Reconocimiento de Equipos de Tratamiento Térmico: 1
Integrantes: Lázaro Cajusol Jeniffer Salvador Reyes Rebeca
RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS DE TRATAMIENTO TERMICO I.
INTRODUCCION: El tratamiento térmico es, probablemente, el proceso que más directamente afecta al producto. De su eficiencia y estabilidad 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.
OBJETIVOS: - Conocer el manejo y utilidad de los equipos de tratamiento térmico y medición de temperatura en los procesos químicos. - Estudio del autoclave, exhaustor, caldera, selladora, marmita y tubos conductores con respecto a su manejo, ventajas y desventajas.
III.
MARCO TEORICO: El Tratamiento Térmico involucra varios procesos de calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus propiedades mecánicas. El objetivo de los tratamientos térmicos es proporcionar a los materiales unas propiedades específicas adecuadas para su conformación o uso final. No modifican la composición química de los materiales, pero si otros factores tales como los constituyentes estructurales
y
la
granulometría, y como consecuencia las propiedades mecánicas. Se
pueden
realizar
Tratamientos Térmicos sobre una parte ó la totalidad de la pieza en uno o varios pasos de la
2
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 casos, se usa para aliviar los efectos del endurecimiento por deformación. Finalmente, se puede realizar al final de la secuencia de manufactura para lograr resistencia y dureza.
Etapas del tratamiento térmico Un tratamiento térmico consta de tres etapas que se presentan a continuación: •
Calentamiento hasta la temperatura fijada: La elevación de temperatura debe ser uniforme en la pieza.
•
Permanencia a la temperatura fijada : Su fin es la completa transformación del constituyente estructural de partida. Puede considerarse suficiente una permanencia de unos 2 minutos por milímetro de espesor.
•
Enfriamiento: Este enfriamiento tiene que ser rigurosamente controlado en función del tipo de tratamiento que se realice.
Algunos Equipos empleados en el tratamiento térmico:
Túnel de Evacuación Es un equipo con sistema de producción de vapor a presión que consta de: un recipiente de alimentación de agua, sistemas de entrada (proveniente de
de vapor la caldera),
sistema de tubería con orificios para la salida de vapor y agua caliente, bandas transportadoras y soportes de entrada y de salida de los recipientes tratados.
3
Caldera: La caldera es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado para generar vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia su fase. La
caldera
es
un
caso
particular en el que se eleva a altas temperaturas un set de
intercambiadores
de
calor, en la cual se produce un cambio de fase. Además, es recipiente de presión, por lo cual es construida en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas. Debido
a
las
amplias
aplicaciones que tiene el vapor, principalmente de agua, la caldera es muy utilizada en la industria, a fin de generarlo para aplicaciones como: Esterilización (tindarización): era común encontrar calderas en
los hospitales, las cuales generaban vapor para "esterilizar" el instrumental médico; también en los comedores, con capacidad industrial, se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para elaborar alimentos en marmitas (antes se creyó que esta era una técnica de esterilización). Para calentar otros fluidos, como por ejemplo, en la industria
petrolera, donde el vapor es muy utilizado para calentar petróleos pesados y mejorar su fluidez. Generar electricidad a través de un ciclo Rankine. La caldera es
parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
4
Selladora: El sellado por calor-contacto es la conjunción de una película de material termoplástico que está adherida al material del sello o empaque con el material del recipiente a sellar. Esta conjunción se logra con la combinación de calor y presión por un periodo específico de tiempo.
Pasteurizador: La pasteurizadora es una máquina que tiene como función lograr que los alimentos que se introducen en ella queden libres de bacterias por medio del calentamiento de los mismos a elevadas temperaturas, haciendo que conserven sus propiedades y características tales como valor nutricional y sabor original.
a) En continuo: El producto es conducido por cintas transportadoras que lo introducen en túneles de tratamiento; estos túneles están dividos en tres zonas (calentamiento, pasterización y refrigeración), en todas ellas la variación de temperatura progresa de forma gradual gracias a unas dichas o atomizadores. Esto es importante porque los envases suelen ser de vidrio y si el cambio de temperatura es muy brusco pueden estallar. La diferencia máxima entre la temperatura del envase de vidrio y la de calentamiento no debe superar los 20°C y con la de enfriamiento, 10°C El agua se suele recircular para aprovechar mejor la energía (el agua empleada para enfriar se calienta en contacto con los envases y después es redirigida hacia la zona de calentamiento). En el enfriamiento se trata de disminuir la temperatura hasta los 40°C así conseguimos evitar corrosiones internas en envases metálicos al evaporarse el agua, también para poder poner las etiquetas (Es una temperatura relativamente fría)
5
b) Discontinuo: Baño María: En la industria se puede ajustar perfectamente
tanto los tiempos como las temperaturas de tratamiento Con el Aire Caliente: Lo que se emplea son estufas de aire
caliente, empleado para producto que no resisten la inmersión en agua. 6
Autoclave: Una autoclave es un recipiente de presión metálico de paredes gruesas con un cierre hermético que permite trabajar a alta presión para realizar una reacción industrial, una cocción o una esterilización con vapor de agua. Su construcción debe ser tal que resista la presión y temperatura desarrollada en su interior. La presión elevada permite que el agua alcance temperaturas superiores a los 100 °C. La acción conjunta de la temperatura y el vapor produce la coagulación de las proteínas de los microorganismos, entre ellas las esenciales para la vida y la reproducción de éstos, cosa que lleva a su destrucción. En el ámbito industrial, equipos que funcionan por el mismo principio tienen otros usos, aunque varios se relacionan con la destrucción de los microorganismos con fines de medicamentos, y otros productos.
conservación
de
alimentos,
Autoclave industrial En el contexto industrial la palabra autoclave se utiliza para referirse a una olla a presión de gran talla, utilizada para cocimiento en procesos industriales. Algunos usos destacados de las autoclaves industriales son: En la industria alimentaria: se utilizan para la esterilización de conservas y alimentos enlatados cuyas características requieren un tratamiento por encima de los 100 grados centígrados (método Nicolás Appert )
En la industria maderera: se utiliza para tratar la madera para construcciones en exterior (pérgolas, porches, etc.) y así protegerla de parásitos.
En la industria textil se denominan autoclaves ciertas máquinas utilizadas para el teñido de telas. En la industria de los neumáticos, se utilizan para realizar el
vulcanizado. En el tratamiento de residuos hospitalarios, se utiliza para eliminar
los microorganismos patógenos existentes
IV.
MATERIALES:
Cámara Fotográfica
V.
Cuaderno de apuntes
METODOLOGIA: Reconocemos las partes de cada equipo y sus funciones, así como también los procesos industriales que se pueden realizar con cada uno de ellos.
7
VI.
RESULTADOS: 1. CALDERA:
8
La caldera de la PPA (Planta Piloto Agroindustrial) es acuotubular, es decir en sus tubos circula el agua que se calentara por fuego externo.
Partes y funcionamiento: 1. El quemador hacer que el combustible caliente el agua tratada hasta convertirla en vapor. 2. El agua que fluye por los tubos (liquido) se evapora (vapor saturado) hacia unos tubos extractores para ser distribuido a los equipos de tratamiento térmico.
2. Tratamiento de agua dura: El agua que se utiliza en el caldero debe ser agua blanda, por lo que previamente el agua dura (agua potable) debe tratarse mediante purificación, aplicación de sales y TRATAMIENTO DE AGUA
blanqueamiento.
BLAN UEADOR
3. TUBERIAS DE VAPOR:
9
Las tuberías que conectan la caldera con demás equipos son de acero y aluminio, en las esquinas se encuentran manómetros manuales para medir la presión del flujo del vapor hacia los equipos. Las
MANOMETRO
tuberías se sitúan en la parte 10
superior de la planta debido a medidas de seguridad.
4. MARMITA (BATCH): Se utiliza para la cocción de alimentos o liquidos como néctar por medio del movimiento del vapor por sus paredes. Este proceso se realiza por lotes o cambiando marmitas.
En la parte inferior se observa una especie de desagüe, en el se eliminara los vapores consensados hacia el exterior.
5. Exhaustor:
El exhaustor, realiza el proceso de exhausting VII. DISCUSION: de latas de conserva. VIII. CONCLUSIONES: MEdiante este proceso IX. BIBLIOGRAFIA: las latas son transportadas por una cinta metalica.
