SEATTLE, WA — Theo Chocolate es una de las primeras empresas chocolateras con sede en Estados Unidos en obtener la certificación de producto ecológico y de comercio justo. La empresa promueve prácticas agrícolas sostenibles al tiempo que garantiza un chocolate de la máxima calidad, ya que se abastece de granos de cacao directamente de agricultores del Congo y Perú, a quienes paga precios superiores a los del mercado. Theo produce anualmente alrededor de 3 millones de libras (1,36 millones de kg) de productos de chocolate, entre los que se incluyen tabletas de chocolate, bombones de ganache y galletas, todos ellos elaborados desde cero por sus empleados de Seattle.
La nueva tostadora superó al sistema manual de dosificación previo
La producción de chocolate comienza vaciando sacos de 120 lb (55 kg) de granos de cacao secos en una máquina de despedregado y limpieza para eliminar cualquier materia extraña. A continuación, los granos se tuestan y se enfrían antes de pasar por una separadora, que separa las cáscaras de los trocitos ricos en aceite, la «pulpa» del grano. Los trocitos se pulverizan, transformándolos en un licor, de forma similar a como los cacahuetes se convierten en mantequilla de cacahuete. A continuación, se añade azúcar al licor, creando el chocolate, que se enfría y se templa.
En 2018, Theo se había quedado pequeña para su tostador de tipo bola, que era demasiado pequeño y estaba en mal estado. «Se le estaban desprendiendo las ruedas», explica Marc de Faye, responsable de mantenimiento. «Se había convertido en un cuello de botella». Los directivos decidieron sustituirlo por uno tres veces más grande, lo que aumentó la capacidad por lote a 616 lb (280 kg). Esto llevó a Theo a buscar una forma mejor y más rápida de manipular los granos de cacao.
En aquel momento, los trabajadores transportaban barriles de granos de cacao en bruto y procesados de una fase del proceso a la siguiente. En la tostadora, un ventilador de gran potencia avivaba los granos de cacao, levantando polvo. Era imprescindible realizar una mejora.
«Necesitábamos contenedores mucho más grandes para cargar el nuevo tostador», explica de Faye. «También necesitábamos una forma de cargar esos contenedores más grandes, así que eso fue lo que nos impulsó a crear nuestro nuevo sistema de manipulación y dosificación a granel».
Fabricado por Flexicon Corporation, el nuevo sistema semiautomático incluye dos descargadores de sacos a granel, tolvas de suelo, cuatro transportadores de tornillo flexibles, un transportador tubular de cable y controles programables. Además de satisfacer las necesidades de capacidad actuales y futuras de Theo, el sistema reduce la mano de obra, aumenta la seguridad de los trabajadores y elimina el polvo disperso.
La operación reduce el trabajo manual
El proceso comienza con el vaciado de los granos crudos de los sacos de arpillera en la limpiadora-despedregadora, que los descarga en una tolva de suelo de 5 pies cúbicos (142 litros). La salida de la tolva alimenta un transportador de tornillo flexible de 4,5 pulgadas (115 mm) de diámetro y 20 pies (6,1 m) de longitud, que cuenta con una geometría especial del tornillo para transferir con suavidad los delicados granos sin que se produzcan daños o con un deterioro mínimo.
Con una inclinación de 45 grados, la cinta transportadora descarga su contenido a través de un desviador en Y con el que el operario, mediante una pantalla táctil de la interfaz hombre-máquina (HMI), alterna el llenado de dos sacos a granel, lo que elimina el tiempo de inactividad que, de otro modo, se produciría al retirar los sacos llenos y conectar los vacíos.
Cuando es necesario, las bolsas a granel llenas se transportan desde una zona de almacenamiento, mediante una transpaleta, hasta un descargador de pesaje y dosificación de bolsas a granelBULK-OUT® modelo BFC. La viga en I en voladizo de la unidad, con polipasto y carro controlados mediante un mando colgante, permite al operario bajar el bastidor de elevación de la bolsa, enganchar las asas de la bolsa y, a continuación, colocar la bolsa dentro del bastidor del descargador.
La boquilla de la bolsa se pasa a través de una válvula de iris manual de 12 pulgadas (300 mm) de diámetro, lo que permite al operario apretar la boquilla, desatar el cordón y abrir la válvula gradualmente, evitando así que las descargas incontroladas de material generen polvo a medida que la tolva de compensación se va llenando. La válvula también permite regular el caudal de granos de forma gradual, o volver a apretar la boquilla para volver a atar y retirar las bolsas parcialmente vacías.
Las células de carga miden el peso de todo el sistema de descarga de sacos a granel, incluida su tolva de compensación integrada y el transportador de tornillo flexible de 5 pies (1,5 m) de longitud y 6,6 pulgadas (170 mm) de diámetro, inclinado a 30 grados.
