El lema del estado de Michigan declara: "Si buscas una península agradable, mira a tu alrededor".
Cuando se planifica una instalación totalmente nueva, dos de los muchos temas clave que se investigan son el suministro cercano de materias primas y la disponibilidad de una fuerza laboral calificada. En St. Johns, Michigan, MWC encontró un hogar perfecto para su nueva planta de procesamiento de queso y suero, que ProFood World ha nombrado como ganadora del Premio a la Innovación en Manufactura 2021.
Ubicado a unas 24 kilómetros al norte de Lansing, en el corazón de la industria de fabricación de automóviles de Estados Unidos, MWC encontró no solo una mano de obra local talentosa, sino también el abundante suministro de leche necesaria para su nueva planta de procesamiento.
La instalación lechera de cerca de 35.000 metros cuadrados recibe 8 millones de libras de leche cruda por día y, a partir de eso, produce alrededor de 850.,000 libras de queso en bloques de 40 y 640 libras por día. MWC también produce concentrados y aislamientos de proteína de suero a una tasa de aproximadamente 3.000 lb por hora, que se envasan en bolsas de 20 kg y a granel.
Iniciado en octubre de 2020, el edificio del MWC ahora se extiende por más de 9 acres y procesa aproximadamente el 25% de la leche producida en Michigan.
Complete Filtration Resources (CFR) proporcionó una solución de proceso llave en mano para recibir y procesar la leche cruda, y luego coordinó las necesidades de construcción y servicios públicos de MWC con Shambaugh & Son. La planta incluye algunos de los equipos y tecnología más nuevos de algunos de los fabricantes de equipos más grandes de la actualidad, incluidos Tetra Pak, GEA y la división APV de SPX Flow.
“MWC se formó sobre la base del éxito de Southwest Cheese”, afirma George Chappell, vicepresidente de operaciones lácteas de Glanbia Nutritionals. "Tenemos el mismo tipo de asociación con MWC que con Southwest Cheese, que es un modelo de empresa conjunta [JV], basado en Glanbia Nutritionals que opera la parte de ventas y marketing de la JV". Dairy Farmers of America (DFA) y Select Milk suministran toda la leche, mientras que Glanbia se encarga de las operaciones y la distribución del producto. MWC fue formado en 2018 por estos mismos socios que han estado operando Southwest Cheese en Nuevo México desde 2008.
“El principal atractivo de casi todas nuestras instalaciones es el suministro de leche”, afirma Chappell. “Es un ajuste natural basado en la JV anterior. Glanbia sigue buscando la oportunidad de crecer y mantener su sólida posición como proveedor número uno de quesos y productos de suero en los Estados Unidos".
Calidad y consistencia del producto
Al diseñar la planta de MWC, Glanbia se basó en décadas de conocimiento adquirido en sus otras instalaciones, incluida Southwest Cheese. “Los aplicamos al proceso, la construcción y la forma en que operamos esta instalación”, afirma Chappell.
La instalación de St. Johns agregó nuevos procedimientos de automatización y mantenimiento actualizados, al tiempo que incorporó los aprendizajes de las otras instalaciones de la compañía, explica David North, director senior del sitio del MWC. "Hemos tomado todas esas ideas y todas las últimas mejoras que aportan los proveedores y las incorporamos a esta planta".
Chappell también dice que los comentarios de los clientes recibidos durante los últimos 15 a 20 años y el conocimiento obtenido de ellos también han impactado el diseño de las instalaciones de St. Johns. "Cuando comenzamos Southwest Cheese, no éramos un proveedor de bloques de 640 [lb]", dice. “Southwest Cheese fue la primera instalación en la que fabricamos 640, por lo que fue una curva de aprendizaje difícil para nosotros en esa instalación. La belleza de la planta de St. Johns es que lo hemos estado haciendo durante más de 15 años, y tenemos un muy buen proceso y una receta para el éxito que se ha aplicado aquí ".
