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# 📚 Guía de Mejores Prácticas - Sistema de Fluidos CtrEditor
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## 🎯 Introducción
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Esta guía proporciona las mejores prácticas, casos de uso comunes y ejemplos prácticos para el nuevo sistema de gestión de fluidos de CtrEditor. Está dirigida a ingenieros de proceso, técnicos de automatización y desarrolladores que implementen simulaciones hidráulicas industriales.
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## 🏭 Casos de Uso Industriales
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### **Caso 1: Preparación de Jarabe Simple**
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```csharp
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// Escenario: Dilución de jarabe concentrado para bebidas
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var syrupTank = new osHydTank()
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{
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|
Nombre = "Tanque de Jarabe",
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CrossSectionalArea = 2.0, // m²
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|
MaxLevel = 3.0, // m
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// Jarabe concentrado inicial
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PrimaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
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|
FluidType = FluidType.Syrup,
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ConcentrationBrix = 65.0, // Jarabe concentrado
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|
Temperature = 85.0 // Temperatura de proceso
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|
},
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// Agua para dilución
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SecondaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
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FluidType = FluidType.Water,
|
|
ConcentrationBrix = 0.0,
|
|
Temperature = 15.0 // Agua fría
|
|
},
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CurrentLevelM = 2.0,
|
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TankPressureBar = 1.2,
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|
MixingState = MixingState.Gradual,
|
|
MixingMotorRpm = 25.0
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|
};
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```
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### **Caso 2: Sistema CIP Automatizado**
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|
```csharp
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|
// Escenario: Limpieza automática de tuberías de proceso
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|
var cipTank = new osHydTank()
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|
{
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|
Nombre = "Tanque CIP - Soda Cáustica",
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|
CrossSectionalArea = 1.5,
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|
MaxLevel = 2.5,
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// Solución de limpieza
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PrimaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
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FluidType = FluidType.CausticSoda,
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|
ConcentrationBrix = 0.0,
|
|
Temperature = 75.0 // Temperatura para limpieza efectiva
|
|
},
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|
CurrentLevelM = 2.0,
|
|
TankPressureBar = 2.5, // Presión elevada para circulación
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|
MixingState = MixingState.Active,
|
|
MixingMotorRpm = 50.0 // Mezcla vigorosa
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|
};
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|
```
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### **Caso 3: Tanque de Almacenamiento Multi-Producto**
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```csharp
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|
// Escenario: Tanque que puede manejar diferentes productos
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|
var storageTank = new osHydTank()
|
|
{
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Nombre = "Tanque Almacén Flexible",
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|
CrossSectionalArea = 5.0, // Tanque grande
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|
MaxLevel = 4.0,
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|
// Inicialmente vacío (aire)
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|
PrimaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
|
|
FluidType = FluidType.Air,
|
|
ConcentrationBrix = 0.0,
|
|
Temperature = 20.0
|
|
},
|
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|
CurrentLevelM = 0.1, // Prácticamente vacío
|
|
TankPressureBar = 1.013, // Presión atmosférica
|
|
MixingState = MixingState.Idle
|
|
};
|
|
```
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## 🔧 Mejores Prácticas de Configuración
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### **Gestión de Temperaturas**
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#### ✅ **Buenas Prácticas**
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```csharp
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// Rangos de temperatura apropiados por tipo de fluido
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|
var waterTemp = 5.0; // a 95.0 °C
|
|
var syrupTemp = 60.0; // a 120.0 °C (proceso)
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|
var cipTemp = 65.0; // a 85.0 °C (efectividad de limpieza)
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|
```
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|
#### ❌ **Prácticas a Evitar**
|
|
```csharp
|
|
// NO usar temperaturas extremas sin justificación
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|
var badTemp1 = -10.0; // Congelación no manejada
|
|
var badTemp2 = 150.0; // Por encima del punto de ebullición
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|
```
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|
|
|
### **Control de Concentración Brix**
|
|
|
|
#### ✅ **Rangos Recomendados**
|
|
```csharp
|
|
// Jarabes comerciales típicos
|
|
var lightSyrup = 25.0; // Jarabe ligero
|
|
var mediumSyrup = 45.0; // Jarabe medio
|
|
var heavySyrup = 65.0; // Jarabe pesado
|
|
var concentrate = 85.0; // Concentrado máximo
|
|
```
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|
#### ⚠️ **Límites de Seguridad**
|
|
```csharp
|
|
// Verificar límites antes de asignar
|
|
if (brixValue >= 0.0 && brixValue <= 100.0)
|
|
{
|
|
fluid.ConcentrationBrix = brixValue;
|
|
}
|
|
```
|
|
|
|
### **Estados de Mezcla Apropiados**
|
|
|
|
#### **Mezcla Gradual** - Para transiciones suaves
|
|
```csharp
|
|
tank.MixingState = MixingState.Gradual;
|
|
tank.MixingMotorRpm = 15.0; // RPM bajas para transición gradual
|
|
```
|
|
|
|
#### **Mezcla Activa** - Para homogeneización rápida
|
|
```csharp
|
|
tank.MixingState = MixingState.Active;
|
|
tank.MixingMotorRpm = 45.0; // RPM altas para mezcla vigorosa
|
|
```
|
|
|
|
#### **Sin Mezcla** - Para almacenamiento
|
|
```csharp
|
|
tank.MixingState = MixingState.Idle;
|
|
tank.MixingMotorRpm = 0.0; // Motor apagado
|
|
```
|
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## 📊 Monitoreo y Control
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### **Indicadores Clave de Rendimiento (KPIs)**
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|
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|
#### **Eficiencia de Mezcla**
|
|
```csharp
|
|
// Monitorear la homogeneidad de la mezcla
|
|
public double MixingEfficiency
|
|
{
|
|
get
|
|
{
|
|
if (MixingState == MixingState.Idle) return 0.0;
|
|
|
|
// Basado en tiempo de mezcla y RPM
|
|
var timefactor = MixingTimeMinutes / 10.0; // 10 min = 100%
|
|
var rpmFactor = MixingMotorRpm / 50.0; // 50 RPM = 100%
|
|
|
|
return Math.Min(timeFactory * rpmFactor, 1.0) * 100.0;
|
|
}
|
|
}
|
|
```
|
|
|
|
#### **Calidad del Producto**
|
|
```csharp
|
|
// Verificar que la concentración esté en rango objetivo
|
|
public bool IsWithinQualitySpec(double targetBrix, double tolerance = 2.0)
|
|
{
|
|
return Math.Abs(PrimaryFluid.ConcentrationBrix - targetBrix) <= tolerance;
|
|
}
|
|
```
|
|
|
|
#### **Consumo Energético**
|
|
```csharp
|
|
// Estimar consumo de energía del motor de mezcla
|
|
public double EnergyConsumptionKW
|
|
{
|
|
get
|
|
{
|
|
if (MixingState == MixingState.Idle) return 0.0;
|
|
|
|
// Potencia base + factor de RPM
|
|
var basePower = 1.5; // kW
|
|
var rpmFactor = MixingMotorRpm / 100.0;
|
|
|
|
return basePower * rpmFactor * rpmFactor; // Potencia cuadrática con RPM
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|
}
|
|
}
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|
```
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## 🔄 Secuencias de Proceso Típicas
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### **Secuencia 1: Preparación de Producto**
|
|
```csharp
|
|
public async Task PrepareProduct(double targetBrix, double targetVolume)
|
|
{
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|
// 1. Verificar tanque vacío
|
|
if (CurrentLevelM > MinLevel + 0.1)
|
|
throw new InvalidOperationException("Tank must be empty");
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|
// 2. Cargar concentrado
|
|
PrimaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
|
|
FluidType = FluidType.Syrup,
|
|
ConcentrationBrix = 85.0,
|
|
Temperature = 85.0
|
|
};
|
|
CurrentLevelM = 0.5; // Nivel inicial de concentrado
|
|
|
|
// 3. Agregar agua para dilución
|
|
SecondaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
|
|
FluidType = FluidType.Water,
|
|
Temperature = 15.0
|
|
};
|
|
|
|
// 4. Iniciar mezcla gradual
|
|
MixingState = MixingState.Gradual;
|
|
MixingMotorRpm = 20.0;
|
|
|
|
// 5. Monitorear hasta alcanzar objetivo
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|
while (PrimaryFluid.ConcentrationBrix > targetBrix + 1.0)
|
|
{
|
|
await Task.Delay(1000); // Simular tiempo de proceso
|
|
// El sistema actualiza automáticamente la concentración
|
|
}
|
|
|
|
// 6. Homogeneización final
|
|
MixingState = MixingState.Active;
|
|
MixingMotorRpm = 40.0;
|
|
await Task.Delay(5000); // 5 segundos de mezcla vigorosa
|
|
|
|
// 7. Finalizar
|
|
MixingState = MixingState.Idle;
|
|
}
|
|
```
|
|
|
|
### **Secuencia 2: Limpieza CIP**
|
|
```csharp
|
|
public async Task CipCleaningCycle()
|
|
{
|
|
// Fase 1: Pre-enjuague con agua
|
|
await PreRinse();
|
|
|
|
// Fase 2: Limpieza con soda cáustica
|
|
PrimaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
|
|
FluidType = FluidType.CausticSoda,
|
|
Temperature = 75.0
|
|
};
|
|
|
|
MixingState = MixingState.Active;
|
|
MixingMotorRpm = 50.0;
|
|
await Task.Delay(15000); // 15 segundos de limpieza
|
|
|
|
// Fase 3: Enjuague final
|
|
await FinalRinse();
|
|
|
|
// Fase 4: Drenaje y secado
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|
CurrentLevelM = MinLevel;
|
|
PrimaryFluid = new FluidProperties { FluidType = FluidType.Air };
|
|
MixingState = MixingState.Idle;
|
|
}
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|
```
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|
## ⚠️ Consideraciones de Seguridad
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### **Límites Operativos**
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|
```csharp
|
|
// Verificaciones de seguridad antes de cambios
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|
public bool IsSafeToOperate()
|
|
{
|
|
// Verificar presión
|
|
if (TankPressureBar > 5.0)
|
|
return false; // Presión demasiado alta
|
|
|
|
// Verificar temperatura
|
|
if (PrimaryFluid.Temperature > 100.0 && PrimaryFluid.FluidType == FluidType.Water)
|
|
return false; // Agua sobrecalentada
|
|
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|
// Verificar nivel
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|
if (CurrentLevelM > MaxLevel * 0.95)
|
|
return false; // Riesgo de desbordamiento
|
|
|
|
return true;
|
|
}
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|
```
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|
### **Protecciones del Sistema**
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|
```csharp
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|
// Parada de emergencia
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|
public void EmergencyStop()
|
|
{
|
|
MixingState = MixingState.Idle;
|
|
MixingMotorRpm = 0.0;
|
|
|
|
// Registrar evento
|
|
Logger.Warning($"Emergency stop activated on tank {Nombre}");
|
|
}
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|
// Verificación de compatibilidad química
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|
public bool AreFluidCompatible(FluidType fluid1, FluidType fluid2)
|
|
{
|
|
// Verificar combinaciones seguras
|
|
var incompatible = new[]
|
|
{
|
|
(FluidType.CausticSoda, FluidType.Syrup) // Reacción química posible
|
|
};
|
|
|
|
return !incompatible.Contains((fluid1, fluid2)) &&
|
|
!incompatible.Contains((fluid2, fluid1));
|
|
}
|
|
```
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## 📈 Optimización y Rendimiento
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### **Estrategias de Optimización**
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|
|
|
#### **Optimización Energética**
|
|
```csharp
|
|
// Perfil de RPM optimizado para eficiencia
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|
public double OptimalMixingRpm(double viscosity)
|
|
{
|
|
// RPM más bajas para fluidos más viscosos
|
|
return viscosity switch
|
|
{
|
|
<= 0.001 => 50.0, // Agua: RPM altas
|
|
<= 0.01 => 35.0, // Jarabes ligeros: RPM medias
|
|
<= 0.1 => 20.0, // Jarabes pesados: RPM bajas
|
|
_ => 15.0 // Muy viscoso: RPM mínimas
|
|
};
|
|
}
|
|
```
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|
#### **Gestión de Tiempo de Proceso**
|
|
```csharp
|
|
// Calcular tiempo óptimo de mezcla
|
|
public TimeSpan CalculateMixingTime(double volumeL, double targetHomogeneity = 0.95)
|
|
{
|
|
var baseTime = volumeL / 1000.0 * 2.0; // 2 min por m³
|
|
var viscosityFactor = PrimaryFluid.Viscosity / 0.001; // Factor de viscosidad
|
|
var rpmFactor = 50.0 / MixingMotorRpm; // Factor de velocidad
|
|
|
|
var totalMinutes = baseTime * viscosityFactor * rpmFactor;
|
|
return TimeSpan.FromMinutes(totalMinutes);
|
|
}
|
|
```
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---
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|
## 🔍 Troubleshooting y Diagnóstico
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|
### **Problemas Comunes y Soluciones**
|
|
|
|
#### **Problema**: Mezcla no homogénea
|
|
```csharp
|
|
// Diagnóstico automático
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public string DiagnoseMixingIssues()
|
|
{
|
|
if (MixingMotorRpm < 10.0)
|
|
return "RPM too low - increase mixing speed";
|
|
|
|
if (PrimaryFluid.Viscosity > 0.1)
|
|
return "High viscosity - extend mixing time or increase temperature";
|
|
|
|
if (Math.Abs(PrimaryFluid.Temperature - SecondaryFluid.Temperature) > 30.0)
|
|
return "Large temperature difference - preheat secondary fluid";
|
|
|
|
return "Mixing parameters within normal range";
|
|
}
|
|
```
|
|
|
|
#### **Problema**: Concentración fuera de especificación
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|
```csharp
|
|
// Corrección automática de concentración
|
|
public void AdjustConcentration(double targetBrix)
|
|
{
|
|
var currentBrix = PrimaryFluid.ConcentrationBrix;
|
|
|
|
if (currentBrix < targetBrix)
|
|
{
|
|
// Agregar concentrado
|
|
SecondaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
|
|
FluidType = FluidType.Syrup,
|
|
ConcentrationBrix = 85.0,
|
|
Temperature = PrimaryFluid.Temperature
|
|
};
|
|
}
|
|
else if (currentBrix > targetBrix)
|
|
{
|
|
// Agregar agua
|
|
SecondaryFluid = new FluidProperties
|
|
{
|
|
FluidType = FluidType.Water,
|
|
Temperature = PrimaryFluid.Temperature
|
|
};
|
|
}
|
|
|
|
MixingState = MixingState.Gradual;
|
|
}
|
|
```
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## 📋 Checklist de Validación
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### **Pre-Operación**
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|
- [ ] Verificar que el tanque esté limpio
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|
- [ ] Confirmar compatibilidad de fluidos
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- [ ] Verificar rangos de temperatura
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- [ ] Comprobar límites de presión
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- [ ] Validar niveles mínimos/máximos
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### **Durante Operación**
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|
- [ ] Monitorear estabilidad de temperatura
|
|
- [ ] Verificar progreso de mezcla
|
|
- [ ] Controlar consumo energético
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|
- [ ] Registrar parámetros clave
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- [ ] Vigilar alarmas del sistema
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### **Post-Operación**
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|
- [ ] Verificar calidad del producto final
|
|
- [ ] Documentar resultados del proceso
|
|
- [ ] Limpiar y preparar para siguiente lote
|
|
- [ ] Actualizar registros de mantenimiento
|
|
- [ ] Analizar eficiencia del proceso
|
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|
*Documento de Mejores Prácticas*
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|
*Versión: 1.0 - Septiembre 2025*
|
|
*Autor: Sistema de Documentación CtrEditor*
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