La producción continua es un método de producción de 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 sea a granel seco o fluidos que se están procesando, están en continuo movimiento, sufriendo reacciones químicas o sujetos a tratamientos mecánicos o térmicos. El procesamiento continuo se contrasta con la producción por lotes .
Continuo generalmente significa operar 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 cerrar. Los altos hornos pueden funcionar de cuatro a diez años sin parar. [1]
Algunos procesos continuos comunes son los siguientes:
Los trabajadores de producción en producción continua comúnmente trabajan en turnos rotativos .
Los procesos se operan continuamente por razones prácticas y económicas. La mayoría de estas industrias requieren mucho capital y, por lo tanto, la dirección está muy preocupada por la pérdida de tiempo de funcionamiento.
Cerrar y poner en marcha muchos procesos continuos normalmente da como resultado un producto de mala calidad que debe reprocesarse o eliminarse. 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 materiales. Además, los ciclos de temperaturas y presiones al iniciar y cerrar ciertos procesos (hornos de línea, calderas, altos hornos, recipientes a presión, etc.) pueden causar fatiga del metal u otro desgaste debido a la presión o los ciclos térmicos.
En las operaciones más complejas existen procedimientos secuenciales de apagado y arranque que deben seguirse cuidadosamente para proteger al personal y al equipo. Normalmente, un arranque o apagado tardará 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 detenerse y reiniciarse fácilmente, se consideran hoy en día semicontinuos. Estos 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 para obtener arrabio fundido y escoria; sin embargo, la reacción química de reducir el hierro y el silicio y luego oxidar el silicio es continua.
Los procesos semicontinuos, como la fabricación mecánica de cigarrillos, se denominaron "continuos" cuando aparecieron.
Muchos 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 elaboraba en hojas individuales. La máquina de papel influyó en otros procesos continuos como la laminación continua del hierro y posteriormente del acero. [3]
Otro de los primeros procesos continuos fue el molino harinero de Oliver Evans (ca. 1785), que estaba completamente automatizado.
Las primeras producciones químicas y refinación de petróleo se realizaban en lotes hasta que el control del proceso estuvo lo suficientemente desarrollado como para permitir el control remoto y la automatización para el procesamiento continuo. Los procesos comenzaron a operar de forma continua durante el siglo XIX. A principios del siglo XX, los procesos continuos eran comunes.
Además de realizar mantenimiento, las paradas también se producen cuando se realizan modificaciones en el proceso. Estos incluyen la instalación de nuevos equipos en el flujo principal del proceso o la vinculación o la toma de disposiciones para vincular subprocesos o equipos que puedan instalarse mientras el proceso está en funcionamiento.
Parar procesos complicados puede llevar semanas o meses de planificación. Normalmente se llevan a cabo una serie de reuniones para la coordinación y planificación. Por lo general, estos involucran a 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, constructores de molinos, 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 pernos) y provisiones para energía en caso de que la energía también se corte 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 generalmente se llevan a cabo antes y durante los cierres. Otras medidas de seguridad incluyen proporcionar ventilación adecuada a áreas calientes o áreas donde el oxígeno puede agotarse o puede haber gases tóxicos presentes y revisar los recipientes y otras áreas cerradas para detectar niveles adecuados de oxígeno y garantizar la ausencia de gases tóxicos o explosivos. Cualquier máquina en la que se vaya a trabajar debe estar desconectada eléctricamente, normalmente a través del arrancador del motor, para que no pueda funcionar. Es una práctica común colocar un candado en el arrancador del motor, el cual sólo puede ser desbloqueado por la persona o personas que corren o corren 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 de las tuberías conectadas a los recipientes a los que entrarán los trabajadores están encadenadas y cerradas con llave, a menos que se adopte algún otro medio para garantizar que nada salga a través de las tuberías.
La Producción Continua se puede complementar utilizando un Procesador Continuo . Los procesadores continuos están diseñados para mezclar productos viscosos de forma continua mediante la utilización de una combinación de acción de mezclado y transporte. Las paletas dentro de la cámara de mezcla (barril) están montadas sobre dos ejes co-rotativos que se encargan de mezclar el material. Los cilindros y las paletas están contorneados de tal manera que las paletas crean una acción de autolimpieza entre ellas, minimizando la acumulación de producto, excepto por los espacios libres operativos normales de las partes móviles. Los barriles también se pueden calentar o enfriar para optimizar el ciclo de mezcla. A diferencia de una extrusora, el área de mezcla de volumen vacío del procesador continuo es consistente en toda la longitud del cilindro, lo que garantiza una mejor mezcla y poca o ninguna acumulación de presión. El procesador continuo funciona dosificando polvos, gránulos, líquidos, etc. en la cámara de mezcla de la máquina. Varias variables permiten que el procesador continuo sea versátil para una amplia variedad de operaciones de mezcla: [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: