Generación y dimensionamiento de vapor de agua en empresa de bebidas carbonatadas

INTEGRANTES :

• LIZZA CABRAL

• ANDREA CACERES

• JHENIFER DA SILVA

• CESAR GAMARRA

Instalaciones Industriales II

Sector productivo

Este sector incluye a los equipos:

Reactor de preparación

Contenedor CO2

Tanque de mezcla

Túnel de pasteurizado

Sector a ajeno a producción:

Este sector incluye a los equipos que no influyen directamente en el producto final, sino que sirven de sustento a la maquinaria productiva, los cuales son:

Destilador

CIP

Resumen de dimisiones de tuberías:

Equipo Diámetro comercial (pul)

Long. de tubería aprox. (m)

Troncal principal 2.5 25

Troncal de producción 2 18

1. Reactor de preparación 1 ¼ 2.5

1. Contenedor de CO2 ½ 2.5

1. Tanque de mezcla 1 2.5

1. Túnel de pasteurizado 1 2.5

Troncal ajeno a producción 2 15 – 25

1. Destilador 1 ½ 10 – 15

1. CIP 1 ¼ 2.5 – 5

Sistema de retorno ¼ 35 – 40

Material y uniones adoptadas para la instalación

El material seleccionado para las tuberías del servicio de vapor es el acero ASTM A-83, debido a que es el más adecuado cuando se utilizan calderas de altas presiones. Las mismas estarían unidas mediantes soldaduras para evitar filtraciones de material. Los accesorios complementarios serian del mismo material de las tuberías de modo a tener las mismas propiedades en el sistema completo.

La tubería debe de ser de color Naranja, según normas IRAM 2507, para la identificación de vapor de agua.

Para el sistema de retorno se utilizan tuberías de PP Fusión PN 20 (obtenido del catálogo Tigre) debido a que lo transportado será agua caliente

Tipo y cantidad de accesorios

Accesorio Cantidad

Codo de 90 8

Unión T 2

Unión doble T 2

Válvulas de paso 9

Válvulas de alivio 1

Barómetro 7

Separador de vapor o trampa de agua 6

Tanque de condensado 1

Bomba de condensado 1

Enfriador de vapor 2

Desarrollo de un P&D para el sistema

Equipo de generación

Para este sistema será necesaria una caldera Pirotubular con nivel operativo de 11 bares y con una capacidad nominal de producción de vapor de 1,5 toneladas.

Se optara por una caldera cuyo combustible es biomasa debido a que son las más comunes en el mercado y menor inversión.

Layout

Golpe de Ariete

Cuando se cierra bruscamente una válvula o un grifo instalado en el extremo de una tubería de cierta longitud, las partículas de fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento. Esto origina una sobrepresión que se desplaza por la tubería a una velocidad que puede superar la velocidad del sonido en el fluido. Esta sobrepresión tiene dos efectos: comprime ligeramente el fluido, reduciendo su volumen, y dilata ligeramente la tubería. Cuando todo el fluido que circulaba en la tubería se ha detenido, cesa el impulso que la comprimía y, por tanto, ésta tiende a expandirse. Por otro lado, la tubería que se había ensanchado ligeramente tiende a retomar su dimensión normal. Conjuntamente, estos efectos provocan otra onda de presión en el sentido contrario

Cavitación

Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implosionan, produciendo una estela de gas y un arranque de metal de la superficie en la que origina este fenómeno.

Válvulas

El mínimo de válvulas según la planificación será de 10, entre las cuales se incluyen 9 llaves de paso y 1 de alivio:

Una llave general luego de la caldera

Dos llaves principales para cada sub-ramal

Una llave para cada equipo

Una llave de alivio o seguridad ubicada al final del troncal principal