La industria láctea sistemas de vapor y condensado
El buen uso de vapor de alta calidad es un factor fundamental en la producción eficiente de productos lácteos
¿Para qué se utiliza el vapor? La leche se procesa en una gran variedad de productos lácteos incluyendo la leche pasteurizada, queso, mantequilla y yogur. En una central lechera moderna, se utiliza el vapor en una variedad de procesos para fomentar reacciones químicas y cambios físicos en la leche y para mantenerla en condiciones de limpieza y esterilidad.
La necesidad de un vapor de alta calidad Se utiliza vapor por su eficiencia como portador de calor. Éste se genera en la caldera y se transporta hasta la planta procesadora por un sistema de distribución de tuberías. En cada proceso el vapor entrega su calor y condensa. Una propiedad muy importante del vapor saturado es que su temperatura está directamente relacionada con su presión. Por tanto la temperatura de muchos de los procesos pueden controlarse con gran precisión regulando la presión del vapor. 2
Para posibilitar el control preciso de la temperatura es esencial suministrar al proceso un vapor seco de alta calidad a la presión correcta. Cualquier introducción de humedad o de gases incondensables en el vapor, reducirá su temperatura y afectará negativamente a la velocidad de transferencia de calor. A su vez dificultará la precisión en el control y en algunos casos hará imposible alcanzar las temperaturas de producción deseadas. C ° a r u t a r e p m e T
250 200
Curva de saturación del vapor
150 100 50 0 0
2
4
6
8
10
12
14 16 Presión bar r
Spirax Sarco en la industria láctea Durante casi todo el siglo XX Spirax Sarco ha sido el líder en la mejora del rendimiento de las plantas de vapor, proporcionando conocimiento y productos de alta calidad en todas las ramas de la industria, incluyendo la industria láctea. Entendemos que la industria láctea tiene sus necesidades y problemas particulares y que cada aplicación dentro de la industria debe ser observada individualmente. Nosotros podemos aportar soluciones a los problemas acerca del sistema completo de vapor ycondensado en la industria láctea, en cualquier lugar del mundo.
Distribución del vapor
Control y gestión del vapor
Generación del vapor
Manejo del condensado
El sistema completo Para producir productos lácteos de alta calidad manteniendo bajos los costes de producción, es esencial que los procesos de la central lechera funcionen de forma eficiente utilizando el calor disponible en el vapor. Para conseguirlo, es necesario considerar el diseño y funcionamiento del sistema completo de vapor y condensado, teniendo en los diferentes requisitos de cada proceso, el medio ambiente local y la variedad de productos lácteos elaborados. Deben también tenerse en cuenta los futuros planes de expansión así como los planes de mejora de las máquinas existentes. 3
Spirax Sarco y la generación de vapor Cuando el vapor sale de la sala de calderas debe contener tan poca humedad y gases incondensables como sea posible.
Disponemos de bibliografía técnica y comercial sobre aplicaciones y equipamiento de calderas que podemos suministrar.
Esto asegurará disponer de la máxima cantidad de calor minimizando el riesgo de daños en las tuberías a causa de golpes de ariete.
Una parte esencial en el diseño y funcionamiento de la sala de calderas, es asegurar que la caldera funcione a su máximo rendimiento posible. Todo esfuerzo debe encaminarse a recuperar y reutilizar el calor disponible en fuentes secundarias como son las purgas de caldera.
Spirax Sarco dispone de una gran experiencia para ayudarle a producir vapor de alta calidad en sus calderas, con el coste más económico, con un amplio rango de productos específicamente diseñados para la sala de calderas, todos ellos fabricados con la más alta calidad.
Nuestro ingeniero local de Spirax Sarco le ayudará y le ofrecerá consejo sobre como conseguirlo.
Controles para agua fría preparada Tanques de alimentación de caldera Controles de tanque de alimentación Cabezales aireadores Eliminadores de aire y rompedores de vacío Sistemas de recirculación de tanque de alimentación Sistemas de recuperación de calor de purga de calderas Cabezales venteadores Sistemas de inyección de vapor Sistemas de purga de calderas Tanques de purga Colectores de entrada de purga Controles de nivel y sistemas de alarma Sistemas de control de TDS Medición de TDS Válvulas de retención de bomba de alimentación Enfriadores de muestras Tanques de revaporizado Intercambiadores de calor de purga residual Sistemas de enfriamiento por agua Sistemas de puesta en marcha de vapor Sistemas de detección de condensado contaminado Válvulas de descarga rápida de condensado
vapor
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Suministrado por Spirax Sarco
revaporizado
condensado
Distribución de vapor Vapor alta presión Separador
Vapor de la caldera
Eliminador de aire
Vapor presión reducida
Estación reductora de presión
Colector
Conjunto de purga
Estación reductora de presión Spirax Sarco Eliminador de aire
Desde la sala de calderas se transporta el vapor a los procesos de la central lechera mediante el sistema de distribución. Se debe disponer de él a la presión correcta, en suficiente cantidad y en las mejores condiciones posibles. Es importante que la tubería que transporta el vapor desde la sala de calderas a la central lechera se dimensione correctamente. Para tener una distribución de vapor económica hay que dimensionar los tamaños de las tuberías al mínimo. La velocidad del vapor debe ser de un nivel razonable y se debe minimizar la caída de presión. Esto significa que hay que diseñar para la presión de distribución máxima aceptable entre la sala de caldera y las zonas de utilización de vapor, reduciendo la presión en la zona de trabajo a los niveles necesarios para la máxima transferencia de vapor, eficiencia y seguridad. Las estaciones reductoras de presión Spirax Sarco están diseñadas específicamente para esta tarea y para asistirle en la gestión de la energía. Spirax Sarco le podrá aconsejar en el dimensionado de sus tuberías de distribución. Para asegurar que las pérdidas por radiación se mantienen mínimas, se debe aislar térmicamente el sistema de distribución de vapor. Incluso cuando está aislado habrá algunas pérdidas por radiación, formando condensado en la tubería. Es importante sacar el condensado para que el vapor que llega a los equipos de procesos sea tan seco como sea posible. La eliminación del condensado de las líneas de distribución es también necesaria para evitar daños causados por golpes de ariete. Esto ocurre cuando bolsas de condensado son impulsadas a lo largo de las tuberías a la velocidad del vapor.
Flujo de vapor
Salida de condensado Flujo de vapor Conjunto de purga
Punto intermedio de purga Spirax Sarco El condensado se puede desalojar por medio de un separador como se muestra en la ilustración de una estación reductora de presión, y en caso de largos recorridos de distribución, debe instalarse un punto de purga intermedio. Debe preveerse también eliminar el aire y los gases incondensables del sistema de distribución de vapor mediante eliminadores termostáticos de aire estratégicamente colocados.
El condensado se forma a causa de las pérdidas por radiación de la tubería
Si no se desaloja, una bolsa de condensado puede formarse y verse arrastrada por la tubería a la velocidad del vapor
La causa de golpes de ariete 5
Spirax Sarco y la
Precalentado
Pasteurización
Leche sin tratar Pasteurización / homogeneizació Enfriador
Tanque de almacenamiento
Pasteurización / homogeneizació
Separador
Válvula actuada neumáticamente con posicionador
Rompedor de vacío
Paste
Circulación de agua caliente
Vapor
Leche sin p Condensado
Conjunto de purga Leche paste Válvu neum con p
Pasteurizador
Equipo de control Spirax Sarco para pasteurizador 6
industria láctea Leche UHT Inyector de vapor
Tanque de expansión
Homogenizador
Queso
Proceso y maduración
Cuba de queso
Yogur
Tanque de cultivo a granel
Tanque de incubación
Leche en polvo
Leche pasteurizada Deshidratador por aspersión
Evaporador
Leche desnatada
Leche condensada
urización / homogeneización
Nata
Mantequilla Elaborador de mantequilla
Pasteurización de la nata
Leche precalentada
Inyector para UHT Estación reductora de presión
steurizar urizada
Filtro de vapor limpio
Leche al homogenizador
Vapor
la actuada ticamente sicionador
Purgador higiénico Spirax Sarco
Entrada de agua de refrigeración Salida de agua de refrigeración
Conjunto de purga
Condensado Condensado
Controles directos Spirax Sarco para UHT 7
Donde se utiliza vapor En las centrales lecheras, el vapor se utiliza para procesos de calentamiento indirecto, calentamiento directo y esterilización. Es imprescindible que en todas estas aplicaciones el vapor de alta calidad esté disponible a la temperatura y presión correcta. Estas aplicaciones pueden ser: Calentadores de agua. Intercambiadores de placas indirectos. Unidades Limpieza in situ (CIP). Sistemas de esterilización in situ (SIP). Esterilizadores directos de UHT para pasteurizar la leche a altas temperaturas.
Baterías que proporcionan aire caliente para deshidratadores por aspersión y secado de latas. Evaporadores de efecto múltiple para la producción de leche condensada. Calderetas para procesar aceite de mantequilla. Almacenamiento aséptico para proporcionar una barrera estéril entre el producto y las tuberías y tanques. Mantener calientes los tanques de residuos lácteos (grasas residuales) para prevenir la solidificación antes de su desalojo.
Medición del caudal vapor La medición del caudal de vapor puede proporcionar una información imprescindible para un cálculo de costes preciso y monitorizar los procesos de producción. Los medidores Spiraflo de Spirax Sarco están diseñados específicamente para su uso en
sistemas de vapor proporcionando información precisa del caudal, presión y temperatura del vapor. Spirax Sarco también dispone de otros tipos de medidores de caudal para la medición de líquidos y gases.
Varias salidas Alarmas Interfase R232C Temporizadores
Procesador
Eliminador de aire
Flujo de vapor
Flujo del vapor Medidor Spiraflo
Separador
Válvula de retención de disco
Conjunto de purga Salida de condensado
Estación de medida de vapor Spirax Sarco
Control de la presión del vapor En una central lechera, el vapor saturado se genera normalmente entre 11 bar y 17 bar. Se debe distribuir a la máxima presión posible para mantener las tuberías de distribución lo más pequeñas posible, luego reducir la presión para las necesidades de un proceso individual. Disponemos de diferentes tipos de válvulas reductoras de presión, desde sencillas válvulas 8
autoaccionadas hasta las más flexibles combinaciones de válvula con actuador neumático y posicionador electro/neumático. El tipo de sistema que se requiere depende de las necesidades del proceso. Spirax Sarco dispone de una gran variedad de sistemas de control de presión de vapor y puede aconsejar en la mejor elección para una aplicación en particular.
Válvula actuada neumáticamente con posicionador
Rompedor de vacío Vapor
Controlador Eliminador de aire
Revaporizado al precalentador
Sensor Aire caliente al deshidratador por aspersión
Precalentador
Calentador
Conjunto de purga
Conjunto de purga
Tanque de revaporizado Condensado Conjunto de purga
Sistema Spirax Sarco de calentador de aire con precalentador de revaporizado
Intercambiadores de calor de placas Los intercambiadores de calor de placas se us an en la central lechera en una variedad de aplicaciones de calentamiento y refrigeración.
intercambiador, el resultado sería un control pobre de temperatura y aumentarán las posibilidades de daños por golpes de ariete.
Para las aplicaciones de calentamiento se suele utilizar vapor como medio primario. Se controla con facilidad y sus excelentes cualidades para transportar calor permiten dimensionar al mínimo las tuberías y el intercambiador.
Si se selecciona el tipo correcto de purgador, y siempre que la presión en el espacio vapor del intercambiador sea superior a la presión en el sistema de retorno de condensado, el condensado se desalojará tan pronto como se haya formado.
Una válvula de control de temperatura ajusta constantemente el caudal y presión del vapor primario para compensar las fluctuaciones de caudal y temperatura en la entrada del líquido secundario. Así se asegura que el producto que sale del intercambiador está siempre a la temperatura correcta. Cuando el vapor cede su calor, se condensa y este condensado debe desalojarse inmediatamente para permitir al vapor que siga entrando en el intercambiador y siga con el proceso. Si se permite que el condensado permanezca en el
De todos modos, la presión en el espacio vapor de un intercambiador de placas nunca es constante y puede caer en una condición de vacío con cargas bajas. Cuando la presión en el sistema de retorno de condensado es superior a la presión en el espacio vapor del intercambiador, se dice que el intercambiador está en una condición de interrupción de flujo (“stall”). Bajo estas condiciones el condensado no puede ser desalojado del intercambiador. 9
Controlador
Válvula neumática con actuador y posicionador
Salida del secundario
Vapor Entrada del secundario Suministro de vapor a la bomba Intercambiador de calor de placas
Condensado Condensado Purgador
Bomba accionada por presión
Control de temperatura y desalojo de condensado Spirax Sarco para intercambiador de placas Una solución efectiva para este problema consiste en instalar una unidad bomba/purgador. De esta manera se asegurará que el condensado se desaloje del intercambiador bajo condiciones de trabajo normales y en condición de “stall”.
Spirax Sarco puede evaluar si una aplicación de intercamciador de calor puede tener una condición de “stall” y como asegurar que se eviten sus efectos adversos.
Control de temperatura Muchos de los procesos que utilizan vapor en una central lechera pueden necesitar un sistema de control de temperatura para asegurar que el producto se caliente y mantenga una temperatura correcta. Spirax Sarco dispone de diferentes tipos de sistemas de control de temperatura y podrá
Estación reductora de presión
recomendarle el más apropiado para cada proceso. Un sistema de control autoaccionado sencillo y robusto, a menudo será el más adecuado para un tanque de agua caliente, mientras que un sistema electroneumático más sofisticado se necesitaría para un proceso de UHT.
Control de temperatura autoaccionado
Sistema de control de nivel
Vapor
Agua
Condensado Conjunto de purga
Controles Spirax Sarco para tanques de agua caliente 10
Vapor limpio El vapor limpio es ampliamente utilizado en la industria láctea para reducir el riesgo de que el producto o el proceso se contamine, no solo durante la esterilización UHT, sino también en los procesos CIP y SIP. Spirax Sarco dispone de una gran gama de productos de acero inoxidable diseñados para su
uso en sistemas de vapor limpio, incluyendo filtros necesarios para proporcionar vapor de grado para usos culinarios. La construcción en acero inoxidable de los productos Spirax Sarco para vapor limpio aseguran que disminuya el riesgo de contaminación y que las condiciones sanitarias se mantengan.
Manejo del condensado Recuperación de calor
Retorno de condensado
Aproximadamente un 31% del calor utilizado para generar vapor a 17 bar, permanece en el condensado cuando el vapor condensa. Por ello en el manejo de condensado debe darse importancia a la recuperación y al uso de este calor tanto como sea posible.
La última etapa en el manejo de condensado es retornar lo antes posible el máximo de condensado caliente a la sala de calderas.
Recuperación de revaporizado
Venteo Entrada de condensado
El revaporizado se libera del condensado si la presión de este disminuye. El condensado de baja presión tiene un contenido de calor sensible menor que el condensado de alta presión, y este excesivo contenido de calor provocará que parte del condensado se revaporice convirtiéndose en vapor a una presión más baja.
Rebosadero
Bomba accionada por presión
Revaporizado a baja presión
Salida de condensado
Unidad de retorno de condensado Spirax Sarco con bomba accionada por presión
Tanque de revaporizado Condensado de vapor a alta presión
Incluso una vez recuperado el revaporizado, el condensado a baja presión contiene una buena cantidad de calor - más de 400 kJ/kg a presión atmosférica; además, no necesitará tratamiento del agua antes de volver a entrar a la caldera. Sistemas para retornar el condensado pueden incluir sistemas de retorno por gravedad, sistemas de bombas eléctricas o sistemas que incluyen la versatil bomba accionada por presión.
Conjunto de purga
Conjunto de recuperación de revaporizado Spirax Sarco.
Salida de condensado
Nuestro ingeniero local de Spirax Sarco le complacerá aconsejarle sobre los medios de coste más rentables para conseguir un sistema de retorno de condensado eficiente. 11
Spirax Sarco proporciona conocimientos, servicio y productos en todo el mundo para el control y uso eficiente del vapor y otros fluidos industriales.
Nuestra amplia gama de productos incluye:
Como si fuese su socio en el negocio, Spirax Sarco le ayuda con: l l
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Controles de caldera
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Medidores de caudal
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Válvulas de control con actuadores neumáticos y electrónicos
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Válvulas reductoras de presión
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Controles de temperatura autoaccionados
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Controladores electrónicos programables
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Controladores y transmisores neumáticos
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Válvulas de seguridad
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Purgadores
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Sistemas de control de purgadores
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Bombas de condensado
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Tanques de revaporizado
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Separadores
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Filtros
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Válvulas de interrupción
Australasia
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Válvulas de retención
Australia Sydney Nueva Zelanda Auckland
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Humidificadores
El soporte de un equipo de 3 900 personas en todo el mundo. Un equipo de ingenieros técnicos especializados, con quién puede compartir la experiencia práctica y teórica basada en el día a día a través de 39 compañías en 32 países. La información y el intercambio de ideas en cursos impartidos en 31 centros de formación en todo el mundo. Una gama extensa de productos de alta calidad. Nuestro servicio de asistencia técnica que podrá visitarlo donde esté su compañía.
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