A medida que la cinta transportadora descarga los granos en la entrada de un transportador tubular por cable (TCC)FLEXI-DISC®, las células de carga del descargador transmiten señales de pérdida de peso a un PLC, que reduce la velocidad de la cinta hasta una velocidad de alimentación lenta antes de detenerla una vez que se ha alcanzado la pérdida de peso exacta del lote.
Además de dosificar el peso deseado de granos, el transportador de tornillo flexible alimenta el TCC a un caudal volumétrico ajustable, necesario para llenar cada «compartimento» del TCC con el porcentaje de llenado deseado de granos.
El TCC está equipado con discos de polímero de baja fricción fijados a un cable que deslizan suavemente los granos de cacao a través de un tubo liso de acero inoxidable de 4 pulgadas (100 mm) de diámetro. Los discos y el cable son accionados por una rueda situada en el extremo de descarga del circuito y se tensan mediante una rueda situada en el extremo de entrada. El circuito de Theo transporta los granos 17 pies (5,2 m) en vertical y, a continuación, 45 pies (13,7 m) en horizontal hasta el tostador, a través de dos curvas de 48 pulgadas (1.220 mm) de radio y un tramo libre de 32 pulgadas (813 mm) de longitud que permite supervisar visualmente el rendimiento de la cinta transportadora y el porcentaje de llenado de los compartimentos.
Tras el tueste, los granos se enfrían, se vierten en una tolva y se transportan 20 pies (6,1 m) mediante un transportador de tornillo flexible resistente al calor, provisto de un tubo de acero inoxidable de 4,5 pulgadas (115 mm) de diámetro, hasta una aventadora, que separa las cáscaras de los granos de los trocitos de café.
Los granos se descargan en una cinta transportadora de arrastre ya existente que los transporta hasta una estación de llenado de sacos a granel. A continuación, los sacos a granel llenos se cargan en un segundo descargador de sacos a granel en voladizo, provisto de un transportador de tornillo flexible integrado de 10 pies (3 m) de longitud, para alimentar volumétricamente los granos a un molino de piedra, lo que constituye la primera etapa de reducción de tamaño en la transformación de los granos en licor de cacao.
Los controles automatizados reducen la intervención del operario
Las cintas transportadoras, las llenadoras y las descargadoras se controlan individualmente, a excepción del sistema de alimentación por lotes con pesaje por pérdida de peso para sacos a granel. Su PLC no solo dosifica por lotes los granos crudos en el TCC, sino que también controla la válvula de descarga de la cinta transportadora de cable en el tostador, la válvula de purga/rechazo de lotes y la válvula de descarga en el extremo de accionamiento, donde los finos y los residuos se depositan en un recipiente de residuos. Una señal luminosa y una sirena indican cuándo hay que cambiar el saco a granel, qué granos se están procesando y cuándo se está llevando a cabo una limpieza o un cambio de lote.
Para iniciar un ciclo de alimentación del TCC, el operario introduce el peso del lote, selecciona el tostador como destino y pulsa «Inicio». En caso de que la bolsa a granel se vacíe a mitad de un lote, el controlador almacena la información y reanuda el lote una vez que se ha sustituido la bolsa a granel.
El control de calidad exige un transporte limpio
Los transportadores de tornillo flexibles del sistema están totalmente cerrados y evitan que el material entre en contacto con las juntas. Al finalizar un ciclo de producción, el interior del tornillo y del tubo se puede enjuagar con vapor o con una solución limpiadora, o bien se puede extraer el tornillo a través de una tapa del extremo inferior para su desinfección e inspección.
Otro aspecto fundamental para Theo Chocolate es que el TCC, al estar totalmente cerrado, evita que el producto en bruto contamine los granos de cacao tostados. «Una vez que los granos están en el transportador tubular de arrastre, el sistema queda prácticamente sellado», explica de Faye. «Antes no contábamos con eso, ya que introducíamos manualmente contenedores de granos crudos en la zona de tostado. Ahora disponemos de una barrera de aire entre los granos crudos y la sala de tostado, y el TCC no la altera, por lo que el producto en bruto no contamina la sala limpia». El TCC funciona sin aire, lo que elimina la necesidad de ventiladores y equipos de filtración. «Era la mejor opción para mantener el polvo fuera».
Una solución integrada aumenta la producción y reduce la plantilla
Theo Chocolate se decantó por Flexicon para el suministro del sistema debido a sus capacidades de ingeniería e integración. «La empresa que nos suministró nuestro transportador de arrastre original no podía ofrecernos un sistema llave en mano», afirma de Faye.
El resultado es un mayor rendimiento diario con menos personal. «Este sistema nos ha permitido reducir nuestra plantilla en dos personas», afirma de Faye. «Ahora una sola persona puede encargarse de todo». La automatización también ha reducido la cantidad de formación que Theo debe impartir y minimiza la probabilidad de que se produzcan errores.
La seguridad en el trabajo también ha mejorado. «Desde el punto de vista de la salud y la seguridad, sin duda estamos mejor. Ya no tenemos que ir arrastrando cubos por ahí».
Theo Chocolate, Seattle, WA
206-632-5100
www.theochocolate.com