Esta vasta experiencia está permitiendo que MWC aumente la producción y cumpla con los requisitos de los clientes más rápidamente. North dice que el éxito de la empresa se basa en la consistencia del producto y en el hecho de que la instalación contiene tecnologías probadas que fabrican un producto probado. Chappell está de acuerdo. “Cuando recorre las instalaciones, puede encontrar muchos de los mismos equipos que se encuentran en muchas instalaciones, al menos en las más nuevas. Pero la forma en que usamos el equipo es la propiedad intelectual que se encuentra dentro de nuestras instalaciones ".
Manufactura esbelta
Si bien la incorporación de tecnologías de proceso probadas a la planta ha contribuido a que sea un éxito, North no descarta el factor mano de obra. "Para que funcione bien, tenemos que contar con buenas personas, con planes de formación y de contratación".
MWC trajo personal de Southwest Cheese, que actualmente trabaja junto con los empleados de St. Johns. North dice que les da confianza a los nuevos empleados, porque el trabajo es diferente a otros trabajos que han tenido y garantiza la seguridad de los empleados. “Sabemos que el equipo es de primera categoría, pero la forma en que capacitamos a las personas que operan la planta es clave para nosotros”, dice.
Una vez que los empleados están capacitados, MWC emplea el Glanbia Performance System (GPS), un modelo tipo Kaizen que analiza cómo funcionan las cosas y luego identifica cómo se pueden lograr eficiencias. El lema de Chappell es "Efectivo antes que eficiente", y aunque la instalación se encuentra ahora en la etapa de aceleración, pronto pasará a la etapa de eficiencia.
El GPS es una colección de herramientas de manufactura esbelta, dice Chappell. “La bueno de todo esto es que estamos a la vanguardia en la industria alimentaria, particularmente en el queso y el suero. Hemos aplicado esos principios y herramientas en la forma en que operamos nuestras instalaciones, y no solo en la forma en que operamos, sino también en la forma en que las construimos y las incorporamos ".
Por ejemplo, cuando MWC estaba en la fase de puesta en marcha, utilizó un principio llamado gestión temprana. “Así es como nos las arreglamos desde la construcción del proceso y luego hasta la puesta en marcha de los productos finales”, dice Chappell. Es clave para mantener el proyecto unido, o lo que Chappell llama preparación operativa. “Esa es la transición desde el momento en que se construye la planta hasta el momento en que se comercializa y se envía el producto al cliente. Es una parte fundamental del proceso general de creación de un sitio nuevo que es bastante fácil pasar por alto si no se está acostumbrado".
El mantenimiento preventivo es fundamental
North dice que se siente bendecido de trabajar con un personal que proviene de una cultura automotriz y de ingeniería que puede pasar fácilmente a la cultura de mantenimiento autónomo y administración temprana en el MWC.
El mantenimiento preventivo (PM) es absolutamente crítico, declara North. “Lo clave es que sacamos esos PM de Southwest Cheese y los trajimos aquí. Simplemente los adaptamos, porque muchos equipos son muy similares, con algunas sutilezas, por lo que podemos colocar esos PM directamente en nuestro sistema aquí".
En MWC, los gerentes de producción no tienen que preocuparse por fallas en los equipos, porque el personal de mantenimiento realiza tareas, como análisis de vibraciones e imágenes térmicas. De hecho, la planta funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana, todos los días del año y ofrece un tiempo de actividad del 100%.
Los cambios de trabajo en la línea se realizan normalmente durante el proceso de limpieza en el lugar (CIP). “Ahí es donde pasamos de una producción de 40 libras a una de 640, y viceversa, en una de nuestras líneas”, dice North. "Es muy simple en comparación con lo que podrían hacer algunas fábricas cuando manufacturan varios SKU".
Actualmente, la instalación procesa alrededor de 300 millones de libras de queso cheddar estilo americano al año. "Podemos hacer una división 50/50, por lo que alrededor de 150 millones de libras de 640 y 150 libras de 40", explica North. “O podríamos hacer 300 millones de libras de queso de 40 libras. Eso nos da una flexibilidad que no tenemos en algunas de nuestras otras plantas ".
