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I.INTRODUCCINSon instalaciones industriales que, aplicando el calor de un combustible slido, lquido o gaseoso, vaporizan el agua para aplicaciones en la industria.

Se puede definir una caldera como todo aparato a P en donde el calor procedente de cualquier fuente de energa se transforma en energa utilizable, a travs de un medio de transporte en fase L y V se vern en altos rasgos pero de manera asertivas los procesos termodinmicos que se llevan a cabo en las calderas, consideradas como ollas a presin gigantescas.

El vapor de agua es un servicio muy comn en la industria, que se utiliza para proporcionar energa trmica a los procesos de transformacin de materiales a productos, por lo que lo que la eficiencia del sistema para generarlo, la distribucin adecuada y el control de su consumo, tendrn un gran impacto en la eficiencia total de la planta. Esta situacin se refleja en los costos de produccin del vapor y, en consecuencia en la competitividad y sustentabilidad de la empresa.

II.OBJETIVOSConocer que son los calderos, clases, funcionamiento y que tipos son los que se usan para los procesos industriales de alimentos CALDERA: es una mquina o dispositivo de ingeniera que est diseado para generar vapor saturado. ste vapor se genera a travs de una transferencia de calor a presin constante, en la cual el fluido, originalmente en estado lquido, se calienta y cambia de estado.

Es una mquina o instalacin, diseada y construida para producir vapor de agua a elevada presin y temperatura. La caldera de vapor ms elemental es la conocida olla a presin. En esencia una caldera es un recipiente cerrado, lleno parcialmente de agua a la que se le aplica calor procedente de alguna fuente, tal como un combustible, rayos solares concentrados, electricidad etc. para hacerla hervir y producir vapores.

GENERADOR DE VAPOR: es el conjunto o sistema formado por una caldera y sus accesorios, destinados a transformar un lquido en vapor, a temperatura y presin diferente al de la atmsfera.

CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA PRESIN DE TRABAJO DE LA CALDERA

Calderas de baja presin: Calderas que producen vapor a baja presin, hasta unos 4 5 kg/cm2. Este rango de presiones es ms comn en las calderas de agua caliente que en las calderas que generan vapor.

Calderas de media presin: Producen vapor hasta aproximadamente 20 kg/cm2. Generalmente vapor saturado, utilizadas en la industria en general.

Calderas de alta presin: Asociadas a ciclos de potencia, trabajan con presiones de 20 kg/cm2 hasta presiones cercanas a la crtica.

d) Calderas supercrticas: Son calderas que trabajan con presiones superiores a la crtica: 225,56 ata, 374,15C. Utilizadas en grandes plantas de generacin de energa elctricaCLASIFICACIN DE ACUERDO AL COMBUSTIBLE UTILIZADOa) Calderas de combustibles lquidos: Se fabrican Generadores de Vapor de todo tipo y tamao que utilizan combustibles lquidos. Requieren de instalaciones de almacenaje y tanques de servicio, de elementos de precalentamiento del fuel y de sistemas de bombeo y transporte.Los quemadores que utilizan combustibles lquidos se instalan generalmente horizontales. Hay algn tipo de quemadores de ngulo regulable para poder variar el intercambio por radiacin en el hogar.La turbulencia del aire que entra al quemador es importante para obtener una correcta combustin y un largo de llama apropiado, de tal manera que no dae las paredes de refractario o las paredes de tubos de agua y al mismo tiempo asegure una combustin completa de todas las gotas de fuel. Para esto es fundamental el dimensionamiento correcto del tamao del hogar.

b) Calderas de combustible gaseosos: Utilizan tanto gas natural como GLP, aire propanado o gas obtenido en gasificadores. Generalmente los quemadores de gas trabajan con muy baja presin, por lo que es comn que tengan sistemas de reduccin de presin importantes. En el caso de tener asociado un gasificador que suministre un gas muy particular se utilizan cmaras torsionales a fin de aumentar el tiempo de permanencia del combustible en el hogar.

c) Calderas de combustibles slidos: Los combustibles slidos utilizados son muy variados: lea en todos los tamaos (rolos, astillas, chips), deshechos de produccin (pellets de madera, aserrn, bagazo de caa de azcar, cscara de arroz), carbn (en distintos grados de pulverizacin), etc.TIPOS DE CALDERAS

5.1.PIROTUBULARES O DE TUBOS DE HUMO: son aquellas calderas en las que los gases de combustin circulan por el interior de los tubos y el lquido se encuentra en un recipiente atravesado por dichos tubos. Son de aplicacin cuando la presin de trabajo es inferior a los 22 bar.

