diseño de una planta de elaboración de platos preparados

DISEÑO DE UNA PLANTA DE ELABORACIÓN DE PLATOS PREPARADOS
Casp Vanaclocha, A.
Tecnología de Alimentos. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos
Universidad Pública de Navarra
Campus Arrosadía. 31006 Pamplona
e-mail: acasp@unavarra.es
PALABRAS CLAVE: Distribución en planta, platos preparados, diseño de industrias.
RESUMEN
Para conseguir un correcto funcionamiento de una industria agroalimentaria es
fundamental un buen diseño de su distribución en planta, un diseño deficiente es fuente
de constantes pérdidas. Los costes de un buen diseño de la instalación son los mismos o
muy poco superiores a los de una instalación deficiente. Si el equipo empleado es el
mismo, el coste adicional de un buen diseño es solamente el gasto del estudio necesario
para desarrollarlo.
La misión del ingeniero es encontrar la mejor ordenación de las áreas de trabajo y del
equipo (hombres, materiales y maquinaria) para conseguir la máxima economía en el
trabajo, así como la mayor seguridad y satisfacción para los empleados.
En el caso de la industria agroalimentaria el diseño debe responder además a las
necesidades ligadas a la salud y a la seguridad alimentaria de los consumidores, es
decir, deben satisfacer tanto al consumidor, como a la reglamentación europea en
materia de seguridad sanitaria. Se deben cumplir unas normas muy estrictas de higiene.
El producto se convierte en la base del diseño de la planta y por lo tanto es importante
también el proceso, el ingeniero debe ayudar al industrial a optimizar sus instalaciones.
En este trabajo se presenta una metodología para desarrollar una distribución óptima de
la planta de proceso de una industria de elaboración de platos cocinados.
Partiendo del análisis del producto y cantidad, se define cómo se fabrica, es decir el
recorrido o proceso, incluyendo las operaciones, equipos y su secuencia, así como los
sistemas auxiliares necesarios, se estudia a continuación la relación entre actividades y
se confecciona el diagrama relacional de actividades, a partir de esta información y tras
calcular las necesidades de espacio y comparar con el espacio disponible, se generan
diferentes alternativas de distribución en planta.
INTRODUCCIÓN
La producción es el resultado de la interacción de hombres, materiales y maquinaria,
que deben constituir un sistema ordenado que permita la maximización de beneficios,
en consecuencia la misión del diseñador es encontrar la mejor ordenación de las áreas
de trabajo y del equipo (hombres, materiales y maquinaria) en aras a conseguir la
1157
máxima economía en el trabajo al mismo tiempo que la mayor seguridad y satisfacción
para los empleados.
La distribución en planta es el fundamento de la industria, determina la eficiencia y, en
algunos casos, la supervivencia de una empresa. Así, un equipo costoso, un máximo de
ventas y un producto bien diseñado, pueden ser sacrificados por una deficiente
distribución en planta.
El problema del diseño o distribución en planta de una industria de procesado de
alimentos, es muy complejo, puesto que implica la distribución o disposición del equipo
(instalaciones, máquinas, etc.) y áreas de trabajo, respetando los principios de la
seguridad alimentaria. Aún el mero hecho de colocar el equipo en el interior de un
edificio ya representa un problema de ordenación, en el sentido de conseguir una buena
distribución.
La distribución en planta consiste, pues, en el ordenamiento óptimo de las actividades
industriales, incluyendo personal, equipo, almacenes, sistemas de manutención de
materiales, y todos los otros servicios anexos que sean necesarios para diseñar de la
mejor manera posible la estructura que contengan estas actividades. Este ordenamiento
óptimo se centrará en la distribución de las áreas de trabajo y del equipo que sea más
económica para llevar a cabo el proceso productivo, al mismo tiempo, que la más segura
y satisfactoria para el personal y para el entorno de la planta industrial. Se hace
necesario ordenar materias primas, productos, personal, maquinaria y servicios
auxiliares (mantenimiento, transporte, etc.) de modo que sea posible fabricar productos
con un coste suficientemente reducido para poder venderlo con un buen margen de
beneficio en un mercado de competencia.
DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DE UNA INDUSTRIA DE ELABORACIÓN DE
PLATOS PREPARADOS
Diagrama de flujo y agrupación de zonas
El primer paso a efectuar antes de proceder al diseño de cualquier industria, tras definir
el producto y cantidad a elaborar, es la elaboración del diagrama de flujo de los pasos
del proceso (figura 1)
La industria agroalimentaria además de asegurar el control de la regularidad de la
fabricación, como cualquier otro tipo de industria, debe asegurar el control de los
riesgos ligados a la salud del consumidor. Teniendo en cuenta las alteraciones que
producen consecuencias sobre la salud de los consumidores, hay que analizar las
operaciones que las pueden engendrar, cómo se puede reducir el peligro y cómo se
verifica de la forma más rápida posible que el producto es seguro. Este examen debe
realizarse operación por operación y pondrá en evidencia las operaciones “de peligro”
que será necesario someter a imperativos de concepción, de realización y de
explotación.
