UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA E.A.P ING. AGROINDUSTRIAL
ALUMNO: Lecca Peña Erick CURSO Ing. De Procesos DOCENTE Raú Raú Toro oro A!O:
"#
%$ RECONOCIMIENTO DE E&UIPOS DE TRATAMIENTO TERMICO
I.
INTRODUCCION
El tratam tratamien iento to térmi térmico co es, probab probablem lement ente, e, el proce proceso so que más direct directame amente nte afect afecta a al produc producto to.. De su ecien eciencia cia y estabi estabilid lidad ad dependen desde la cantidad de materias primas necesarias, hasta la siempre temida pérdida de un lote de producto. En el presente informe se dan a conocer algunos de los equipos más utilizados, entre ellos la caldera, la cual consta de un sistema de tratamiento de agua, pasteurizador, exhaustor y selladora. II.
O'(ETIVOS
III .
Conocer el maneo y utilidad de los equipos de tratamiento térmico y medici!n de temperatura en los procesos qu"micos. Estudio del autocla#e, exhaustor, caldera, selladora, marmita y tubos conductores con respecto a su maneo, #entaas y des#entaas
MARCO TEORICO El $ratamiento $érmico in#olucra #arios procesos de calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modican sus propiedades mecánicas. El obeti#o de los trat tratam amie ient ntos os tér térmico micos s es prop propor orci cion onar ar a los los mate materi rial ales es unas unas propiedades espec"cas adecuadas para su conformaci!n o uso nal. %o modican la composici!n qu"mica de los materiales, pero si otros factores tales como los constituyentes estructurales y la granulometr"a, y como consecuencia las propiedades mecánicas. &e pueden realizar $ratamientos $érmicos sobre una parte o la totalidad de la pieza en uno o #arios pasos de la secuencia de manufactura. En algunos casos, el tratamiento se aplica antes del proceso de formado 'recocido para ablandar el metal y ayudar a formarlo más fácilmente mientras se encuentra caliente(. En otros caso casos, s, se usa usa para para ali# ali#ia iarr los los efec efecto tos s del del endu endure reci cimi mien ento to por por deformaci!n. )inalmente, se puede realizar al nal de la secuencia de manufactura para lograr logra r resistencia y dureza.
E)a*as +e )ra)a,ien)o )-r,ico *n tratamiento térmico consta de tres etapas que se presentan a continuaci!n+ •
Caen)a,ien)o as)a a )e,*era)/ra 01a+a: a ele#aci!n de temperatura debe ser uniforme en la pieza.
•
Per,anencia a a )e,*era)/ra 01a+a: &u n es la completa transformaci!n del constituyente estructural de partida. -uede considerarse suciente una permanencia de unos minutos por mil"metro de espesor.
•
En2ria,ien)o: Este enfriamiento tiene que ser rigurosamente controlado en funci!n del tipo de tratamiento que se realice.
IV.
MATERIALES 3 E&UIPOS De a *an)a *io)o CALDERO
a funci!n del caldero es e#aporar agua, concentrando la energ"a qu"mica contenida en el combustible en energ"a térmica '#apor(. El #apor es transportado por tuber"as y empleado en los diferentes procesos que requieren calentamiento. as caracter"sticas son+
Marca
&team 4oiler
Registro Industrial
/56/56 /0/768
Potencia
9 :-
Modelo
&E-696
N° de Serie
;;9;9
Año de Fabricación
Presión Máxima
0>/ psi
Consumo de Petróleo
.> 7-:
Producción de vaor
57 4tu?:ora
Suer!cie de calentamiento Presión de "raba#o
4/nciona,ien)o:
;/ >/ psi
El sistema de encendido esta generado por un adaptador de corriente que tiene entrada de / # y de salida 00/ 1 el cual genera un arco de chispa en dos electrodos, que iniciaran la combusti!n del combustible. 2ediante una bomba es inyectado el combustible al quemador, donde por medio del arco de chispa se iniciara la combusti!n3 que a su #ez es alimentado por un #entilador que genera una corriente de aire, la cual a#i#a el fuego y
condensa al fuego por un sistema de tubos horizontales pirotubulares. -ara un control de seguridad automático se usa un controlador de ni#el de agua para calderas, control de la bomba de agua, corte de la @ama y timbre de alarma 'sistema automático de 2c. DA%E B 2(. El sistema de desconectado se realiza mediante el man!metro que #erica el cambio de presiones del trabao que no son deseadas, as" cambiara bruscamente d sentido el interruptor de mercurio, desconectado del sistema. El sistema d agua es de doble entrada, puesto que esta se alimenta d agua potable a un tanque, la cual debe ser constante y @uida, por la cual se cuenta con un medidor d caudal. uego pasa a un ablandador de agua, porque las aguas tienen deferente naturalezas y contienen impurezas indeseables para el caldero. Es perudicial las sales formadas de incrustaciones, por eso hay que tener en cuenta la dureza del agua con respecto al carbonato de calcio. l pasar al siguiente tanque su posterior bombeo al saturado. Esta agua pasa tienen un sistema de lla#es caldero.
se deposita el agua blanda para caldero para producir #apor por un sistema de tubos que para medir el @uo de entrada dl
Ti*os +e Ca+eras Ca+eras +e Gran Vo/,en +e Ag/a Ca+eras Sencias
Estas calderas se componen de un cilindro de planchas de acero con fondos combados. En la parte central superior se instala una cFpula cil"ndrica llamada domo, donde se encuentra el #apor más seco de la caldera, que se conduce por caGer"as a las máquinas. a planchas de la calderas, as" como los fondos y el domo se unen por remachadura. Esta caldera se monta en una mamposter"a de anillos refractario, y all" se instalan el fog!n carnicero y conducto de humo. En el hogar, situado en la parte inferior de la caldera, se encuentran las parrillas de erro fundido y al fondo un muro de ladrillos refractarios, llamado altar, el cual impide que se caiga el carb!n y ele#a las llamas acercándolas a la caldera.
Ca+eras con 5er6i+ores Este tipo de calderas surgieron bao la necesidad de producir mayor cantidad de #apor. os her#idores son unos tubos que se montan bao el cuerpo cil"ndrico principal, de unos 0 metros de largo por 0.>/ metros de diámetro3 estos her#idores están unidos a este cilindro por medio de #arios tubos adecuados. os gases del hogar calientan a los her#idores al ir hacia adelante por ambos lados del cuerpo cil"ndrico superior, tal como en la caldera anteriormente mencionada. as #entaas de estas calderas, a comparaci!n de las otras, es por la mayor supercie de calefacci!n o de caldeo, sin aumento de #olumen de agua, lo que aumenta la producci!n de #apor. &u instalaci!n, construcci!n y reparaci!n es sencilla. os her#idores pueden cambiarse o repararse una #ez daGados. a diferencia de dilataci!n entre la caldera y los her#idores pueden pro#ocar escape de #apor en los @anches de los tubos de uni!n y, a #eces, la ruptura. Esta es una de las des#entaas de esta caldera.
Ca+eras +e 5ogar In)erior En este tipo de calderas, #eremos las caracter"sticas de funcionamiento de la caldera con tubos hogares HcornuallesH. Estas calderas están formadas por un cuerpo cil"ndrico principal de fondos planos o
con#exos, conteniendo en su interior uno o dos grandes tubos sumergidos en agua, en cuya parte anterior se instala el hogar. El montae se hace en mamposter"a, sobre soportes de erro fundido, deando un canal para que los humos calienten a la caldera por el interior en su recorrido hacia atrás, donde se conducen por otro canal a la chimenea. &u instalaci!n se puede hacer por medio de dos conductos en la parte baa, para que los humos efectFen un triple recorrido+ hacia adelante por los tubos hogares, atrás por un conducto lateral, adelante por el segundo conducto y nalmente a la chimenea. os tubos hogares se construyen generalmente de plantas onduladas, para aumentar la supercie de calefacci!n y resistencia al aplastamiento.
Ca+era +e Me+iano Vo/,en +e Ag/a 7Igni)/8/ares9 Ca+era Se,i)/8/ar Esta caldera se compone de un cilindro mayor de fondos planos, que lle#a a lo largo un haz de tubos de IH a ;H de diámetro. os tubos se colocan expandidos en los fondos de la caldera, mediante herramientas especiales3 se sitFan diagonalmente para facilitar su limpieza interior. 2ás arriba de los tubos se colocan algunos pernos o tirantes para impedir la deformaci!n y ruptura de los fondos, por las continuas deformaciones debido a presi!n del #apor, que en la zona de los tubos estos sir#en de tirantes. -ara la instalaci!n de la caldera se hace una base rme de concreto, de acuerdo al peso de ella y el agua que contiene. &obre la base se coloca la mamposter"a de ladrillos refractarios ubicados con#enientemente el hogar y conductos de humos. a caldera misma se mantiene suspendida en marcos de erro $, o bien se monta sobre soporte de erro fundido. Estas calderas tienen mayor supercie de calefacci!n.
