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¿Cómo funciona el corte por chorro de agua?

Agua potable a más de 3000 bar de presión pasa por una boquilla de diámetro entre 0,1 y 0,2 mm. El chorro resultante corta el producto limpiamente, tanto en fresco como en congelado, respetando en su caso la cadena del frío.

Al ser un hilo de agua, los cortes pueden ser rectos o curvos. La calidad del corte depende del tipo de producto, de la temperatura y de la velocidad de corte. Una velocidad media de corte puede estimarse entre 50 y 80 mm/s. Para algunos productos esta velocidad puede bajar hasta los 15 mm/s, mientras que para algunos semifríos, mousses o bizcochos la velocidad puede alcanzar los 300 mm/s.

waterjet

La máquina de corte necesita para su funcionamiento una bomba de agua que trabaja con el principio de intensificador de presión hidráulico. Las bombas de agua que utilizamos en nuestras máquinas Watercut, fueron desarrolladas en los años 70. Hoy en día, nuestro proveedor principal de componentes de alta presión es la empresa que desarrolló esta tecnología. Desde entonces, el agua se utiliza para el corte de planchas de metal, plástico, vidrio, mármol, granito y otros materiales. La diferencia principal es que para el corte de estos materiales es necesario añadir partículas de abrasivo (arena o similar) al chorro de agua, mientras que para el corte de los productos de pastelería o alimentos, el agua que se utiliza es potable, es decir, sin aditivo alguno.

En los años 80 se desarrollaron instalaciones industriales de corte por chorro de agua de alto rendimiento. La tecnología era muy cara y las máquinas se desarrollaban específicamente para cada producto.

La tecnología del chorro de agua es el mayor avance en muchos años para mejorar la rentabilidad de un obrador. El operador coloca la plancha de pastel sobre una bandeja especial provista de cuchillas, abre la puerta de la máquina Watercut, introduce la bandeja con el producto en la máquina, cierra la puerta y presiona el botón START. Mientras que la plancha de pastel está siendo cortada, el operador puede embalar las porciones de pastel cortadas en el ciclo anterior. En cuestión de minutos se puede volver a la máquina, abrir la puerta y sacar la bandeja con la plancha ya cortada. Así de fácil.

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¿El chorro de agua moja el producto?

El agua atraviesa el pastel a 2,5 veces la velocidad del sonido. La pequeña traza de humedad residual es muy inferior al resultado de cortar con un cuchillo mojado. No supone problemas de ningún tipo si el producto se distribuye refrigerado o congelado.

El mecanismo patentado de la máquina se basa en un chorro que atraviesa el pastel y es evacuado por un agujero por el que la misma fuerza del agua arrastra aire y todo resto de humedad en el ambiente. Además, para evitar que se moje el producto por debajo y haya rebotes de agua en la rejilla, ésta se compone de cuchillas afiladas que soportan el pastel y desvían el agua hacia el agujero de evacuación. Disponemos de dos modelos de rejilla con diferente paso entre cuchillas.

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¿Qué productos podemos cortar?

La variedad de productos que pueden ser cortados por este método es mayor que con cualquier otro método de corte, especialmente si tenemos en cuenta que es una técnica adecuada para el corte de productos a temperatura de -20 °C (-4 °F).

Una gran variedad de pasteles, bizcochos, tartas, milhojas, ganaches, decoraciones en chocolate, brownies o pasta de galletas se cortan con resultados perfectos mediante el chorro de agua. Esta tecnología es muy adecuada sobre todo si nuestra gama de productos es amplia y cambiante. Como todo método de trabajo, tiene sus observaciones: no se recomienda su utilización para los productos frescos que son envasados inmediatamente y que se deben mantener posteriormente a temperatura ambiente. Para el chocolate, dependiendo de su composición podremos cortar un espesor de hasta aproximadamente 1 cm, pues los resultados varían en función de su composición. Muchos cortan mayores espesores para luego cubrir las piezas con más chocolate. Las coberturas finas, por lo general, no tienen ningún problema para ser cortadas.

Otro punto de atención es el corte de cremas a temperatura por encima de 0 °C, dado que se pueden volver a pegar tras el corte si su consistencia es baja o la corriente del chorro puede arrastrar parte de la crema, dejando una separación más grande entre las porciones que la teórica. Con estas limitaciones generales, (algunas de las cuales tienen fácil solución, como por ejemplo, permitiendo la evaporación de humedad durante unos minutos en el caso de productos frescos, un golpe de frío en el congelador o un pequeño cambio en la composición del producto) afirmamos que la flexibilidad de la máquina en relación con el corte de los diferentes productos es uno de los sus puntos más fuertes.

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¿Qué significa el concepto "potencia de corte"?

Hay 2 parámetros principales que modifican la energía que el chorro de agua puede tener para cortar: el diámetro de la boquilla que se utilice y la presión de agua que puede dar la máquina. De este modo, a mayor boquilla y mayor presión, mayor será la potencia de corte. De este modo, puede darse alcanzar una potencia de corte equivalente con una boquilla grande y una presión baja comparando con una boquilla pequeña y una presión alta. Esta gráfica muestra la relación entre la presión (eje horizontal) y las diferentes boquillas, que determinan la potencia de corte (en el eje vertical).

Cutting Power vs pressure

Por ejemplo, una Watercut LX con presión fija a 2700 bar y trabajando con un zafiro de 0.17 mm da una potencia de corte similar a 3300 bar y 0.15 mm de zafiro. La máxima potencia de corte de una Watercut LX a 2700 bar que usa un zafiro de 0.20 mm es como tener una máquina que trabaja a 3200 bar con un zafiro de 0.17 mm o a 4000 bar con uno de 0.15 mm.

Watercut LX cutting power

Tanto la Watercut LX Advance como la Watercut XS permiten modificar la presión de corte desde 1400 hasta 3500 bar gracias al intensificador hidráulico de presión variable que incorporan. Ambos modelos admiten boquillas hasta 0.20 mm en todo el rango de presiones, siendo las máquinas con mayor potencia de corte del mercado.

Watercut XS cutting power

Esta potencia de corte emplea su energía para cortar el producto y la va perdiendo conforme avanza la profundidad del pastel. Por ello, no es lo mismo cortar el mismo producto de 5 mm de espesor que de 80 mm. Las máquinas también permiten jugar con la velocidad con la que se mueve el chorro. Para productos muy duros (un pastel congelado) necesitaremos más energía durante más tiempo que para otros más blandos o más finos (un bizcocho).

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¿Puedo programar todos los cortes que quiera?

La máquina se entrega con un software generador de trayectorias que incluye las formas de corte más habituales (rectángulos, círculos, elipses, banderas, pañuelos...). El cliente elige el tamaño de las porciones y del pastel desde el que partimos.

watercut creator

También es posible la introducción de imágenes, tales como logotipos o fotografías, perfilar estas imágenes con el software y generar trayectorias según estas formas, en cualquier tamaño, y repetirlas en la bandeja el número de veces que se desee.

Scan Watercut creator

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¿Cuál es la capacidad de producción?

Con la máquina WATERCUT, la capacidad de producción ya no está limitada por nuestra disponibilidad de mano de obra para cortar. Las horas de mano de obra cualificada se transforman en minutos de mano de obra no cualificada. Estimamos una producción promedio de entre 10 y 12 planchas de pastel completas (de 600 x 400 mm) por hora, con la máquina estándar de boquilla única. Esta es sólo una aproximación debido a que el tiempo varía desde menos de 2 min para una plancha de bizcocho fresca o congelada a un máximo de 12 o 15 minutos para una plancha de pastel de gran espesor, fresca, cortada en pequeñas porciones y con formas complejas.

Producciones mayores tampoco son un problema. Se pueden proponer configuraciones de máquina multichorros (“multi-jet”) con una bomba de agua externa más potente o una bomba de mayor capacidad que alimente a dos o más máquinas de boquilla única.

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¿Qué repercusión tiene el corte por chorro de agua en mi negocio?