Tiene dos franjas con tubos agujereados para que el vapor caliente a las latas, debió a que este es el último paso para el envase se procede a la cuarentena.
11
6. SELLADORA DE LATAS:
La Selladora de la PPA es manual, y primero le da un presellado a cada lata, luego de forma manual se acomoda la lata para el sellado hermético final. El proceso de sellado es impórtate debido a que impide el ingreso de dióxido de carbono y
exceso.
Debido
también a que sellado es un PCC
el
7. AUTOCLAVE:
El paso finales el autoclave, equipo que se utiliza para esterilizar algunos productos. Utiliza el vapor que fluye por sus paredes para calentar o evaporar los insumos trabajados.
12
VII. DISCUSION:
(ALVAREZ, 2002) El funcionamiento de las calderas se basa en calentar el agua de un circuito hasta el punto de ebullición, de modo que el vapor se acumula en la parte más alta del circuito de fluido de la caldera. Por tener densidad menor a la del agua. La caldera se alimenta de modo que el nivel 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 combustión, y que calientan el agua que rodea los tubos. Las más usadas en la industria son las horizontales tubulares, con tamaños de hasta 6800 Kg de vapor a la hora.
Caldera Tipo acuotubular, como su nombre lo indica, están formadas por tubos y colectores que contienen el agua, bien sea en estado líquido o vapor, durante su paso por la caldera. Los domos, que están interconectados por los tubos, tiene la misión de almacenar agua y vapor. Normalmente hay dos, tres o cuatro colectores, y generalmente uno de ellos se encuentra a menor altura que lo otros, y contienen una válvula de purga para evacuar. Los superiores son colectores de agua y vapor, y en su interior llevan separadores de vapor, para eliminar el arrastre de humedad y un precipitado, purificando así el vapor
Caldera de Lecho fluidizado , donde un sólido se pone en contacto con un líquido o un gas, adquiriendo el conjunto unas características similares a las de los fluidos.
(SEVERNS, 2007) Las calderas de vapor se clasifican, atendiendo a la posición relativa de los gases caliente y del agua, en acuotubulares y pirotubulares, por la posición de los tubos en verticales, horizontales e inclinados, por la forma de los tubos, de tubos rectos y de tubos curvados y por la naturaleza del servicio que prestan en fijas, portátiles, locomóviles 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. Las calderas pirotubulares pequeñas, junto con las máquinas de vapor
13
correspondientes, han sido desplazadas en su mayoría por los motores de combustión interna en la producción de energía. Mientras que en las acuotubulares, por el interior de los tubos pasa agua o vapor y los gases calientes se hallan en contacto con la superficie externa, estas son empleados exclusivamente cuando interesa obtener elevadas presiones y rendimiento, debido a que los esfuerzos desarrollados en los tubos por las altas presiones son de tracción en vez de compresión, como ocurre en los pirotubos
14
En la práctica se observó entre uno de los equipos de tratamiento térmico a la caldera, la cual según la bibliografía y por contar con un sistema de tratamiento de agua de la cual se aprovecha el agua para crear el vapor, es una caldera acuotubular. VIII. CONCLUSIONES: Al igual que los equipos de refrigeración, los equipos de tratamiento
térmico tienen un objetivo principal, asegurar la inocuidad
del
alimento, Asegurando la destrucción de microorganismos que pueden causar el deterioro del producto y podrían perjudicar al consumidor Los tratamiento térmicos, pueden en muchos casos, dañar al producto
si no se manipula de manera adecuada, por lo general estos sistemas térmicos tienen incorporado, una válvula que controla este tipo de problemas, o da la alerta. Los tratamientos por calor se pueden controlar de forma exacta, tanto
en duración como en la temperatura aplicada al producto. Todos los equipos que se observaron, forman parte de todo el proceso
de elaboración del producto, teniendo como finalidad mediante la aplicación de vapor, disminuir al máximo la carga microbiana.
X.
BIBLIOGRAFIA: W. Severns, Energía Mediante Vapor, Aire o Gas, Segunda Edición, Editorial Reverte.2007
A. Alvares, Maquinarias Térmicas, Primera Edición, Barcelona, 2002.
B. José, Ciencia Bromatológica, Editorial Díaz De santo, México, 2000.
15