólidos al fin de reintegrarlos al ciclo económico… • Es económicamente rentable.• Se economiza la materia prima.• Genera fuentes de trabajo…• Ayuda a la industria • Se ahorra energía.
Reducción y Reutilización …Papel, cartón, plásticos, vidrio, hierro y acero y aluminio.
Waste to Energy (WTE)Es un proceso de generación de energía eléctrica o calorífica por incineración de desechos de valor.Materias importantes:
Las aplicaciones de la energía son todas aquellas asociadas con las calderas de baja presión.
Neumáticos fuera de uso Plásticos Residuos de papel/ cartón Lodos de depuradoras
Lodos aceitosos Disolventes Pinturas Gomas
Waste = Food//Cradle To Cradle// De la cuna a la cuna. Es un principio utilizado por el arquitecto Willian McDonough y el químico Michael Braungrant. • …La economía industrial se ha convertido en la primera fuerza
geológica, biológica y química del planeta.• De la cuna a la tumba…• Por qué lo menos malo no es bueno…• Las 4 “R” Reducir, Reutilizar, Reciclar – y Regular.• Infraciclar y Supraciclar.
