Design of a fruit blending and packaging plant

Diseño de una planta mezcladora y empacadora de frutas

En los últimos cinco años de la década de los años 90, el mercado para los jugos de fruta y las bebidas de fruta ha experimentado una creciente competencia.La industria tiene que suministrar una calidad más alta, mayor variedad, y mejor empaque a precios más competitivos. Desde el punto de vista manufacturero, niveles muy altos de servicio tienen que combinarse con tiempos de entrega (lead time) de producto más cortos. Junto con la variedad de producto fuertemente incrementada, esto ha establecido nuevos estándares de desempeño para la ma-nufactura de bebidas de jugo de frutas enlatadas.

Aunque está disponible una gran variedad de métodos de diseño detallados para un subconjunto específico de problemas de diseño, la literatura no presenta un método universalmente aceptado para diseñar una planta de mezcla y empaque para jugos de fruta. Además, la literatura no considera el hecho que un sistema industrial evoluciona a través de su ciclo de vida, y que la optimización y el rediseño son tareas esenciales en el diseño de procesos. Finalmente, aunque el diseño de los sistemas de control y manufactura muestra una gran intezacción, la literatura los trata por separado. La integración del diseño de los sistemas de control y manufactura es un método que puede aumentar el desempeño del sistema industrial.

El objetivo de esta tesis es proporcionar un método de diseño que estructure el proceso de diseño de las plantas de mezcla y empaque de jugo de frutas. El método se compone de una estructura y un conjunto de herramientas. La estructura le dice al usuario cuales decisiones de diseño se necesita tomar y cuando hacerlas. Las herramientas soportan el proceso de toma de decisiones. La estructura es generalmente aplicable; el conjunto de herramientas hace el método de diseño específicamente adecuado para el diseño de plantas de mezcla y empaque de jugo de frutas.

El método de diseño propuesto incorpora el diseño del sistema de manufactura, así como el diseño del sistema de control, donde afecte al sistema de manufactura. Este soporta el diseño inicial, así como el rediseño de las operaciones de la planta. El método de diseño consiste de cuatro fases: definición del objetivo, diseño de la arquitectura, diseño de los recursos, y diseño de las operaciones. Primero, los objetivos y las restricciones son definidos. Luego, se diseña la arquitectura de los sistemas de control y de manufactura. Se determina un aproximación de primer orden de los recursos necesarios en el diseño de recursos. Se hace un diseño detallado de los sistemas de control y de manufactura en el diseño de operaciones. El método de diseño ha sido empleado para soportar un proyecto de rediseño para la planta de producción de la compañía Riedel. La producción está dividida en tres etapas sucesivas: preparación, pasteurización y empaque. Para preparación de jugo, se aplica una estructura de tecnología de grupo. En el diseño de los recursos, se cuantifican estas estructuras. Para soportar este proceso, se han desarrollado dos herramientas de diseño. El resultado del diseño de recursos es una lista de recursos y un plano de la planta. En el diseño de operaciones, se refina el diseño de recursos, y se diseña el sistema de control. Para soportar las actividades de diseño en esta fase, se han desarrollado dos algoritmos de programación, y se integran en una herramienta de diseño. Esta herramienta soporta la evaluación de los escenarios “what if” (“que si”) y la construcción de programas de producción detallados.