Desplazamiento del eje de la válvula de mariposa en una cervecería

Dónde se ubica la válvula

Una cervecería funciona a base de trasiegos. El mosto va caliente desde la tina de maceración hasta la olla de cocción. El caldo de fermentación va a la fase de maduración y permanece allí durante semanas. La cerveza terminada pasa a través de la filtración hasta la sala de envasado. Cada uno de estos procesos implica la apertura y cierre de una válvula. Entre proceso y proceso, la misma válvula recibe un lavado cáustico y una esterilización por vapor.

Las válvulas de mariposa sanitarias realizan la mayor parte de este trabajo. Son cortas y apenas restringen el flujo. Se abren en un cuarto de vuelta y se despiezan en un minuto para su inspección. Las de accionamiento por palanca —las de tipo pico de pato— son las que se ven alineadas en filas en la sala de cocción. Por las mismas razones por las que se ven en plantas lácteas, plantas de procesamiento de alimentos y áreas farmacéuticas.

Este cliente es una cervecería tailandesa que produce unas 200.000 toneladas al año. Las válvulas que dieron problemas estaban en las áreas de fermentación y envasado, que son los dos puntos de esa línea donde una parada resulta más costosa.

Por qué se produce el desplazamiento del eje en la válvula de mariposa

Una válvula de mariposa en una aplicación cervecera realiza ciclos constantemente. Soporta mosto y caldo de fermentación contra el disco todo el día, y sufre choques térmicos dos veces por turno debido a los procesos de CIP y SIP. Tras un año de este régimen, los ejes de las válvulas más exigidas comenzaron a desplazarse a lo largo de su propio eje en lugar de limitarse a girar sobre él.

Dos cosas van mal a la vez cuando un eje se levanta. El sello entre el cuerpo y el eje está diseñado para mantenerse a una compresión determinada. Si el eje se eleva, dicha compresión disminuye y el medio empieza a filtrarse alrededor del mismo. Este levantamiento también abre un espacio en la unión entre el eje y el disco. El disco deja de asentarse perpendicularmente en el asiento. Un disco incluso ligeramente descentrado no cierra sobre toda la circunferencia del asiento. Como resultado, la válvula presenta fugas tanto a través del paso como hacia el exterior.

La cervecería no lo describió en esos términos. Lo que reportó fue presencia de cerveza donde no debía haberla. Manetas que se habían vuelto rígidas y que ocasionalmente se bloqueaban. Sellos cambiados en válvulas con menos de un año de uso. La rigidez es el indicio clave: un eje desplazado aumenta el par de accionamiento, por lo que este fallo se anuncia a través de la maneta antes de que nadie encuentre un charco.

Nada de esto siguió siendo un problema exclusivo de la válvula por mucho tiempo. Un eje con fugas es un hallazgo higiénico en una auditoría de seguridad alimentaria. Los azúcares residuales alrededor de una unión son exactamente el lugar donde un auditor espera encontrar proliferación microbiana. Y cada cambio de sello implicaba detener la línea, desmontar la sección y volver a realizar la validación de limpieza antes de que pudiera circular cerveza de nuevo.

Lo que suministramos

Válvulas de mariposa sanitarias con un eje antiextrusión y una unión entre eje y disco fabricada para encajar con precisión en lugar de con holgura.

El eje antiextrusión incorpora un tope axial dentro del cuerpo. El eje puede girar pero no puede elevarse, sin importar lo que haga el medio ni cuántas veces al día sea accionada. Al mantener el eje en su sitio, el sello situado debajo conserva la compresión para la que fue diseñado. Esto elimina la vía de fuga en lugar de requerir un apriete mayor.

La unión es la otra mitad, y es la que suele pasarse por alto. Un eje fijado mediante un pasador a través de un disco tiene holgura por diseño, y la holgura es un margen libre sobre el que actúa la presión. Las nuestras están mecanizadas por CNC y ajustadas. El eje y el disco se encuentran en una superficie de apoyo en lugar de hacerlo a través de un orificio y un pasador. El disco se posiciona donde el eje indica, y el par de giro se mantiene suave durante todo el cuarto de vuelta. Los picos repentinos que solían producirse debido a un eje desplazado ya no ocurren.

Ambas piezas se verifican de la forma en que se comprueba todo aquí. Los diámetros interiores del eje y del asiento se contrastan con el plano mediante inspección dimensional. La válvula cerrada se comprueba contra su asiento mediante pruebas de presión antes de que cualquiera de ellas sea expedida.

Lo que cambió

El desplazamiento del eje se detuvo en las estaciones donde realizamos el suministro, y la cadena de fallos derivada de este se detuvo con él.

Los sellos ahora alcanzan su vida útil prevista en lugar de tener que ser reemplazados antes de cumplir un año. La línea ya no se detiene entre cocciones para realizar un trabajo imprevisto. El par de accionamiento recuperó la sensación característica de una válvula de ese tamaño. Esa es la propia señal de alerta temprana de la cervecería de que el fallo no ha regresado. La fermentación y el embotellado mantienen su secuencia, y la consistencia entre lotes, que no dejaba de alterarse mientras las válvulas presentaban fugas, se ha estabilizado.

Por qué acudieron a nosotros

Una válvula que retiene su eje durante cinco años no es una idea ingeniosa. Es el resultado de una cadena de decisiones irrelevantes que nadie omitió.

Compramos de la manera que eso exige. La selección de proveedores, la consulta, la comparación, la negociación, la recepción y la devolución son un procedimiento escrito y no un hábito. Un eje que se desplaza suele haber comenzado como una barra de metal que no era exactamente lo que indicaba el certificado. Cada lote recibido llega con un informe de inspección. Cualquier material especial cuenta con una primera muestra sellada y presentada antes de que el resto sea liberado a producción. La composición química, las propiedades mecánicas y el estado de la superficie deben cumplir con valores específicos.

Luego, la válvula terminada se somete a pruebas de presión y sale acompañada de su certificado. Los cuerpos se expiden libres de contaminación, lisos, sin grietas ni rebabas; y las caras de las bridas sin abolladuras ni arañazos. Ser exigente con un proveedor respecto a un tornillo es la forma más económica de ser fiable para una cervecería.

Si su línea está perdiendo cerveza alrededor de un eje, vale la pena comprobar si este sigue en el mismo lugar donde fue instalado.