Las formadoras de bloques se rediseñaron para proporcionar un espacio más pequeño, un sistema de elevación higiénico y las últimas embolsadoras automáticas para bloques de queso de 40 libras. Los formadores de bloques brindan a los operadores características de seguridad mejoradas y MWC con un costo total de propiedad más bajo para operar las líneas, según Tetra Pak.
40 bloques de libra de queso se ponen en cajas y se sellan, luego se transportan a un paletizador en una sala adjunta.
Las instalaciones de MWC tienen 16 tinas de queso horizontales grandes Tetra Pak capaces de producir 10.000 libras en cada lote. Las tinas cuentan con la última tecnología de sellado, proporcionan un fácil mantenimiento y reducen la probabilidad de fugas. Los sistemas de cinta de queso incorporan tecnología avanzada de separación de suero y cuajada de queso, lo que reducirá el tiempo de inactividad del CIP y, por lo tanto, aumentará el tiempo de producción”.
La solución de proceso llave en mano proporciona beneficios sustentables
El equipo se planeó, modeló y coordinó con Shambaugh para garantizar que pudiera colocarse dentro de la estructura y ensamblarse antes de que se completara el espacio del edificio. Las tuberías de proceso interconectadas se coordinaron con los servicios públicos y las bandejas de cables en bastidores de tubos combinados masivos suspendidos de la estructura hacia y afuera de los cerca de 2800 metros cuadrados adicionales de CIP de queso, almacenamiento de cultivo, empaque secundario y espacios de apoyo dedicados al proceso de fabricación de queso.
MWC contrató a CFR para proporcionar una solución de proceso llave en mano para recibir y procesar leche cruda, y coordinó las necesidades de edificios y servicios públicos con Shambaugh para garantizar una puesta en marcha rentable, oportuna, segura y exitosa, dice el copropietario de CFR, John Park. "Se utilizó una variedad de modelado de procesos, modelado de fluidos y modelado de equipos y tuberías en 3D para planificar el acceso de mantenimiento, la facilidad de instalación y el flujo de trabajo operativo antes de que comenzara la fabricación".
Los trabajadores de la planta viajan por corredores prístinos que muestran los valores de la empresa, como mostrar respeto y ganar juntos.
CFR proporcionó una solución de proceso para la planta de suero, utilizando modelado de procesos, modelado de fluidos, equipos 3-D y modelado de tuberías para planificar el acceso de mantenimiento, el uso de la instalación y el flujo de trabajo operativo. “Se diseñaron líneas de producción dobles en toda la planta de suero”, afirma Park. La pasteurización y el fraccionamiento del almacenamiento de suero también se acomodaron en el espacio.
El gerente de proyectos de Shambaugh, Caleb Casper, señala el uso de modelos 3D para determinar todas las ubicaciones de los desagües como una parte crucial del éxito del proyecto. Cualquier goteo o filtración puede hacer que los pisos se deterioren con el tiempo. Shambaugh colocó los desagües centrales en los lugares adecuados y diseñó bandejas colectoras para evitar que el agua golpeara el piso. Durante el CIP, a medida que las válvulas pulsan, el líquido va directamente al drenaje del cubo.
Un sistema de recuperación de finos de queso que utiliza decantadores de tazón corto minimiza el crecimiento bacteriano en el suero clarificado. Se instalaron doce sistemas de filtración con una superficie total de 6.038 metros cuadrados en 3994 metros cuadrados del espacio de procesamiento del suero, incluidas dos salas de CIP. El sistema fue diseñado para recuperar alrededor de 95%, o alrededor de 800.000 galones de agua, cada día del proceso del suero y convertirlo en agua de Categoría 1 para su uso en toda la planta.
Chappell dice que la mejor manera de gestionar los residuos es, en primer lugar, no tenerlos nunca. MWC intenta eliminar todos los residuos que pueda y maximizar el uso de toda el agua. “La industria láctea es un entorno único, porque el 87% de la leche es agua. Usamos el agua de la leche para limpiar nuestro equipo antes de que llegue a la planta de tratamiento de aguas residuales ”, dice. “Eso nos permite minimizar realmente la cantidad de agua que necesitamos usar. También disminuye la cantidad de agua que se desecha".
