La producción continua es un método de producción en flujo que se utiliza para fabricar , producir o procesar materiales sin interrupción. La producción continua se denomina proceso continuo o proceso de flujo continuo porque los materiales, ya sean a granel seco o fluidos, que se procesan están en continuo movimiento, experimentando reacciones químicas o sujetos a tratamiento mecánico o térmico. El procesamiento continuo se contrasta con la producción por lotes .
Por lo general, el funcionamiento continuo significa que funciona las 24 horas del día, los siete días de la semana, con paradas de mantenimiento poco frecuentes, como semestrales o anuales. Algunas plantas químicas pueden funcionar durante más de uno o dos años sin detenerse. Los altos hornos pueden funcionar de cuatro a diez años sin detenerse. [1]
Algunos procesos continuos comunes son los siguientes:
Los trabajadores de producción en producción continua comúnmente trabajan en turnos rotativos .
Los procesos se llevan a cabo de forma continua por razones prácticas y económicas. La mayoría de estas industrias requieren un gran capital y, por lo tanto, a la dirección le preocupa mucho la pérdida de tiempo operativo.
El apagado y reinicio de muchos procesos continuos suele dar como resultado un producto de mala calidad que debe reprocesarse o desecharse. Muchos tanques, recipientes y tuberías no pueden dejarse llenos de materiales debido a reacciones químicas no deseadas, sedimentación de materiales suspendidos o cristalización o endurecimiento de los materiales. Además, las temperaturas y presiones cíclicas del arranque y apagado de ciertos procesos (hornos en línea, calderas, altos hornos, recipientes a presión, etc.) pueden causar fatiga del metal u otro tipo de desgaste por presión o ciclos térmicos.
En las operaciones más complejas existen procedimientos secuenciales de apagado y encendido que deben seguirse cuidadosamente para proteger al personal y al equipo. Normalmente, un apagado o un encendido demoran varias horas aproximadamente.
Los procesos continuos utilizan el control de procesos para automatizar y controlar variables operativas como caudales, niveles de tanques, presiones, temperaturas y velocidades de las máquinas. [2]
Muchos procesos, como las líneas de montaje y la fabricación ligera, que pueden pararse y reiniciarse fácilmente, se consideran hoy en día semicontinuos y pueden funcionar durante uno o dos turnos si es necesario.
El proceso de flujo continuo más antiguo es el alto horno para producir arrabio . El alto horno se carga intermitentemente con mineral, combustible y fundente y se extrae intermitentemente arrabio fundido y escoria; sin embargo, la reacción química de reducción del hierro y el silicio y posterior oxidación del silicio es continua.
Los procesos semicontinuos, como la fabricación de cigarrillos a máquina, se denominaban "continuos" cuando aparecieron.
Muchos de los procesos verdaderamente continuos de hoy en día eran originalmente operaciones por lotes.
El molino de Cromford de 1771, diseñado por Richard Arkwright , fue la primera fábrica en utilizar un proceso continuo desde la materia prima hasta el producto terminado en una serie de operaciones.
La máquina de papel Fourdrinier , patentada en 1799, fue uno de los primeros procesos de fabricación continua de la era de la Revolución Industrial . Producía una banda continua de papel que se formaba, prensaba, secaba y enrollaba en un rollo. Anteriormente, el papel se fabricaba en hojas individuales. La máquina de papel influyó en otros procesos continuos, como el laminado continuo de hierro y, más tarde, de acero. [3]
Otro de los primeros procesos continuos fue el molino de harina de Oliver Evans (hacia 1785), que estaba totalmente automatizado.
La producción química y el refinado de petróleo en sus inicios se hacían en lotes hasta que el control de procesos se desarrolló lo suficiente como para permitir el control remoto y la automatización para el procesamiento continuo. Los procesos comenzaron a funcionar de manera continua durante el siglo XIX. A principios del siglo XX, los procesos continuos eran comunes.
Además de realizar tareas de mantenimiento, las paradas también se realizan cuando se realizan modificaciones del proceso. Estas incluyen la instalación de nuevos equipos en el flujo del proceso principal o la incorporación o toma de previsiones para incorporar subprocesos o equipos que se puedan instalar mientras el proceso está en funcionamiento.
La interrupción de procesos complejos puede llevar semanas o meses de planificación. Normalmente, se celebran una serie de reuniones de coordinación y planificación, en las que suelen participar los distintos departamentos, como mantenimiento, energía, ingeniería, seguridad y unidades operativas.
Todo el trabajo se realiza de acuerdo con un cronograma cuidadosamente secuenciado que incorpora los diversos oficios involucrados, como instaladores de tuberías, mecánicos, electricistas, mecánicos, trabajadores, etc., y el equipo necesario (grúas, equipos móviles, compresores de aire, máquinas de soldar, andamios, etc.) y todos los suministros (repuestos, acero, tuberías, cableado, tuercas y tornillos) y provisiones para la energía en caso de que también se corte la energía como parte del corte. A menudo, uno o más contratistas externos realizan parte del trabajo, especialmente si se instala equipo nuevo.
Las reuniones de seguridad se llevan a cabo normalmente antes y durante las paradas. Otras medidas de seguridad incluyen proporcionar una ventilación adecuada a las áreas calientes o áreas donde el oxígeno puede agotarse o puede haber gases tóxicos y revisar los recipientes y otras áreas cerradas para verificar que los niveles de oxígeno sean adecuados y garantizar la ausencia de gases tóxicos o explosivos. Cualquier máquina en la que se vaya a trabajar debe desconectarse eléctricamente, generalmente a través del arrancador del motor, para que no pueda funcionar. Es una práctica común colocar un candado en el arrancador del motor, que solo puede ser desbloqueado por la persona o personas que están en peligro al realizar el trabajo. Otros medios de desconexión incluyen quitar los acoplamientos entre el motor y el equipo o usar medios mecánicos para evitar que el equipo se mueva. Las válvulas en las tuberías conectadas a los recipientes a los que ingresarán los trabajadores están encadenadas y bloqueadas, a menos que se tomen otros medios para asegurar que nada pase por las tuberías.
La producción continua se puede complementar con un procesador continuo . Los procesadores continuos están diseñados para mezclar productos viscosos de forma continua mediante una combinación de acción de mezclado y transporte. Las paletas dentro de la cámara de mezclado (barril) están montadas en dos ejes co-rotativos que son responsables de mezclar el material. Los barriles y las paletas están contorneados de tal manera que las paletas crean una acción de autolimpieza entre sí, minimizando la acumulación de producto, excepto en los espacios libres de funcionamiento normales de las partes móviles. Los barriles también se pueden calentar o enfriar para optimizar el ciclo de mezclado. A diferencia de una extrusora, el área de mezclado de volumen vacío del procesador continuo es constante en toda la longitud del barril, lo que garantiza un mejor mezclado y poca o ninguna acumulación de presión. El procesador continuo funciona dosificando polvos, gránulos, líquidos, etc. en la cámara de mezclado de la máquina. Varias variables permiten que el procesador continuo sea versátil para una amplia variedad de operaciones de mezclado: [4]
Los procesadores continuos se utilizan en los siguientes procesos:
El procesador continuo tiene capacidades ilimitadas de mezcla de materiales, pero ha demostrado su capacidad para mezclar: