Reforma a accionamiento directo de tanques de fermentación de goma xantana: fuera el reductor, 155 rpm dentro

La goma xantana se produce por fermentación, y la etapa de extracción agita el caldo en un tanque donde una agitación más rápida significa mayor rendimiento. El tren de accionamiento existente era convencional: un motor asíncrono de 1500 rpm, gobernado por un variador estándar, que movía el impulsor a través de un reductor hasta 150 rpm. Cada revolución añadida en el impulsor había que pagarla con una etapa de engranajes.

La reforma sustituyó el conjunto por un motor síncrono de imán permanente de 160 rpm, acoplado directamente al impulsor. El reductor desaparece, junto con sus pérdidas y su mantenimiento, y el variador elegido para el servicio fue un YDS8500 T4-E002 dimensionado a partir de los parámetros del motor.

La puesta en marcha siguió la secuencia segura habitual —parámetros del motor aprendidos sin carga en el eje, acoplamiento conectado y carga aplicada después—, pero además dio un diagnóstico útil. Con carga pesada el motor no alcanzaba la velocidad nominal, y activar el debilitamiento de campo apenas ayudaba. La medición explicó por qué: la fuerza contraelectromotriz real del motor era de 406 V, muy por encima del 90 % de la tensión nominal que debería mostrar una máquina correctamente especificada. Con un suministro de 395 V, el bus de CC del variador caía de unos 550 V a 510 V bajo carga, de modo que al acercarse el motor a la velocidad nominal la tensión de salida del variador quedaba por debajo de la fuerza contraelectromotriz y el motor perdía el control.

El remedio merece quedar registrado, porque se aplica a cualquier reforma en la que se reutilice el motor existente de la máquina accionada. Había dos opciones: intercalar un transformador aguas arriba del variador para elevar su tensión de entrada, o instalar un variador de cuatro cuadrantes que regule activamente el bus de CC en lugar de dejarlo seguir al suministro. La planta aceptó por el momento un compromiso práctico: limitar la velocidad de producción a 155 rpm, que sigue por encima de los 150 rpm a los que funcionaba antes el tanque, de modo que el rendimiento aumentó incluso con esa limitación.

El tanque sigue una receta de lote de 72 horas: 80 rpm las primeras 24 horas, 100 rpm las segundas y 155 rpm las terceras, y por eso la velocidad variable importa aquí más que en un mezclador de servicio constante. Para cuantificar el beneficio, la planta instaló contadores inteligentes tanto en el tanque convertido como en uno sin convertir. A lo largo de un ciclo completo de producción, el tanque convertido consumió 2400 kWh menos, unos 800 kWh al día. Con 30 tanques idénticos en la instalación, convertirlos todos supondría varios millones de yuanes al año en electricidad evitada a tarifa industrial, razón por la cual la planta prevé avanzar tanque a tanque.