En otras áreas de sustentabilidad, MWC planea implementar equipos de mejora enfocados para ver cómo se puede minimizar el desperdicio y mejorar la eficiencia operativa. En la actualidad, North dice que los accionamientos de frecuencia variable (VFD) de la planta están al 80%.
Cuando las líneas de procesamiento de suero y queso están en funcionamiento, hay calor residual en el lado del queso que se puede usar en el lado del suero, dice North. "Usaremos otro juego de placas dentro de ese pasteurizador donde podemos transferir calor. Cuando el lado del suero está bajando, podemos transferir calor nuevamente al lado del queso. Hace una gran diferencia en la cantidad de energía que usamos en el costo por libra de nuestro producto ".
Manejo de aire
El edificio también necesitaba satisfacer los estrictos requisitos de temperatura, humedad y filtración del MWC. “El método de procesamiento de producto abierto proporcionó un desafío único para lidiar con la carga latente de la habitación y cómo manejar el movimiento del aire para minimizar el empañamiento potencial”, dice el ingeniero mecánico senior de Shambaugh, Alex Sumajin. Además de estos desafíos, el gran volumen de aire requerido para el espacio creó sus propias dificultades. El equipo de Shambaugh seleccionó sistemas de manejo de aire de proceso crítico (CPA) capaces de proporcionar hasta un 100% de aire exterior a la temperatura de infiltración requerida.
Según Sumajin, las unidades tienen aislamiento de doble pared e incluyen serpentines de enfriamiento de glicol de acero inoxidable para deshumidificación, serpentines de recalentamiento de vapor para apoyar la deshumidificación activa y el control de temperatura del espacio, y calentamiento de gas para cuando se requiere aire exterior templado.
Los escapes integrales CPA operan en VFD que son capaces de modular para mantener la presión de aire, al mismo tiempo que reducen la instalación de conductos de aire de retorno de chapa. Un sistema de controlador lógico programable (PLC) de Allen-Bradley es compatible con el sistema HVAC y se integra con los controles de proceso para la selección del modo de operación CPA en toda la interfaz hombre-máquina (HMI) del proceso. “El resultado es un control muy estricto de la temperatura y la humedad, tres niveles de filtración hasta MERV 14 para la máxima calidad y seguridad alimentaria, control activo de la presión para garantizar que se mantengan las zonas de higiene, capacidad de lavado total del equipo CPA y el conducto de distribución de aire, y integración en los controles de proceso, de modo que los operadores puedan gestionar el sistema HVAC desde las HMI de la planta ”, afirma Sumajin.
Además, las tuberías de servicios públicos y químicos y las bandejas de cables son accesibles para el mantenimiento y la expansión futuros, al tiempo que se garantiza una instalación higiénica y que se puede limpiar.
Uno de los muchos desafíos encontrados en el proyecto fue evitar los soportes colocados en el piso en las áreas de procesamiento, dice Ritzert. "Con cargas puntuales de racks de procesos / servicios públicos / eléctricos combinados que superan las 7.000 lb, crear un detalle limpio para colocar los racks en la parte inferior del techo prefabricado requirió un poco de pensamiento, ingenio y planificación".
Sin el uso del modelado en 3-D, el proyecto habría tenido el desafío de realizar todas las conexiones eléctricas y de servicios públicos necesarias, así como los detalles de interconexión del proceso de tuberías.
El director del sitio principal del MWC, David North, y el vicepresidente de operaciones lecheras de Glanbia Nutritionals, George Chappell; la propiedad intelectual estatal y la experiencia obtenida de otras instalaciones de Glanbia hicieron que el proyecto St. Johns fuera un gran éxito.