Una operación que se haya asociado a circunstancias peligrosas se califica como crítica,
lo cual se traducirá en el diagrama de flujo en su clasificación como “zona
ultrasensible” o como “zona sensible”. Por lo tanto, el paso siguiente es la
identificación, sobre el mismo diagrama de flujo, del nivel de sensibilidad de las
operaciones, que requerirán entornos de características higiénicas distintas (figura 2).
1158
Carnes Aves
Caza
Productos
cárnicos
envasados
Pescados Crustáceos
Frutas y
hortalizas
4ª gama
Materias
primas
congeladas
Mantequilla
Materias
huevos
primas secas
queso
Desenvasado
Envases
Desenvasado
Descongelación
Preparación
carnes
Preparación
caza
Preparación
mantequilla
huevos queso
Preparación
pescados
Preparación
materias
primas secas
Preparación
caliente
Enfriamiento
Ensamblado
Pre-envasado
Cocción/Enfriamiento
Envasado
Almacenamiento
Expedición
Figura 1.- Diagrama de flujo de los pasos del proceso de la elaboración de platos preparados
Una vez definido el nivel de sensibilidad de las diferentes operaciones del proceso es
necesario realizar un agrupamiento de dichas operaciones, en función:
de su naturaleza y de su imbricación
de su clasificación con respecto a los posibles riesgos detectados (zonas
inertes, sensibles, ultra-sensibles)
de los puntos de control que permiten garantizar la seguridad de los
productos y la regularidad de la fabricación
1159
En la figura 2 se indica, sobre el diagrama de flujo, el agrupamiento realizado en
este caso.
Carnes Aves
Caza
Productos
cárnicos
envasados
Pescados
Frutas y
hortalizas
4ª gama
Crustáceos
Materias
primas
congeladas
Mantequilla
huevos
queso
Materias
primas secas
Envases
6
Desenvasado
1
Preparación
carnes
Preparación
caza
Preparación
pescados
3
Zona inerte
Desenvasado
Descongelación
2
Preparación
caliente
Preparación
mantequilla
huevos queso
Preparación
materias
primas secas
1 Recepción, almacenamiento materias primas
2 Z ona de preparación de materias primas
Zona sensible
Enfriamiento
Zona ultrasensible
4
3 Preparación caliente
4 Preenvasado
5 Cocción
Ensamblado
Pre-envasado
6 Envasado/Expedición
5
Cocción/Enfriamiento
Envasado
6
Almacenamiento
Expedición
Figura 2.- Identificación de las características de las zonas sobre el diagrama de flujo
Relaciones funcionales
Una vez estudiadas las operaciones unitarias, es decir los Medios Directos de
Producción, es necesario fijar las relaciones entre ellas y su nivel de sensibilidad y
también sus relaciones con los Medios Auxiliares de Producción.
Así pues, tras agrupar e identificar las zonas, es necesario determinar las principales
relaciones entre cada una de ellas, es decir las relaciones primordiales para asegurar el
funcionamiento de la actividad. A partir del análisis de los flujos entre las diferentes
zonas se confecciona la Tabla Relacional de Actividades (figura 3). En este caso, como
1160
se aprecia en la citada figura, se han incluido los Medios Auxiliares de Producción
(vestuarios, laboratorio, oficinas).
En la Tabla Relacional de Actividades se utilizan letras como código para indicar la
importancia de la proximidad y números que corresponden a los motivos que justifican
dicha proximidad, los motivos especificados varían en cada caso y será el ingeniero
quien deba establecer dichos motivos.
1
Recepción
1
2
I
2
Preparación materias primas
3
Preparación caliente
4
Pre-envasado
5
Cocción-Enfriamiento
6
Envasado-Expedición
7
Vestuarios zona inerte
8
Vestuarios zona sensible
9
Vestuarios zona ultrasensible
10 Laboratorio
1
U
3
E
2
X
1, 2
O
2
E
2
O
2
X
1, 2
E
2, 4
X
1
I
7
A
2, 4
O
2
2
U
2, 4
I
O
2
A
2
U
9
E
2
O
2
U
2
U
2
O
2
2
2
A
O
2
U
2
2
1, 2
E
2, 4
O
2, 4
4
5
X
U
U
U
2
I
2
U
2
U
3
U
2
I
2
O
2
2
2
U
U
2
U
2
U
2
U
2
U
2
2
X
3
I
U
2
O
3
X
I
2
U
2
10
2
O
2
8
U
3
U
2
X
2
6
11
2
3
11 Oficinas
1
2
3
4
5
6
7
8
MOTIVO
Proximidad en el proceso
Higiene
Control
Frío, calor..
Malos olores, ruidos…
Seguridad del producto
Utilización de material común
Accesibilidad
A
E
I
O
U
X
PROXIMIDAD
Absolutamente necesario
Especialmente importante
Importante
Poco importante
Sin importancia
No deseable
COLOR ASOCIADO
Rojo
Amarillo
Verde
Azul
Negro / Blanco
Marrón
Figura 3.- Tabla Relacional de Actividades del proceso de elaboración de platos preparados
Para confeccionar la Tabla Relacional de Actividades, al asignar el código de
proximidad, hay que tener en cuenta el principio de la marcha hacia delante, desde la
1161
materia prima hasta el producto terminado sin volver nunca atrás, ni tener cruces de
productos en diferentes estadios de fabricación, así como todos los principios
relacionados con las condiciones de acceso, en especial a las zonas sensibles y
ultrasensibles.
Definición de las superficies
Una vez elaborada la Tabla Relacional de Actividades, se pasa a definir la superficie
necesaria para cada zona.
Para ello se parte de la maquinaria existente en cada zona, de su longitud y anchura,
añadiendo 60 cm. por el lado del operario, cuando lo hay, y 45 cm. por el resto de los
lados para limpieza y reglajes.
El valor de la superficie de cada zona obtenido se multiplica por un coeficiente basado
en las necesidades previstas para vías de acceso y servicios; este coeficiente varía desde
1,3 para planteamientos corrientes hasta 1,8 cuando las manutenciones y los stocks de
materiales son de cierta importancia. Así pues la superficie total estimada para cada
zona, será igual a la suma de las superficies mínimas necesaria para toda la maquinaria
multiplicada por el coeficiente elegido.
La superficie total de la planta será la suma de todas las superficies calculadas para
todas las zonas.
Distribución en planta
Una vez definidas las superficies necesarias para cada zona y por lo tanto la superficie
total de planta, habrá que comparar la información obtenida con la superficie disponible
y efectuar ajustes en caso de que sea necesario.
Se dispone ya de la información necesaria para realizar la distribución en planta de la
industria, que debe hacerse partiendo de la superficie necesaria para cada zona y de la
Tabla Relacional de Actividades. Se comienza por situar las actividades que tienen una
mayor relación de proximidad (A), y se continúa con las siguientes en cuanto a la
relación de proximidad (E), y así sucesivamente.
Aplicación de herramientas informáticas
El proceso integrado del diseño de la planta incluye dos fases: en la primera se hace una
distribución inicial de las zonas, se trata de una situación espacial de las diferentes
secciones en la superficie disponible y, en la segunda, se pasa al desarrollo de la
ingeniería de detalle.
En la primera de las fases citadas, que es la descrita en este trabajo, se deben generar
distintas alternativas y es donde es interesante la utilización de paquetes informáticos
dado que la metodología manual es muy laboriosa y, en la segunda, a partir de la
alternativa seleccionada, se desarrolla el detalle de la planta, situando los pasillos,
tabiques, puertas, etc. así como las instalaciones eléctricas, de vapor, etc.
Uno de estos programas es el WinSabaTM, también en este caso hay que confeccionar la
Tabla Relacional de Actividades o Matriz de Adyacencias, en la figura 4 se presenta la
matriz tal como la presenta este programa.
1162
Figura 4.- Matriz de Adyacencia obtenida con WinSABATM
Figura 5.- Ejemplo de distribución en planta generado con WinSABATM
1163
A partir de la Matriz de Adyacencia y de las superficies de cada zona, el programa
genera la correspondiente distribución en planta (figura 5).
De esta forma se establece una distribución inicial de los locales. Esta distribución es
muy teórica, pero sirve como primera aproximación para establecer los planos de la
industria. El programa realiza únicamente un ajuste matemático en base a la tabla
Relacional de Actividades previamente introducida, debe ser posteriormente el criterio
del ingeniero quien realice los ajustes necesarios hasta llegar a la distribución definitiva.
Debe tenerse en cuenta que la industria planteada es un ejemplo para definir una
metodología de trabajo, en consecuencia el agrupamiento de las áreas es indicativo y las
respectivas superficies son una estimación.
BIBLIOGRAFÍA
Alimentec Industries (1994). “Réussir votre usine agro-alimentaire. De la décision
d´investir à la rédaction de cahier des charges”. Tec-Doc. Lavoisier.
Apple, J. M. (1977). “Plant layout and material handling”. 3ª ed. Krieger Publishing
Company. Malabar. Florida.
Casp Vanaclocha, A. (2004) “Diseño de Industrias Agroalimentarias” Ed. MundiPrensa. Madrid. (en prensa)
Cedarleaf, J. (1994) “Plant layout and flow improvement”. Bluecreek Publishing
Company. Washington.
Critt IAA IdF (1992). “L´usine agro-alimentaire. Guide de conception et de réalisation”.
Editions RIA. Tec-Doc. Lavoisier.
John Geis, A. (1998) “Printing plant layout and facility design” 2ond edition. Graphic
Arts Technical Foundation. GATF Press. Pittsburgh.
Konz, S. (1999) “Diseño de instalaciones industriales”. Ed. Limusa. México.
Muther, R. (1973). “Systematic layout planning”. Second Edition.Management &
Industrial Research Publications. Kansas City. Missouri.
Phillips, E. J (1997) “Manufacturing Plan Layout. Fundamentals and fine points of
optimim facility design”. SME. Society of manufacturing Engineers. Michigan.
1164