DISEÑO DE PLANTAS DE PROCESADO DE ALIMENTOS. Profesora: Mª Luisa López Fructuoso. E.T.S.I.Agraria de Lleida (UdL). INTRODUCCIÓN. El objetivo del diseño de plantas en la industria de procesado de alimentos es conseguir la distribución óptima todas las actividades industriales, incluyendo el personal, equipamiento, almacenes, sistemas de manutención de materiales, y todos los otros servicios anexos que sean necesarios. Este ordenamiento óptimo se centrará en la distribución de las áreas de trabajo y del equipo que sea la más económica para llevar a cabo el proceso productivo, al mismo tiempo, que sea la más segura y satisfactoria para el personal y para el entorno de la planta industrial. Históricamente, la ordenación de las áreas de trabajo, es casi tan vieja como el hombre mismo. Las primeras distribuciones en planta eran producto del hombre que llevaba a cabo el trabajo, o del arquitecto que proyectaba el edificio. La arquitectura no es otra cosa que orden, disposición, bella apariencia y proporción de las partes, conveniencia y distribución, tal y como definió Miguel Angel. Con el advenimiento de la revolución industrial, hace más de 150 años, se transformó en objetivo económico, para los propietarios, el estudiar la ordenación de sus fábricas. Se dieron cuenta también, de que un taller limpio y ordenado era una ayuda tangible. Alrededor de primeros de siglo XX, la especialización del trabajo empezó a ser tan grande que el manejo de los materiales empezó también a recibir una mayor atención por lo que se refiere a su movimiento entre dos operaciones. Con el tiempo, los propietarios o sus administradores empezaron a crear conjuntos de especialistas para estudiar los problemas de la distribución. Con ellos llegaron los principios y técnicas que hoy en día conocemos. PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE PLANTAS. Primitivamente se tendía solamente a agrupar las máquinas y los procesos similares; a alinear las áreas de trabajo en filas ordenadas, delimitando pasillos y conservándolos limpios; y finalmente, se procuró colocar el material en un extremo del conjunto, haciéndolo circular en dirección al otro extremo de la planta. Ahora sabemos que estos principios eran incompletos, y en algunos casos, contradictorios, por lo que se refiere a la práctica más perfecta de la distribución en planta. En realidad, eran más bien detalles en una situación dada, que principios fundamentales. A medida que las condiciones han cambiado, estos principios también se han modificado, y aún hoy en día el concepto de distribución está evolucionando constantemente. Existen, esto sí, una serie de principios básicos que permanecen inalterables, y que son: - Principio de la integración de conjunto. La mejor distribución es la que integra al personal, los materiales, la maquinaria, las actividades auxiliares, así 1
como cualquier otro factor, de modo que resulte el compromiso mejor entre todas las partes. No es suficiente conseguir una distribución que sea adecuada para el personal que interviene directamente en el sistema de proceso. Debe también ser adecuada para el personal indirecto, como el encargado de mantenimiento, el personal de control de la producción, los inspectores, etc. Además, debe existir la protección contra el fuego, humos y vapores, unas condiciones de ventilación apropiadas, así como muchas características de servicio que faciliten las operaciones. Todos estos factores deben estar integrados en una unidad de conjunto, de forma que cada uno de ellos esté relacionado con los otros y con el total, para cada conjunto de condiciones. - Principio de la mínima distancia recorrida. A igualdad de condiciones, es siempre mejor la Distribución que permite que la distancia a recorrer por el material entre operaciones sea la más corta. Al trasladar el material procuramos ahorrar, reduciendo las distancias que éste debe recorrer. Esto significa colocar las operaciones sucesivas lo más adyacentes unas a otras que sea posible. - Principio de la circulación o flujo de materiales. En igualdad de condiciones, es mejor aquella distribución que ordene las áreas de producción de modo que cada operación o proceso esté en el mismo orden o secuencia en que se transforman los materiales. Este es un complemento del principio de la mínima distancia recorrida. Significa que el material se moverá progresivamente de cada operación o proceso al siguiente, hacía su terminación. No deben existir retrocesos. Este principio no implica que el material tenga que desplazarse siempre en línea recta, ni limita tampoco el movimiento a una sola dirección. Muchas buenas distribuciones se realizan en forma de U, cuando trabajamos con una limitación del