En los primeros días de uso de la máquina a menudo se utiliza para efectuar cortes del mismo tipo a los realizados antes de tener la máquina, es decir, cortes rectos. Desde ese momento, los ahorros comienzan a ser visibles. El primer cambio que notamos es que no hay necesidad de elevar la temperatura del producto para cortarlo. Usted puede cortar la cantidad de producto que necesita en cada momento y el resto permanece en el congelador. La cadena de frío se mantiene. La mayoría de los productos se pueden cortar y ser devueltos al congelador. La calidad del corte es uniforme y perfectamente vertical, con un borde superior impecable y no hay mezclas de color entre las capas del pastel. La máquina puede ser utilizada por cualquier persona en el taller y el resultado del corte es siempre el mismo.

Una vez que el cliente va adquiriendo confianza en la máquina, comienza a realizar el corte con diversas formas. Se evita la compra de moldes, con todo el ahorro adicional que ello conlleva. Además, se puede cambiar el tamaño de cada porción de pastel por programa. No habrá pues errores de tamaño de las porciones a causa de moldes mal dimensionados. Editamos un par de milímetros más aquí, o un par menos allá, y en dos minutos tenemos nuevas formas listas para cortar. A partir de este momento la máquina es indispensable para nuestra producción. El tiempo de corte se reduce de manera significativa comparativamente a cuando no disponíamos de la máquina. Ahora contamos con más personal cualificado para realizar otras operaciones.

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¿Cómo incidirá la Watercut en nuestros procesos productivos?

A pesar de que todo proceso de cambio es progresivo, los cambios suceden rápidamente con la máquina Watercut. La reducción en los costes de producción es tan clara que los clientes pronto redirigen toda su producción de manera que pase a través de la máquina. Si nos basamos en una producción de pastelería congelada, la máquina permite sustituir la producción de tartas circulares por la producción de planchas de 60 x 40 cm de las que podemos obtener pasteles conforma de porción como si hubieran sido cortadas desde una tarta. Esto conlleva un ahorro en los congeladores, en la manipulación, en el embalaje de los productos, etc. Los clientes profesionales valoran especialmente que todas las porciones son iguales entre sí, y sobre todo, saben que en una tarta envasada, el cliente recibe un número exacto de porciones para su consumo, por lo que se asigna perfectamente el costo exacto por porción.

Las porciones anteriormente producidas con moldes, si pasamos a fabricarlas cortándolas en una plancha mediante chorro de agua, suponen un cierto desperdicio de material, por lo que son gradualmente eliminadas del catálogo (octógonos, por ejemplo), y son sustituidas por porciones que no generan residuos (hexágonos o banderas). La razón fundamental no es la pérdida de material, sino sobre todo el trabajo adicional necesario para eliminar estos pequeños desperdicios entre las porciones a la hora del embalaje. Se aceptan estas pequeñas pérdidas de producto en porciones especiales, como corazones de San Valentín u otras formas especiales. La máquina de corte es tan precisa que cuando se cortan los círculos, la pérdida que supone el material comprendido entre los círculos no excede del 17% del material global. Con esta tecnología la imaginación del fabricante se desata para crear nuevos productos. Puede cortar trozos de chocolate o caramelo para decorar tartas como base para nuevas creaciones, piezas para poner en tarrinas, pastas o biscuits antes de hornearlos, canapés, además de todos los productos habituales, tales como pasteles, bizcochos, etc.

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¿Qué modelo de Watercut necesito?

Si bien todos los modelos tienen potencia de corte suficiente para cortar productos congelados y decoraciones en chocolate, las máquinas están enfocadas según la importancia que tenga el corte de decoraciones complejas en chocolate en el negocio.

Si lo más importante es cortar porciones de pasteles, recomendaremos una Watercut LZ o una Watercut LX.

En estas máquinas se pueden cortar figuras en chocolate, pero si queremos tener diseños más complejos le añadiremos una válvula ON/OFF a la Watercut LX para cortar agujeros.

La Watercut LX Advance cuenta con la válvula ON/OFF y a su vez puede variar la potencia de corte de 1400 a 3500 bar. Por último, la Watercut XS tiene una mecánica enfocada en el corte de decoraciones complejas de chocolate con la mayor precisión y velocidad del mercado, pudiendo, obviamente, cortar pasteles en congelado debido a su enorme potencia de corte.

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¿Cómo sabe la máquina por dónde cortar?

El corte se realiza tomando la rejilla sobre la que se introduce el pastel como referencia. Para ello el operador debe colocar el pastel siempre en relación a unas marcas en la propia rejilla. Se aprende rápidamente. No es necesaria ninguna formación especial para utilizar la máquina como operador, sólo algunas nociones de seguridad.

bandeja

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¿Cómo retirar el producto de las bandejas?

Lo más práctico es usar espátulas de grandes dimensiones para retirar varias porciones en cada movimiento, sobre todo si van a ser distribuidas en cajas colectivas sin separación previa. Algunos productos pueden cargarse y descargarse por volteo, pero no es lo habitual.

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¿Puedo cortar distintos productos al mismo tiempo?

El usuario dispone de un mínimo de dos bandejas de trabajo para introducir los productos en la máquina; los productos sólo están en contacto con su bandeja y con el chorro de agua, así que no hay la posibilidad de contaminación cruzada de los sabores o colores entre diferentes productos. Para escoger un programa de corte, simplemente se selecciona su nombre en la pantalla táctil. La máquina almacena hasta 2500 programas de corte organizados en 64 carpetas diferentes.

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¿Es un chorro suficiente?

Con una producción aproximada de una bandeja cada 2-5 minutos (según cortes y productos), la máquina de un chorro permite asegurar la producción de una empresa sin tener que preocuparse por incrementos de producción. Por otro lado, la producción de una hora y media al día es suficiente para amortizar la máquina desde el punto de vista del costo de la mano de obra. A partir de esta producción la máquina es, desde el punto de vista económico, imprescindible. Si a pesar de todo, la producción de una máquina fuera insuficiente, estudiamos la mejor opción para poner múltiples máquinas, combinaciones de una bomba de agua con varias máquinas, máquinas multichorro automáticas...

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¿Cómo se justifica el costo de la máquina?

En primer lugar, la máquina reemplaza a los operadores de corte, realizando el trabajo más rápido y con mejor calidad. En un obrador el corte representa el 20% del trabajo. Con una mano de obra de 5 personas la amortización se realiza en 4 o 5 años, con 10 personas el plazo de amortización baja hasta los dos años.

En segundo lugar, la máquina puede cambiar el modo de trabajo y además permite crear nuevos productos. Léase eliminación de moldes, preparación de bizcochos, corte de canapés... La experiencia nos demuestra que el aumento del valor añadido de los productos es más importante que los ahorros en el costo de la mano de obra directa. Los clientes de la máquina ganan hasta un 50% más en algunos productos cortados con formas sobre el mismo producto en recto. En otros casos el precio de venta se mantiene y además de los ahorros de costes, se logran aumentos muy importantes en las ventas.

Teniendo en cuenta los dos razonamiento precedentes, puede concluirse que entre el aumento de la capacidad de producción y el aumento en el valor añadido de los productos, los beneficios de una Watercut son muy superiores a los meros cálculos de ahorro en mano de obra y eso a pesar de que los plazos de amortización ya son interesantes de por sí. En la práctica, la mayoría de los clientes han aumentado la mano de obra del obrador gracias a que sus aspiraciones de beneficios pasan a ser de un rango superior.

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¿Coste de mantenimiento?

El costo global de mantenimiento de la máquina Watercut, energía y amortización aparte, calculado a partir de los datos históricos para una máquina estándar de un chorro es aproximadamente de 4 euros por cada hora efectiva de corte. En una hora se estima una producción de 10 o 12 planchas de pastel, por lo que tenemos un costo de 0,40 euros por cada plancha. El mencionado coste global de mantenimiento incluye puntualmente gastos del orden de unos 1.000 euros. Estas cifras deben considerarse en el contexto de toda la producción que realiza la máquina Watercut y no es comparable con el mantenimiento de otros tipos de máquinas (como por ejemplo un refrigerador). Realizando el mantenimiento adecuado, la máquina tiene una larga vida en producción. La primera máquina instalada en el año 2003 trabaja actualmente a dos turnos durante varios meses al año. Después del primer año de producción los costos de mantenimiento se mantienen estables, con algunos picos cada 2 a 3 años.