Se cumplieron los protocolos COVID-19
Si bien el MWC completó la mayor parte de sus pruebas de aceptación de fábrica (FAT) antes de que comenzara la pandemia, todos los procesadores tuvieron que pensar en nuevas formas de realizar FAT una vez que el coronavirus estaba desenfrenado. MWC realizó visitas virtuales a las plantas con los clientes. En circunstancias normales, Chappell dice que los clientes visitarían el sitio en paralelo con las fases de ingeniería y diseño. Dado que eso no pudo suceder durante la pandemia, MWC invirtió en un robot.
“Un pequeño robot simplemente nos acompañó y llevábamos a los clientes a un recorrido virtual por la planta usándolo”, explica Chappell. "Si quisieran ver algo específico, podríamos llevarlos a esas áreas y mostrar o demostrar varias cosas".
Hoy, con las restricciones del COVID disminuyendo un poco, MWC todavía se adhiere a un plan de seguridad sólido con grupos más pequeños y selectos permitidos adentro.
Cerca de 150 trabajadores fueron contratados antes del primer día de operación de la planta. Debido a las limitaciones de espacio, la capacitación no se pudo realizar en el lugar durante la pandemia. Para mantener al personal seguro y distanciado socialmente, MWC alquiló un edificio adyacente para realizar capacitaciones y pruebas. Al final resultó ser un plan realmente bueno, explica North. La inesperada atmósfera de formación ayudó a crear una sólida cultura de empleados.
Según Casper, Shambaugh trabajó con Glanbia y las autoridades estatales y locales para garantizar que se cumplieran todas las regulaciones COVID-19 necesarias. Se concibieron más de una docena de soluciones de protocolo y se llevaron a cabo en cuestión de días. Se implementó una solución de rastreo de contactos para trazar el movimiento del personal y las interacciones en el sitio. Los equipos de saneamiento limpiaron las áreas de alto contacto una vez cada hora durante todo el día. Se instaló un punto de control de temperatura.
“Gracias a los protocolos que se implementaron, la comunicación que tuvo lugar, la limpieza que tuvo lugar, pudimos superar el miedo”, explica Chappell. Como resultado, el MWC pudo cumplir con los hitos del proyecto. “Eso en sí mismo es una tarea alucinante”, agrega.
North señala que Shambaugh & Son lograron atravesar la fase de construcción sin infecciones por COVID-19. “S&S ha realizado un trabajo excelente gestionando todo el proceso por nosotros”, añade. De hecho, el proyecto se entregó antes de lo previsto en 17 meses.
Cultura de seguridad alimentaria
El MWC lleva a cabo una capacitación en línea mensual de 20 a 30 minutos sobre temas, como los patógenos transmitidos por los alimentos y el lavado de manos, para poner al día a su fuerza laboral en materia de seguridad alimentaria, ya que muchos miembros del personal han pasado de una cultura de fabricación de automóviles y deben aprender de seguridad alimentaria, necesidades sanitarias y de seguridad de la industria.También hay un proceso de incorporación al que todos los empleados deben asistir antes de poner un pie en la planta.
“La filosofía es bastante simple”, dice Chappell. “Construimos la calidad de los alimentos desde el diseño, a través de la ingeniería y lo que hacemos. Y luego, ponemos capas encima de eso. Esa es la cultura de seguridad alimentaria. Es bastante simple cuando lo piensas de esa manera, pero no es fácil de ejecutar. Pero es sencillo pensar en cómo llegar a un producto de buena calidad y apto para alimentos".
MWC honra a sus empleados por hacer un gran trabajo al brindar reconocimiento frente a sus compañeros. Los trofeos internos se trasladan a las áreas de la planta que se desempeñan al más alto nivel.
Mantener la seguridad de los trabajadores también es fundamental en el MWC. “La seguridad es uno de nuestros no negociables, y sin dudarlo responsabilizamos a las personas por hacer su trabajo de manera segura”, explica Chappell.
“Durante todo el proceso, tuvimos ingenieros y el equipo de preparación operativa trabajando juntos, identificando cosas como lugares difíciles de alcanzar y eliminándolos”, afirma. "Entonces, eliminas algunos de los riesgos por diseño, y luego, hay algunas cosas que no puedes, y ahí es donde ocurre la superposición de la cultura".
Ritzert dice que el diseño limpio de los espacios de procesamiento distingue a esta instalación de otras plantas. “Los pisos de las plantas de alimentos, específicamente los elementos de pisos difíciles de limpiar, son uno de los mayores desafíos para la integridad del producto y la seguridad alimentaria. Dirigir los desechos hacia el drenaje, los pisos inclinados de manera que las áreas de alto tráfico estén secas para el tránsito peatonal de los operadores, ubicar los desagües para que sean accesibles para la limpieza y evitar los soportes colocados en el piso fueron elementos clave de las actividades de planificación temprana ".
La limpieza es también una competencia central en MWC. Tener un lugar de trabajo organizado con protocolos 5S puede dar forma a una cultura de planta. "Si crea un comportamiento, una mentalidad, una cultura en torno a que no aceptamos fugas, o no aceptamos cosas por ahí, ayuda a respaldar la seguridad, la calidad y la sustentabilidad", dice Chappell. “Como ejemplo simple, sin el servicio de limpieza, podría aceptar que tiene una manguera desenrollada en el suelo. Si lo miras en la superficie, no es gran cosa, hasta que alguien tropieza con él y se cae y tiene una lesión, o se convierte en una fuente contaminante ".
North está de acuerdo. “Siempre lo hemos llamado 100% listo para auditorías. Si tenemos auditores en el lugar, no es necesario que nos preparemos ", afirma. "Siempre estamos listos para ello".
Cuando se construye una instalación totalmente nueva, Glanbia normalmente tiene la intención de ampliar la instalación en el futuro, explica Chappell. “Podemos aprovechar las eficiencias. Cuando entramos en un sitio totalmente nuevo, tomamos decisiones muy conscientes sobre qué eficiencias aplicaremos al principio y cuáles sacaremos en una fecha posterior. Ya tenemos una lista de proyectos de eficiencia que estaremos llevando a cabo en los próximos años”, dice. “Somos muy conscientes de que lo que traemos hoy es lo que nos depara mañana. Tenemos varios proyectos de sustentabilidad que llevaremos a cabo y que nos brindarán una mejor eficiencia energética, y todas estas cosas se pueden superponer en una fecha futura ".
Un plan que funciona
Ritzert dice que no puede recordar un proyecto en el que todos los aspectos del equipo superaron las expectativas, incluido un gran propietario, un equipo de gestión del sitio insuperable, grandes proveedores de procesos, subcontratistas y consultores, una gran fuerza laboral local y un gobierno local comprometido con el éxito del proyecto. “Fue solo a través de las acciones de todas y cada una de estas personas que pudimos llevar a cabo este gran y complejo proyecto y superar los obstáculos tan bien como lo hicimos”, dice.
Chappell ve un gran futuro para la instalación y dice que el mercado del queso y el suero es económicamente resistente. "Podemos atravesar reflujos y flujos de cambios en el mercado, pero la gente sigue comiendo queso y sigue comprando productos proteicos".
Pero a medida que cambian los hábitos de compra de los consumidores, Chappell dice que el MWC puede gestionar las condiciones del mercado y puede adaptar su producción para abastecer a su gran base de clientes que vende productos de marca y de marca propia.
“La demanda de queso ha crecido histórica y constantemente durante los últimos 30 años a una tasa de alrededor del 2% al 3%”, dice. “Efectivamente, puede incorporar una nueva instalación de este tamaño aproximadamente cada cinco a ocho años. Si observa el historial de lo que hemos hecho como empresa conjunta y como Glanbia Nutritionals, estamos creciendo aproximadamente al mismo ritmo que soportaría la demanda del mercado ".
Chappell dice que se sentiría muy cómodo si se le pidiera que construyera una instalación similar. “Conocemos el plano. Sabemos cómo hacer que funcione de principio a fin, desde el diseño de una idea hasta su finalización y ejecución ". Pero Chappell dice que él y North no habrían hablado de esta manera hace 20 años. “Son piezas que hemos aprendido y desarrollado a lo largo de los años. Ahora tenemos un plan que funciona ".