espacio en planta limitado. El concepto de circulación se centra en la idea de un constante progreso hacia la terminación, con un mínimo de interrupciones, interferencias o congestiones, más bien que en una idea de dirección. - Principio del espacio cúbico. La economía se obtiene utilizando de un modo efectivo todo el espacio disponible, tanto en horizontal como en vertical. Como se ha indicado, una Distribución en planta es la ordenación del espacio ocupado por el personal, los materiales, los equipos y los servicios auxiliares. Todos ellos tienen tres dimensiones; ninguno ocupa meramente el suelo. Por esto una buena distribución debe utilizar la tercera dimensión de la fábrica tanto como el área del suelo. - Principio de la satisfacción y de la seguridad. A igualdad de condiciones, será más efectiva la Distribución que haga el trabajo más satisfactorio y seguro. La satisfacción del personal es un factor importante. Como objetivo es fundamental. Así se llega a afirmar que si se consigue que el trabajo sea
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realizado con satisfacción, automáticamente aumentan los beneficios, debido a su repercusión en la reducción de los costes de operación. La seguridad es un factor de gran importancia y de obligado cumplimiento en el diseño o distribución en planta. Una Distribución nunca puede ser efectiva si somete al personal que trabaja en la industria a posibles riegos o accidentes. - Principio de la flexibilidad. A igualdad de condiciones, siempre será más efectiva la distribución que pueda ser ajustada o reordenada con menos costo o inconvenientes. Este objetivo se va haciendo más importante día a día. A medida que la innovación tecnológica va avanzando, en cuestión de materiales, procesos, equipos, comunicaciones, transportes, etc., exigen a la industria que siga el mismo ritmo de avance. Ello implica cambios frecuentes, ya sea en el diseño del producto, proceso, equipo, producción o fechas de entrega. Las plantas pierden, algunas veces, pedidos de los clientes a causa de que no pueden readaptar sus medios de producción con suficiente rapidez. Por este motivo podemos esperar notables beneficios de una Distribución que nos permita obtener una planta fácilmente adaptable o ajustable con rapidez y economía. SISTEMÁTICA DE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA. Dado que el diseño de plantas persigue conseguir la ordenación física de todos los elementos industriales, se hace necesario la aplicación de una sistemática que permita obtener una distribución en planta óptima. La Sistemática de Distribución en Planta o “Systematic Layout Planing” de Richard Muther (1973) es un procedimiento organizado para resolver los posibles problemas de la distribución en planta que pueden presentarse, sean de la naturaleza que sean, puesto que todos ellos persiguen objetivos similares aunque éstos y las consideraciones involucradas puedan ser de diferente naturaleza. La Sistemática de Distribución en Planta (SDP) es aplicable a problemas de distribución de plantas industriales, locales comerciales, hospitales, oficinas, etc. El procedimiento de la SDP consiste, básicamente, en fijar un cuadro operacional de fases y una serie de procedimientos que permiten identificar, valorar y visualizar todos los elementos involucrados en la implantación y las relaciones entre ellos. Se desarrolla en las siguientes etapas: SISTEMÁTICA DE DISTRIBUCION EN PLANTA (SDP) 1. DEFINICION 2. ANÁLISIS 3. GENERACION DE ALTERNATIVAS 4. EVALUACION DE ALTERNATIVAS 5. DEFINICIÓN DEL DISEÑO SELECCIONADO.
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Estas cinco fases se desarrollan deacuerdo con el siguiente diagrama:
Sistemática de Distribución en Planta ANALISIS PRODUCTO -CANTIDAD
RECORRIDO DE LOS PRODUCTOS
RELACION ENTRE ACTIVIDADES
DIAGRAMA RELACIONAL DE ACTIVIDADES NECESIDAD DE SUPERFICIE
SUPERFICIE DISPONIBLE
DIAGRAMA RELACIONAL DE SUPERFICIES FACTORES INFLUYENTES
DISEÑO X
LIMITACIONES PRACTICAS
DISEÑO Y
DISEÑO Z
EVALUACION MULTICRITERIO DISEÑO SELECCIONADO
SISTEMÁTICA DE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA PARA EL DISEÑO DE UN MATADERO DE CONEJOS. A continuación como aplicación a la industria de procesado de alimentos, utilizaremos la Sistemática de Distribución en Planta (SLP) al diseño de un matadero de conejos con una capacidad de producción de 600 animales/hora, localizado en el polígono industrial “El Segre” de Lleida.
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1. DEFINICION. ♦Mediante el Diagrama de Recorridos de los Productos, se definen las etapas del proceso tecnológico que siguen los animales, desde su llegada al matadero hasta la expedición de las canales.
