Calidad de limpieza y secado, así como consumo de recursos y costos, controlados automáticamente

Con la nueva tecnología Smart Drying, la IA permite un control inteligente de los procesos de secado utilizando aire caliente y vacío con el objetivo de minimizar el consumo de energía y los tiempos de ciclo. El siguiente paso es utilizar IA para controlar y optimizar los procesos de limpieza y enjuague. (Fuente de la imagen: Shutterstock / Frank60)

Cuando se trata de una calidad de proceso consistentemente alta y ahorros en energía, recursos y costos operativos, el innovador sistema LOC abre perspectivas completamente nuevas mediante análisis automatizados de los baños de limpieza y enjuague basados en diversos métodos de medición. (Fuente de la imagen: Ecoclean GmbH)

Para determinar la concentración real del limpiador, se disponen de los métodos de titulación, valor de pH, conductividad y medición de la tensión superficial, mientras que la contaminación del baño puede detectarse mediante fluorescencia y medición de conductividad. Los métodos de medición pueden combinarse según sea necesario, y se pueden integrar fácilmente funciones adicionales o nuevos métodos de medición. (Fuente de la imagen: Ecoclean GmbH)

Una calidad de proceso estable y elevada, así como ahorros en energía, recursos y costos operativos: demandas que los procesos de limpieza basados en agua deben cumplir hoy en día. Para implementar estas exigencias de manera segura y eficiente, Ecoclean ha desarrollado el innovador sistema Lab-on-a-Chip. Mantiene la calidad de los procesos de limpieza y enjuague mediante análisis automatizados basados en diversos métodos de medición, en un nivel óptimo. La nueva tecnología de secado inteligente permite un control y optimización de los procesos de secado con aire caliente y vacío, asistidos por IA.

Las crecientes demandas sobre la calidad de las piezas conducen a procesos de limpieza más complejos. Las especificaciones de limpieza establecidas deben cumplirse de manera estable y reproducible. Esto cada vez más va acompañado de mayores obligaciones de documentación de los parámetros del proceso. Al mismo tiempo, existe la exigencia de limpiar de manera más eficiente en términos de energía y recursos, para reducir la huella de carbono y los costos. En contraste, hay una escasez de personal especializado con la formación y competencia en limpieza necesaria.

Ecoclean responde a esta situación con desarrollos innovadores como el sistema Lab-on-a-Chip (LOC) y la tecnología de secado inteligente para la supervisión automatizada y el control inteligente de la calidad de la limpieza. Estas soluciones garantizan que los procesos de limpieza y secado se realicen de manera óptima y cumplen con los requisitos de documentación mediante la monitorización constante de los parámetros.

LOC – análisis exhaustivos de limpiadores y baños con un solo sistema

Hasta ahora, para analizar la concentración de medios de limpieza o pasivación, así como la contaminación del baño, se requerían diversos sensores, ajustados al medio o proceso correspondiente en los baños. Además, las mediciones suelen requerir numerosos ajustes manuales. La determinación laboriosa de la calidad del baño a menudo conduce a la dosificación adicional del medio de limpieza independientemente del consumo. También, los cambios de baño todavía se realizan en algunos casos en función del tiempo. Ambos aspectos pueden conducir a una calidad de baño y limpieza no óptima, así como al desperdicio de recursos.

Esto cambia con el nuevo sistema LOC, que puede integrarse tanto en sistemas de múltiples baños como en cámaras. La combinación de diferentes métodos de medición en un solo sistema abre un amplio rango para el análisis de limpiadores y baños, sin necesidad de equipar cada baño con diversos sensores, ni depender del medio de limpieza o pasivación utilizado ni del proceso. La toma de muestras en los sistemas integrados en la planta se realiza automáticamente desde las estaciones correspondientes, conectadas a la unidad de evaluación.

Para determinar la concentración de limpiador, están disponibles los métodos de titulación, pH, conductividad y, por primera vez, la medición de la tensión superficial. Esta última permite determinar por separado la cantidad de tensioactivo presente en el baño en sistemas de limpieza modulares, posibilitando así una dosificación dirigida de este componente. La contaminación de los baños puede medirse mediante fluorescencia y conductividad. En el futuro, estos métodos se complementarán con procedimientos para determinar la Contaminación Orgánica Total (TOC) y la medición de partículas. La selección de las mediciones a realizar con la muestra extraída del baño puede configurarse a través del control del sistema. Entre la toma de muestras de los baños, una limpieza automática asegura que los resultados se muestren sin alteraciones en la pantalla y, si es necesario, se inicien acciones correspondientes, como la dosificación adicional de medio o agua, o un cambio de baño.

En la variante autónoma también disponible, las muestras se toman manualmente de los baños a controlar, y el proceso posterior también se realiza automáticamente. En ambas opciones, los métodos de medición pueden combinarse según las necesidades, y se pueden integrar fácilmente nuevas funciones o métodos de medición.

Secado inteligente – secado óptimo con consumo mínimo de tiempo y energía

El secado no solo es uno de los procesos que más energía consume, sino que también representa un cuello de botella en la limpieza de piezas debido al tiempo requerido. Sin embargo, a menudo surgen problemas, especialmente cuando diferentes componentes deben limpiarse y secarse. Para garantizar la seguridad, los procesos de secado a menudo se diseñan con un margen excesivo basándose en una pieza de peor rendimiento, lo que resulta en un mayor consumo de energía, costos elevados y menor productividad.
El objetivo es, por tanto, obtener piezas secadas de manera óptima con un consumo mínimo de energía y tiempo. Ecoclean ha implementado esta tecnología con la inteligencia artificial y el control inteligente de secado Smart Drying, para procesos combinados de secado con aire caliente y vacío. La base es un sensor de humedad y temperatura desarrollado específicamente para esta aplicación, que ya forma parte del estándar en diferentes tipos de sistemas del fabricante.

Para gestionar el secado de manera optimizada en cuanto a tiempo y energía, el modelo de IA de la tecnología Smart Drying se entrenó inicialmente con datos de miles de intentos de secado con diferentes componentes y parámetros objetivos. Basándose en este conocimiento, la IA evalúa la calidad del proceso de secado en curso mediante el análisis de los parámetros humedad, temperatura y presión en la cámara de proceso. Luego, decide qué acción es la más conveniente para un secado óptimo. Esto puede ser, por ejemplo, la introducción de aire caliente en componentes delgados o de plástico. Para el uso de la tecnología Smart Drying, son esenciales procesos técnicamente estables y reproducibles, que aseguren condiciones iguales en la cámara de proceso. Sellos desgastados o sensores no calibrados regularmente, por ejemplo, pueden provocar cambios en el proceso.

Los próximos pasos en el desarrollo de Ecoclean incluyen trasladar los conocimientos del aprendizaje automático (Machine Learning) al uso de IA para el control y la optimización de procesos de limpieza y enjuague.