Por su diseo tienen un gran volumen para el agua, les permiten adaptarse mejor a las variaciones de las instalaciones que las calderas acuotubulares

CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE CALDERAS PIROTUBULARESSencillez de construccin.Facilidad de inspeccin, reparacin y limpieza.Gran peso.Lenta puesta en marcha.Gran peligro en caso de explosin o ruptura debido al gran volumen de agua almacenada.

ACUOTUBULARES O DE TUBOS DE AGUA: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se desplaza por el interior de los tubos durante su calentamiento y los gases de combustin circulan por el exterior de los mismos. Son de aplicacin cuando se requiere una presin de trabajo por encima de los 22 bar.CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LAS CALDERAS ACUOTUBULARES

Se componen por uno o ms cilindros que almacenan el agua y vapor (colectores) unidos por tubos de pequeo dimetro por cuyo interior circula el agua.Estas calderas son apropiadas cuando el requerimiento de vapor, en cantidad y calidad es alto.Se construyen para capacidades mayores a 5.000 Kg./h de vapor (5 ton/h) con valores mximos en la actualidad de 2.000 ton/h. Permiten obtener vapor a temperaturas del orden de 550 C y presiones de 200kg/cm2 o ms.

VI.PARTES DE LA CALDERA DE VAPOR6.1.Cmara de agua: espacio que ocupa el agua en el interior de la caldera. El nivel de agua se fija en su fabricacin, de tal manera que sobrepase en unos 15 cm por lo menos a los tubos o conductos de humo superioresSegn la capacidad de la cmara de agua y la superficie de calefaccin, se distinguen:

6.1.1.Calderas de gran volumen: son las ms sencillas y de construccin antigua, se componen de uno a dos cilindros unidos entre s y tienen una capacidad superior a 150 H de agua por cada m2 de superficie de calefaccin.CaractersticasTienen la cualidad de mantener ms o menos estable la presin del vapor y el nivel del agua, pero tienen el defecto de ser muy lentas en el encendido, y debido a su reducida superficie producen poco vapor. Son muy peligrosas en caso de explosin y poco econmicas.6.1.2.Calderas de mediano volumen: estn provistas de varios tubos de humo y tambin de algunos tubos de agua, con lo cual aumenta la superficie de calefaccin, sin aumentar el volumen total del agua.6.1.3.Calderas de pequeo volumen: estn formadas por numerosos tubos de agua de pequeo dimetro, con los cuales se aumenta considerablemente la superficie de calefaccin.Caractersticas: Son muy rpidas en la produccin de vapor, tienen muy buen rendimiento y producen grandes cantidades de vapor. Debido a esto requieren especial cuidado en la alimentacin del agua y regulacin del fuego, pues de faltarles alimentacin, pueden secarse y quemarse en breves minutos.6.2.Cmara de vapor: Es el espacio ocupado por el vapor en el interior de la caldera, en ella debe separarse el vapor del agua que lleve una suspensin. Cuanto ms variable sea el consumo de vapor, tanto mayor debe ser el volumen de esta cmara, de manera que aumente tambin la distancia entre el nivel del agua y la toma de vapor.VII.FUNCIONAMIENTO DE CALDERAS: Funcionan mediante la transferencia de calor, producida generalmente al quemarse un combustible, al agua contenida o circulando dentro de un recipiente metlico. En toda caldera se distinguen dos zonas importantes:

7.1.Zona de liberacin de calor o cmara de combustin: es el lugar donde se quema el combustible. Puede ser interior o exterior con respecto al recipiente metlico.