RECORRIDO DE LOS PRODUCTOS RECEPCION Y DES CARGA E SPERA AL S ACRIFICIO LAZAR ETO INSP ECCION
JAULAS VACIAS
SANGRE PIELES
VISCER AS
A TURDIDO
S ACRIFICIO Y DE SANGRADO DES OLLA DO
EVISCER ADO E INSPECC ION LAVADO OREO
MAT ER IAL ENVASES ENVASADO Y PESADO C ONSER VACION M ATER IAL EM B ALAJES EM BALADO Y EXPEDIC ION
♦Se realiza la Tabla Relacional de Actividades, en la que figuran todas las actividades, (como áreas) que se desarrollan en el proceso productivo y las que no formando parte de dicho sistema son necesarias para que funcione correctamente la industria, como por ejemplo, los servicios y vestuarios o las oficinas. En esta Tabla aparecen las relaciones de proximidad de cada una de las áreas con las demás, de una manera normalizada y justificada. Para ver cuál es la relación existente entre dos actividades, basta con desplazarse a través de las líneas oblicuas correspondientes a cada una de ellas hasta encontrar la primera casilla común. Esa casilla está dividida en dos partes iguales por una línea horizontal. En la parte superior se indica la intensidad de proximidad elegida mediante un código y en la parte inferior se señalan los motivos por los que se ha considerado la necesidad de proximidad.
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1. RECEPCION 2. SACRIFICIO Y FAENADO
1
E
A
1
1
3. DESOLLADO A 1
4. EVISCERADO E INSPECCIÓN A 1
5. OREO A
6. ENVASADO
TABLA RELACIONAL DE
A
E 1
A
I 4
1
3
U
U
U
I
6
4
I
11. SALACOMPRESORES U
7
1
U
I
6
12. ALMACENLIMPIEZA 7
U
13. SERVICIOS Y VESTUARIOS I 2/8
I
7 U
I 1 U
U
3
3 X
U 3
U
A 1
U
1
I
1
I
1/3
I 1/3 1/3
X
U
U
U
1
3
6
5
3/6
X
U
X
X
3 E
3
5
X 3
U
U
3
E
U
5
U
3
6
E
3
3
X
X
3
3
3
X
U
X
X
6
X
3
X
6
X
3
3
X
U
U
3
3
U
3
I
3
U
4
U
2
A
3
X
X
3
E
2
U
7
X
3/5
6
X
2
X
3
X
6
X
7 X 6
3/6
X 6 U
X 5/6
3
U 5
U
8
U
2/8
U
8
I
2/8
3
X 3/4
X
U 7 X
2
6
U
X
U 2
U
1 I
X 1/3
4
I
3
U I
3
I
5
5
U
5
U
U
4
3 U
7
14. OFICINAS 15. ALMACENENVASES
1
5
1
6
10. ALMACENSUBPRODUCTOS
3
1/5
1/5
X
9. LAVADO JAULAS
U
I
I
E
X 5
3
1
1
8. EXPEDICIÓN
U
I 1
1/5 E
7. COSERVACION
3
E
5 A
ACTIVIDADES X
X
X 3
X 3
X
X
3/5
U 3
5
3/5
5
1/7
5
3/5
X
5/6
7
16. ALMACENEMBALAJES
Código
PRO XIMIDAD
COLOR
A
Absolutamente necesario
Rojo
E
Especialmente importante
Naranja
I
Importante
Verde
U
Sin impo rtancia
X
No des ea ble
Códig o
Marrón
MOTIVO
1 2 3
PR O X IM ID A D EN EL P RO CE SO CO NT RO L H IG IEN E
4 5 6 7 8
FR I O SEG U R IDA D D EL PR OD U C TO RU I D O S, O LO R ES UT IL IZ AC I ÓN M A TER IAL C O M UN AC C ESIBILID AD
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2. ANALISIS. ♦Se realiza un resumen de la información recogida hasta el momento a través de un grafo que nos muestra la secuencia de actividades y la importancia relativa de la proximidad de cada una de ellas con las demás. El diagrama resultante se denomina Diagrama Relacional de Actividades. ♦A continuación se valorará la Necesidad de Superficies para las distintas actividades utilizando el método del Cálculo, que implica el fraccionamiento de cada actividad en subsectores y elementos de la superficie total. ♦Partiendo del Diagrama Relacional de Actividades y definidas las Necesidades de Superficies, establecemos el Diagrama Relacional de Superficies que nos ayudará a generar un conjunto de alternativas de diseño.
