Las últimas soluciones de tuberías para minimizar la filtración y optimizar el control de temperatura

Para los fabricantes de alimentos que se ocupan de productos viscosos, el diseño y la especificación de las tuberías apropiadas son cruciales. Si bien las tuberías revestidas son un territorio familiar, ¿cuáles son las últimas soluciones disponibles para minimizar las filtraciones y optimizar el control de la temperatura? Stephen Forrester, MD de adi Process Pipework, proporciona su análisis.

stephen forrester adi process pipeworkLa viscosidad juega un papel clave en cualquier proceso industrial en el que se involucre líquido, pero es particularmente importante en el sector de alimentos y bebidas. Por ejemplo, los altos volúmenes de líquidos, que varían en viscosidad de acuoso a pastoso, deben bombearse cuidadosamente a través de las tuberías para garantizar que se mantenga la calidad del producto.

Los sistemas de tuberías de proceso que transportan productos viscosos deben dimensionarse correctamente en función de la viscosidad y la presión operativa que se necesita alcanzar, para proporcionar las tasas de flujo apropiadas a los elementos de la planta de servicio, como los revendedores y los temperers.

Sin embargo, surgen problemas cuando las fluctuaciones de temperatura hacen que cambie la viscosidad o el estado del líquido. A menudo, los líquidos transportados en tuberías son mucho más calientes que la temperatura ambiente y, como tales, experimentan pérdidas de calor si no se implementan las medidas de control de temperatura. Por ejemplo, las suspensiones concentradas de azúcar usadas en la producción de confitería a menudo requieren medidas preventivas para detener la formación de cristales de azúcar que pueden afectar negativamente el rendimiento del sello en las bombas y válvulas.

One of the most widely-used solutions in the industry is jacketed pipework. This involves is passed through to either heat or cool the liquid in the inner tube. This maintains a consistent temperature of the medium that is being transferred to ensure that a constant flow rate is achieved.

Si bien el concepto de tubería encamisada es sencillo y se usa con éxito en miles de aplicaciones de proceso diferentes, hay varias innovaciones recientes que proporcionan un control de temperatura, confiabilidad y eficiencia superiores. Éstas incluyen:

Abrigo triple

El sistema de triple chaqueta utiliza acero inoxidable 316 en la parte interna de la piel donde el producto está en contacto con la tubería. Hay una chapa de acero inoxidable 304 completamente soldada sobre el tubo, y accesorios con una conexión de entrada y salida que permite el flujo de agua caliente a través de las secciones de la chaqueta a una temperatura controlada para calentar el producto. El sistema de triple camisa tiene una nueva capa completamente soldada que se llena con secciones de aislamiento adecuadas antes de soldar.

Este diseño impulsa el calor hacia el interior, hacia el producto, lo que lo hace más eficaz y eficiente que el revestimiento convencional.

Esto también significa que el calor no escapa al área y aumenta la temperatura ambiente del edificio, por lo tanto, se reduce la necesidad de aire acondicionado. Si bien el costo inicial es más alto que el revestimiento normal, el ahorro de energía a largo plazo proporciona un retorno de la inversión atractivo.

adi developed this system for a chocolate production installation in Poland in 2008 but this has since been rolled out across other manufacturers and contractors.

Minimizando la filtración

Las grasas en ciertos productos a menudo se filtran fuera de las juntas con bridas normalmente utilizadas, como el nitrilo y gortex. Sin embargo, se ha comprobado que los sistemas de junta tórica capturados previenen la filtración that often takes place.

Aquí es donde un anillo tórico normal, generalmente hecho de Buna®-N o de fluorocarbono, se mantiene entre dos anillos de retención de aluminio para formar un sello de vacío. Este es un sellador más efectivo que una junta con bridas ya que proporciona un sello encapsulado de higiene para alimentos que ha demostrado ser mucho más efectivo en la prevención a largo plazo de la degradación o filtración cuando entra en contacto con productos viscosos como jarabe de azúcar, glicol o chocolate.