Ca+era Loco,o)ora
Esta caldera se compone de su hogar rectangular, llamada caa de fuego, seguido de un haz tubular que termina en la caa de humo. El ni#el del agua queda sobre el ciclo del hogar, de tal manera que éste y los tubos quedan siempre baGados de agua. -ara e#itar las deformaciones de las paredes planas del hogar, se dispone de una serie de estayes y tirantes, que se colocan atornillados y remachados o soldados a ambas planchas. os tubos se an por expandidores a las dos placas tubulares y se pueden extraer por la caa de humo, cuando sea necesario reemplazarlos. $odas las calderas locomotoras se hacen de chimenea muy corta, las que producen pequeGos tiraes naturales.
Ca+eras +e Gaoa; eciben este nombre las calderas de uno o dos tubos hogares, como la Cornualles, pro#istas de tubos 8alloJay. Estos tubos son c!nicos y se colocan inclinados en distintos sentidos, de tal manera que atra#iesan el tubo hogar. os tubos 8alloJay reciben el calor de los gases por su supercie exterior, aumentando la supercie total de calefacci!n de la caldera
Ca+eras Marinas os buques a #apor emplean calderas de tubos de humo y de tubos de agua. Entre las primeras se emplean frecuentemente las llamadas Hcalderas de llama de retornoH o Hcalderas suecasH. Este tipo de calderas consta de un cilindro exterior de a ;.0? metros de diámetro y de una longitud igual o ligeramente menor. En la parte inferior #an dos o tres y hasta cuatro tubos hogares, que terminan en la caa de fuego, rodeado totalmente de agua. os gases de la combusti!n se untan en la caa de fuego, donde terminan de arder y retoman, hacia atrás por los tubos de humo, situados más arriba de los hogares. )inalmente los gases quemados pasan a la caa de humo y se dirigen a la chimenea.
Ca+eras Co,8ina+as
as construidas con más frecuencia son las calderas de hogar interior y semitubular. En la parte inferior hay una caldera Cortnualles de dos o tres tubos hogares o una 8alloJay, combinada con una semi tubular que se sitFa más arriba. mbas calderas tienen unidas sus cámaras de agua y de #apor, por tubos #erticales. os hogares se encuentran en la caldera inferior. os gases quemados se dirigen hacia adelante, suben y atra#iesan los tubos de la caldera superior, rodean después a esta caldera por la parte exterior, baan y rodean a la inferior, pasando nalmente a la chimenea. El agua de alimentaci!n se entrega a la caldera superior y una #ez conseguido el ni#el normal de ésta, rebalsa por el tubo #ertical interior a la cámara de agua de la cámara inferior. mbas calderas están pro#istas de tubos ni#eles propios. El #apor sube por el tubo #ertical exterior, se unta con el que produce la caldera superior y > del domo sale al consumo.
Ca+eras +e Pe
con#enientemente la presi!n a que se encuentre sometido dicho l"quido, y también a cualquier presi!n puede ser #aporizada el agua, con tal que se aumente con#enientemente su temperatura.
Piro)/8/ares a caldera de #apor pirotubular, concebida especialmente para apro#echamiento de gases de recuperaci!n presenta las siguientes caracter"sticas El cuerpo de caldera, está formado por un cuerpo cil"ndrico de disposici!n horizontal, incorpora interiormente un paquete multitubular de transmisi!n de calor y una cámara superior de formaci!n y acumulaci!n de #apor. a circulaci!n de gases se realiza desde una cámara frontal dotada de brida de adaptaci!n, hasta la zona posterior donde termina su recorrido en otra cámara de salida de humos. El acceso al cuerpo lado gases, se realiza mediante puertas atornilladas y abisagradas en la cámara frontal y posterior de entrada y salida de gases, equipadas con bridas de conexi!n. En cuanto al acceso, al lado agua se efectFa a tra#és de la boca de hombre, situada en la bisectriz superior del cuerpo y con tubuladuras de gran diámetro en la bisectriz inferior y placa posterior para facilitar la limpieza de posible acumulaci!n de lodos.