7.1.1.Interior: la cmara de combustin se encuentra dentro del recipiente metlico o rodeado de paredes refrigeradas por agua.7.1.2.Exterior: cmara de combustin constituida fuera del recipiente metlico. Est parcialmente rodeado o sin paredes refrigeradas por agua. La transferencia de calor en esta zona se realiza principalmente por radiacin (llama-agua).

7.2.Zona de tubos: es la zona donde los productos de la combustin (gases o humos) transfieren calor al agua principalmente por conveccin (gases-aguas). Esta constituida por tubos, dentro de los cuales pueden circular los humos o el agua.ACCESORIOS PARA EL FUNCIONAMIENTO SEGURO: Las calderas deben poseer una serie de accesorios que permitan su utilizacin en forma segura, los que son:8.1.Accesorios de observacin: dos indicadores de nivel de agua y uno o ms manmetros, estos debern indicar con una lnea roja indeleble la presin mxima de la caldera.8.2.Accesorios de seguridad: vlvula de seguridad, sistema de alarma, sellos o puertas de alivio de sobre presin en el hogar y tapn fusible (en algunos casos). El sistema de alarma, acstica o visual, se debe activar cuando el nivel de agua llegue al mnimo, y adems deber detener el sistema de combustin.IX.APLICACIONES O USOS DE CALDERAS PARA LOS DIFERENTES PROCESOS DE ALIMENTOS: Por sus caractersticas, puede ser aplicada en diferentes industrias, tales como:

Queseras: Caldera Es un generador de calor con capacidad vapor de aproximadamente 250 kilogramos de vapor por hora. Es la encargada de generar el vapor necesario para todas las labores y procesos trmicos que se realizan en la planta. Procesadores de alimentosIndustria alimenticiaX.SISTEMAS DE ALIMENTACIN Y TRATAMIENTO DEL AGUA PARA LA CALDERAEl agua en forma de vapor es un vehculo para distribuir calor a diversos procesos, nunca se encuentra pura y los elementos que contiene pueden afectar las tuberas y limitar la transferencia de calor en los equipos de proceso. Para mantener la eficiencia de la caldera e incrementar su vida til es necesario un acondicionamiento que consiste en reducir los depsitos de slidos e incrustaciones en las superficies de calefaccin, as como el evitar su corrosin. Se debe tener en cuenta los siguientes criterios:

El agua alimentada en el sistema de vapor tiene que ser transportada, desde su punto de suministro o almacenamiento, hasta el interior de la caldera, pasando a travs de los economizadores, mediante un sistema de bombeo.En el agua cruda, que forma parte de la alimentacin a la caldera, deben eliminarse los slidos en suspensin, reducir la dureza (provocada por las sales de calcio, magnesio y silicio) y eliminar otras impurezas solubles.Aplicar productos qumicos, para eliminar el oxgeno disuelto en el agua y controlar su grado de acidez. Purgar adecuadamente la caldera, para limitar la concentracinDar tratamiento a los condensados que retornan.XI.RIESGOS DE UNA CALDERA: Aumento sbito de la presin: cuando se disminuye el consumo de vapor, o cuando se descuida el operador y hay exceso de combustible en el hogar o cmara de combustin.

Descenso rpido de la presin: Se debe al descuido del operador en la alimentacin del fuego.

Descenso excesivo del nivel de agua: Es la falla ms grave que se puede presentar. Si este nivel no ha descendido ms all del lmite permitido y visible, bastar con alimentar rpidamente.