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¿Cómo se desarrollan la instalación y la formación?

El período de puesta en marcha de un modelo estándar de máquina Watercut es de 2 días. En menos de 4 horas, un fontanero y un electricista del cliente realizan la conexión de la máquina a los respectivos suministros: agua (se necesita un equipo descalcificador y filtros de 20 y de 5 micras en la acometida), aire comprimido, desagüe y energía eléctrica. El aire húmedo que sale de la máquina se puede conectar más tarde. El primer día de la puesta en marcha, la máquina está funcionando ya al 100%. El segundo día, nuestro técnico enseña al cliente cómo utilizar la máquina y la producción puede comenzar. También enseña el uso del software generador de trayectorias y cómo realizar el mantenimiento básico de la máquina. En instalaciones remotas, nos podemos quedar más tiempo día para reforzar los conocimientos adquiridos, mientras que la producción se realiza simultáneamente.

 

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¿Servicio Técnico?

Metronics Technologies cuenta con un equipo técnico de 6 ingenieros disponibles para atender los posibles problemas. Las piezas que necesitan un mantenimiento más frecuente son los componentes relacionados con la alta presión, es decir: bomba de agua, válvulas y boquillas. Nosotros tenemos stock de componentes de alta presión y personal técnico en Pamplona (España) y en Estrasburgo (Francia). El fabricante de las piezas de la bomba de agua cuenta con delegaciones en un buen número de países de todo el mundo y puede servir componentes en 24 horas en la mayoría de los casos.

Durante la puesta en marcha y en función del tiempo y la disponibilidad, nuestros técnicos dan formación al cliente en el mantenimiento. No es obligatorio que nuestros técnicos realicen siempre el mantenimiento de nuestras máquinas; después el primer mantenimiento, un gran número de usuarios lo aprenden a realizar por sí mismos.

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¿Existen otras tecnologías de corte?

Para elegir uno u otro sistema es necesario tener en cuenta qué productos queremos cortar. Eliminamos el chorro de agua para productos que tengan que mantenerse envasados a temperatura ambiente y durante varias semanas. Las ventajas principales del corte por ultrasonidos son unos posibles costos de explotación más bajos y una mayor sencillez de instalación. Por contra, las cuchillas de ultrasonidos no son capaces de cortar adecuadamente tantos productos diferentes como el chorro de agua, ni trabajar a bajas temperaturas (chorro de agua -20 °C, cuchilla de ultrasonidos -10 °C, en función del producto). Como regla general, nosotros sólo recomendamos ultrasonidos cuando se tiene una gran producción de un único producto y se ha probado con un resultado correcto. En cuanto hay varios productos diferentes a cortar, entonces el chorro de agua resulta mucho más versátil.

Para el corte de formas, el chorro de agua es la solución. Toda alternativa de corte recto, además de no poder cortar una gama tan grande de productos, afectará únicamente al costo de fabricación o a la capacidad de producción. Dejaríamos de lado la posibilidad de realizar productos de mayor valor añadido, el aumento del precio de venta y el acceso a nuevos mercados.

A día de hoy las cortadoras de ultrasonidos han sido sustituidas por las cortadoras por chorro de agua en todos aquellos obradores en los que hay variedad de producto. Aunque las vibraciones reducen las adherencias, es necesario limpiar frecuentemente la cuchilla para evitar residuos persistentes que provoquen un cambio de frecuencia de vibración y la rotura de la cuchilla. Ésta también puede romperse si topa con elementos metálicos o duros, o porque la bandeja esté mal posicionada. Hay que solucionar el hecho de que en las cortadoras por ultrasonidos los pasteles se mueven al cortarlos, por lo que los tamaños obtenidos no son uniformes. A pesar de todo, es una tecnología asentada, presente en la pastelería desde hace ya muchos años y sin una gran incidencia de rotura de cuchillas.

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