Curvas de radio largo

Las curvas de radio largo presentan un desafío para algunos fabricantes, ya que las chaquetas prefabricadas no siempre están disponibles en las dimensiones correctas. En estos casos, una solución a medida es la mejor opción, sin embargo, esto puede ser costoso e involucrar a un número de diferentes partes.

Los proveedores de servicios como nosotros también pueden tener las instalaciones para fabricar productos altamente personalizados que permiten incorporar curvas de radio largo. Por ejemplo, podemos usar curvas de radio largo de hasta tres diámetros para las curvas internas y también hemos utilizado chaquetas triples para sistemas de raspado.

especificación de tuberías

Las alternativas

La principal alternativa a los sistemas con camisa es el calentamiento de trazas. El calentamiento de trazas implica el uso de un elemento de calentamiento eléctrico, conocido como "cinta de calor", a lo largo de una tubería para mantener la temperatura del material dentro. La tubería debe cubrirse con una capa de aislamiento térmico para evitar la pérdida de calor y aumentar la eficiencia energética.

Con sus propiedades térmicas útiles, como la capacidad de transportar calor a largas distancias mientras cede su calor a un ritmo constante, el vapor ofrece una alternativa útil a la cinta térmica eléctrica en aplicaciones de calentamiento de trazas. Los trazadores de vapor a menudo pueden usar un exceso de vapor de proceso que de lo contrario se desperdicia, lo que los convierte en una opción altamente eficiente. Y en ausencia de una corriente eléctrica activa, el trazado de vapor es inherentemente seguro y adecuado para su uso en todas las zonas.

Sin embargo, el problema principal con cualquier sistema de calentamiento de trazas es la incoherencia de la temperatura que proporciona. Los sistemas típicos de calentamiento de trazas generarán puntos calientes que pueden calentar el producto, que luego se combinan con puntos fríos en otras ubicaciones. Mientras que un cable trazador autorregulable puede ajustar su salida de vatios en cualquier punto a lo largo de todo el circuito del calentador, lo que ayuda a evitar puntos calientes o fríos, un sistema de triple camisa aún ofrecerá una consistencia de temperatura superior.

As an example, we recently completed an upgrade of a trace heating system to jacketed pipework for a well-known UK biscuit manufacturer. The work involved replacing the old and expensive to use trace heated copper pipework with new stainless steel jacketed pipes and filters. Totalling 150 metres in length, the pipework feeds the syrup from the holding tanks to eight mixer facilities. The pipes were manufactured in 3m lengths at our manufacturing facility in Somerset and transported to site for installation.

Dado que estos sistemas de producción están en funcionamiento 24 / 7, era crucial que no hubiera interrupciones en el proceso ni problemas bacterianos. Por lo tanto, todas las tuberías se sometieron a pruebas tanto de presión como de torunda, con cada soldadura realizada por un soldador codificado especialista.

El resultado fue un ahorro de energía significativo para el fabricante. Un proceso costoso, que usó una cantidad significativa de electricidad, fue reemplazado por cuatro calentadores para proporcionar un flujo de agua caliente alrededor del sistema de tuberías jacked.

La segunda alternativa a las tuberías encamisadas es 'camisas de lapas' o 'bobinas de lapas'. Las chaquetas Limpet ofrecen una solución de control de temperatura relativamente económica; sin embargo, como el sistema no está muy cerca del producto, la transferencia de calor no es uniforme. Al igual que con el calentamiento por trazas, también se requiere aislamiento con camisas de lapa para retener el calor, lo cual es un gasto adicional.

Un problema que afecta tanto a las camisas de lapas como a los sistemas de calentamiento de trazas es la incapacidad de soldar completamente las camisas de aislamiento requeridas. Por lo tanto, son mucho más susceptibles a daños, particularmente cuando se usan en entornos industriales agresivos. El aislamiento dañado no retiene el calor adecuadamente, lo que significa que el producto dentro de la tubería no se mantiene a la temperatura correcta.

Informador de la industria de procesos

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