Explosiones: son desastres de gravedad extrema, que casi siempre ocasionan la muerte a cierto nmero de personas. La caldera se rasga, se hace pedazos, para dar salida a una masa de agua y vapor; los fragmentos de la caldera son arrojados a grandes distancias.XII.RECOMENDACIONES GENERALES: Existen reglas que, en general, deben seguirse para generar vapor con eficiencia:

a)Operar la caldera a condiciones normales o mximas (segn la carga demandada por el proceso), las cuales alcancen la mayor eficiencia especificada. Los grados de sobrecalentamiento del vapor debern ser los establecidos desde diseo; de lo contrario, afectarn el rea de transferencia de calor en el equipo de proceso.

b)Cuando se requiera utilizar vapor en turbinas, ya sea para la generacin de energa elctrica o para movimiento rotatorio, es necesario suministrarlo a su mxima potencia, tomando en cuenta algunos otros niveles que se necesiten en instalaciones de proceso; esto, con la finalidad de que se puedan realizar las extracciones correspondientes de la turbina. Dicha accin permitir no utilizar vlvulas reductoras de presin, lo que origina se eleve la eficiencia del ciclo.XIII.CONCLUSIONES:Se conoci que son las calderas, su clasificacin de acuerdo al combustible que utiliza y el trabajo que realiza, su funcionamiento es por transferencia de calor por quema de combustibles, los tipos en pirotubulares, acuotubulares y otros que participan en los procesos de alimentos.

Industria Alimentaria y BebidasLos requisitos de calidad del agua son muy estrictos en la industria alimentaria y de bebidas, especialmente cuando el agua puede estar en contacto directo con alimentos. Todos los procesos, requieren agua de alta calidad y pureza.

Tratamiento del agua en calderasUno de los mayores intereses en la industria alimentaria y de bebidas es la de producir vapor y agua, acorde con las regulaciones locales o con la FDA. ICL Water Solutions le abastece de programas de tratamiento de aguas para sus procesos y calderas que cumplen con estas especificaciones y con sus necesidades ms especiales.Calderas y Sistemas de CalefaccinTratamiento del agua en refrigeracin y autoclavesLos requisitos para el agua de refrigeracin en circuitos abiertos y cerrados son tambin estrictos en este sector. Nuestros productos son utilizados con xito en los procesos de esterilizacin y pasteurizacin de los alimentos.Para qu se utiliza el vapor?La leche se procesa en una gran variedad de productos lcteos 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 qumicas y cambios fsicos 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.ste se genera en la caldera y se transporta hasta la planta procesadora por un sistema de distribucin de tuberas. En cada proceso el vapor entrega su calor y condensa.Una propiedad muy importante del vapor saturado es que su temperatura est directamente relacionada con su presin. Por tanto la temperatura de muchos de los procesos puede controlarse con gran precisin regulando la presin del vapor.El sistema completoPara producir productos lcteos de alta calidad manteniendo bajos los costes de produccin, 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 diseo 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 lcteos elaborados.Deben tambin tenerse en cuenta los futuros planes de expansin as como los planes de mejora de las mquinas existentes.Cuando el vapor sale de la sala de calderas debe contener tan poca humedad y gases incondensables como sea posible.Esto asegurar disponer de la mxima cantidad de calor minimizando el riesgo de daos en las tuberas a causa de golpes de ariete.

Spirax Sarco dispone de una gran experiencia para ayudarle a producir vapor de alta calidad en sus calderas, con el coste ms econmico, con un amplio rango de productos especficamente diseados para la sala de calderas, todos ellos fabricados con la ms alta calidad.Las calderas de vapor proporcionan grandes ventajas para muchas aplicaciones en varios sectores industriales.Industria alimentaria: panaderas industriales, carniceras, procesos de rendering, fabricacin de comida procesada y comida para bebs, bebidas y productos lcteos.Industria textil: secadores rotativos, teido, balanceo y tejido.Industria qumica: reactores y almacenaje.Farmacuticas: fabricacin de medicamentos y componentes, vacunas, vapor estril.Cosmtica: perfumes, cremas.Industria papelera / de impresin: tneles de secado, secado de impresin, cartn ondulado.Industria cementera: fabricacin de piezas de cemento.Industria aceitera: distribucin y almacenaje de aceites pesados.Industria maderera: procesos de melanina y madera contrachapada.Hospitales / Hoteles: lavandera, cocina.Industria automovilstica y tratamiento de superficies: acabado del metal, electrodepsitos.