DIAG RAMA REL ACIONAL DE SUPERFICIES A+E+I: Absolutamente nec esario +Esp eci almente importante + Importante
14
8 16
13
15
1.RECEPCION 2.SACRIFICIO 3.DESOLLADO
6
7
4
5
11
12
4.EVISCERADO 5.OREO 6. ENVASADO
10
7.CONSERVACION 8.EXPEDICION
2
9.LAVADO JAULAS
3
10. SUBPRODUCTOS 11. COMPRESORES 12. ÚTILES LIMPIEZA 13. SERVICIOS Y VESTUARIOS
1
14. OFICINAS 15. ALMACEN DE ENVASES 16. ALMACEN DE EMBALAJES
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3. GENERACION DE ALTERNATIVAS ♦A partir del Diagrama Relacional de Superficies se van generando diversas alternativas de distribución en planta, al colocar las áreas adyacentes unas con otras según la relación de proximidad calculada para cada una de ellas. Colocando primero las actividades unidas por un mayor grado de proximidad y que definen el proceso de sacrificio y faenado de los animales, a continuación de distribuyen las actividades con menor grado de proximidad y así
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sucesivamente. Todo ello intentando, que se localicen lejos las que poseen un grado de proximidad calificado como “no deseable”. ♦Generamos tres alternativas de diseño. 4. EVALUACION DE ALTERNATIVAS TECNICAS. ♦Se utiliza la evaluación multicriterio consistente en: 1) Fijar unos criterios técnicos, en base a los cuáles se quiere evaluar la calidad de las alternativas. Los criterios son los motivos que justifican el grado de proximidad que deben tener las áreas donde se desarrollan las actividades del matadero, y que estaban definidas previamente en la Tabla Relacional de Actividades. 2) Ponderación de los criterios evaluadores: traduciendo las intensidades relacionales por medio de una escala numérica con la que se asigna una puntuación a cada criterio evaluador. 3) Realizamos la evaluación multicriterio de las alternativas de distribución en planta, sumando los valores numéricos de los ratios de proximidad entre actividades adyacentes de cada uno de los tres diseños. Para ello utilizamos la Tabla Relacional de Actividades y los diseños generados. 4) Selección: alternativa que obtenga la mayor puntuación ponderada.
EV AL UA CI ON M UL TIC RI TE RIO
3 4
12
5
10
7
6 16
6
2
11
13
1
15
14
D IS EÑ O 1 Pu n tuac ión = 64
8
15
11
7 5
6 16
4
14
3
8
7
11
12
2
8
10
10
13
D IS EÑ O 3 1
6
Pu n tuac ión = 196
12
D IS EÑ O 2 1
6
Pu n tuac ión = 348
13
5
6
16 15
3 4
14
2
8
5. DEFINICION DEL DISEÑO SELECCIONADO. Una vez generada, evaluada y seleccionada la alternativa de distribución en planta, se procede a su definición detallada. Para lo cuál se realiza la Planta de Distribución que incluirá los locales de procesado, los locales de servicios, la maquinaria de proceso fija, los pasillos, accesos del personal y todos los elementos que definen completamente las actividades en el interior de una
DISEÑO SELECCIONADO
C O ME DOR
EVISCERADO
DESOLLADO ASE OS Y VES TUAR . M ASCUL .
EXPEDICION
OREO CLASIFICACION ENVASADO
SE CR ET ARI A
VET ER IN AR IO
FE ME N.
CONSERVACIÓN
DES PACHO
ASE OS Y VES TUAR
SANGRADO
ATURDIDO
LAVADO JAULAS
Ú TI LE S
RECEPCION
COMPRESORES
V I SCER A S
DIR EC C ION
LAVADO C A JA S
SA LA C OM PR ESO RE S
PI ELE S
HA LL
l aza re to
AG UA C A LIE NTE
DISEÑO 3
ALMACEN EMBALAJES
ALMACEN ENVASES
planta con una capacidad de sacrificio cifrada en 600 conejos/h.
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BIBLIOGRAFIA.
Asdrubali, M.; Stradelli,A.(1969). Los Mataderos. Ed. Acribia.Zaragoza. Muther, R (1983). Systematic Layout Planning. (2 edición) Ed. Cahners Books. Muther, R (1977). Distribución en Planta. Ed. Hispano Europea. Neufert, E. (1982). Arte de proyectar en arquitectura. Ed. Gustavo Gili, A.A. Normas relativas al aturdido de animales previo al sacrificio. Real Decreto 1614/1987. Boletín Oficial del Estado Nº312, 30-12-1987. Phillips,,J.E. (1997).Manufacturing Plant Layout. Ed.SME. Reglamentacón Técnico Sanitaria en materia de intercambio de carnes frescas de aves para el comercio intracomunitario, e importación de las mismas a terceros países, las normas que hacen relación a los mataderos, salas de despiece y almacenes frigoríficos autorizados para dicho comercio. Real Decreto 644/1989. Boletín Oficial del Estado Nº140, 13-6-1989. Requisitos sanitarios y de policía sanitaria aplicables a la producción y a la comercialización de carne de conejo doméstico y de caza de granja. Real Decreto 1543/1994. Boletín Oficial del Estado Nº 216, 9/9/1994. Santamaria, M.C.; Hospitaler, A.; Cano,J.J.; Contero, M. (1995). Distribución en planta. Universidad Politécnica de Valencia.
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