Co,*araci=n en)re ca+eras Piro)/8/ares ; Ac/o)/8/ares Cri)erios Calidad de agua
2antenimiento
Piro)/8/ares
Ac/o)/8/ares
2enores exigencias, posible funcionamiento con salinidad del agua
2ayores exigencias, necesario bao ni#el salinidad
)ácil de limpiar
2as acuoso
es un de
nspecci!n &on necesarias ordinaria, mediciones con seguido de una ultrasonido prueba además de hidrostática pruebas hidrostáticas
e#isiones peri!dicas
2enor y dif"cil 2ayor y de fácil de realizar su mantenimiento mantenimiento en funcionamiento
endimiento
Contenido agua
de 2ayor, debido a 2enor su diseGo
Debido al alto Capacidad de #olumen de acumulaci!n agua, no es susceptible a las @uctuaciones de presi!n y carga
&usceptible a las @uctuaciones de presi!n y carga resultantes del proceso
%ecesidades de educidas espacio
Ele#adas
-lazo de entrega 2ás corto
2ás largo
Costes para 2enores ni#eles comparables de gasto de fabricaci!n y calidad
2enores
)uente. http+??JJJ.bosch6 industrial.com?les?fb/0IKsp.pdf
E>5AUSTING
De a *an)a *io)o
En la planta piloto se emplea este equipo para darle un tratamiento térmico a los en#ases, con la nalidad de eliminar los microorganismos que se encuentran en dichos en#ases Cuya nalidad es la formaci!n de #ac"o en un en#ase con productos antes de sellado o tapado.
as caracter"sticas son+
Ma)eria
Acero Ino@i+a8e
A)/ra Largo
0 m. ;.> m.
Túne o C?,ara argo
I m.
ncho
/.I7 m.
ltura
/.> m.
4a1a Trans*or)a+ora argo
5.;7 cm.
ncho
0=.; cm.
1elocidad
I m?min.
Mo)or Tri2?sico 7)rans,isi=n *or 2a1a9 2arca $ipo
Delcrosa 99/7;?)
-2
05//
:-
0.>
LJ
0.0
1oltae
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ntensidad de corriente
>./?.>
AUTOCLAVE
De a *an)a *io)o *na autocla#e es un recipiente de presi!n metálico de paredes gruesas con un cierre hermético que permite trabaar a alta presi!n para realizar una reacci!n industrial, una cocci!n o una esterilizaci!n con #apor de agua. &u construcci!n debe ser tal que resista la presi!n y temperatura desarrollada en su interior. a presi!n ele#ada permite que el agua alcance temperaturas superiores a los 0// MC. a acci!n conunta de la temperatura y el #apor produce la coagulaci!n de las prote"nas de los microorganismos, entre ellas las esenciales para la #ida y la reproducci!n de éstos, cosa que lle#a a su destrucci!n. En el ámbito industrial, equipos que funcionan por el mismo principio tienen otros usos, aunque #arios se relacionan con la destrucci!n de los microorganismos con nes de conser#aci!n de alimentos, medicamentos, y otros productos.
A/)oca6e in+/s)ria: En el contexto industrial la palabra autocla#e se utiliza para referirse a una olla a presi!n de gran talla, utilizada para cocimiento en procesos industriales. lgunos usos destacados de las autocla#es industriales son+
En la industria alimentaria+ se utilizan para la esterilizaci!n de conser#as y alimentos enlatados cuyas caracter"sticas requieren un tratamiento por encima de los 0// grados cent"grados 'método %icolás ppert (. En la industria maderera+ se utiliza para tratar la madera para construcciones en exterior 'pérgolas, porches, etc.( y as" protegerla de parásitos. •
En a in+/s)ria ,a+erera: se utiliza para tratar la madera para construcciones en exterior 'pérgolas, porches, etc.( y as" protegerla de parásitos.
V.
En la industria de los neumáticos, se utilizan para realizar el #ulcanizado.
En el tratamiento de residuos hospitalarios, se utiliza para eliminar los microorganismos pat!genos existentes
RESULTADOS CALDERA
Par)es ; 2/nciona,ien)o
•
•
El quemador hacer que el combustible caliente el agua tratada hasta con#ertirla en #apor. El agua que @uye por los tubos 'liquido( se e#apora '#apor saturado( hacia unos tubos extractores para ser distribuido a los equipos de tratamiento térmico
TRATAMIENTO DE AGUA DURA •
El agua que se utiliza en el caldero debe ser agua blanda, por lo que pre#iamente el agua dura 'agua potable( debe tratarse mediante puricaci!n, aplicaci!n de sales y blanqueamiento.
4lanqueador
TU'ERIAS DE VAPOR
•
E>5AUSTOR •
as tuber"as que conectan la caldera con demás equipos son de acero y aluminio, en las esquinas se encuentran man!metros manuales para medir la presi!n del @uo del #apor hacia los equipos. as tuber"as se sitFan en la parte superior de la planta debido a medidas de seguridad.
El exhaustor, realiza el proceso de exhausting de latas de conser#a. 2Ediante este proceso las latas son transportadas por una cinta metalica.
AUTOCLAVE •
El autocla#e, equipo que se utiliza para esterilizar algunos productos. *tiliza el #apor que @uye por sus
paredes para trabaados.
VI.
calentar
o
e#aporar
los
insumos
DISCUSION
'&E1E%&, //5( as calderas de #apor se clasican, atendiendo a la posici!n relati#a de los gases caliente y del agua, en acuotubulares y pirotubulares, por la posici!n de los tubos en #erticales, horizontales e inclinados, por la forma de los tubos, de tubos rectos y de tubos cur#ados y
por la naturaleza del ser#icio que prestan en as, portátiles, locom!#iles y marinas. Caldera pirotubulares, en estas calderas los gases se calientan pasan por el interior de los tubos, los cuales se hallan rodeados de agua. as calderas pirotubulares pequeGas, unto con las máquinas de #apor correspondientes, han sido desplazadas en su mayor"a por los motores de combusti!n interna en la producci!n de energ"a. 2ientras que en las acuotubulares, por el interior de los tubos pasa agua o #apor y los gases calientes se hallan en contacto con la supercie externa, estas son empleados exclusi#amente cuando interesa obtener ele#adas presiones y rendimiento, debido a que los esfuerzos desarrollados en los tubos por las altas presiones son de tracci!n en #ez de compresi!n, como ocurre en los pirotubos.
'1EN, //( El funcionamiento de las calderas se basa en calentar el agua de un circuito hasta el punto de ebullici!n, de modo que el #apor se acumula en la parte más alta del circuito de @uido de la caldera. -or tener densidad menor a la del agua. a caldera se alimenta de modo que el ni#el de agua se mantiene más o menor constante. Caldera de tipo pirotubular, este es el primer tipo de caldea de acero, y está formada por tubos rectos que contiene los gases de la combusti!n, y que calientan el agua que rodea los tubos. as más usadas en la industria son las horizontales tubulares, con tamaGos de hasta 79// Lg de #apor a la hora. Caldera $ipo acuotubular, como su nombre lo indica, están formadas por tubos y colectores que contienen el agua, bien sea en estado l"quido o #apor, durante su paso por la caldera. os domos, que están interconectados por los tubos, tiene la misi!n de almacenar agua y #apor. %ormalmente hay dos, tres o cuatro colectores, y generalmente uno de ellos se encuentra a menor altura que lo otros, y contienen una #ál#ula de purga para e#acuar.
os superiores son colectores de agua y #apor, y en su interior lle#an separadores de #apor, para eliminar el arrastre de humedad y un precipitado, puricando as" el #apor. Caldera de echo @uidizado, donde un s!lido se pone en contacto con un l"quido o un gas, adquiriendo el conunto unas caracter"sticas similares a las de los @uidos.
1.
VIII.
CONCLUSIONES
l igual que los equipos de refrigeraci!n, los equipos de tratamiento térmico tienen un obeti#o principal, asegurar la inocuidad del alimento, asegurando la destrucci!n de microorganismos que pueden causar el deterioro del producto y podr"an perudicar al consumidor.
os tratamiento térmicos, pueden en muchos casos, daGar al producto si no se manipula de manera adecuada, por lo general estos sistemas térmicos tienen incorporado, una #ál#ula que controla este tipo de problemas, o da la alerta.
$odos los equipos que se obser#aron, forman parte de todo el proceso de elaboraci!n del producto, teniendo como nalidad mediante la aplicaci!n de #apor, disminuir al máximo la carga microbiana.
'I'LIOGRA4IA
l#ares, 2aquinarias 4arcelona, //.
$érmicas,
-rimera
Edici!n,
4.
O. &e#erns, Energ"a 2ediante 1apor, ire o 8as, &egunda Edici!n, Editorial e#erte.//5
