1
ANEXO
ÍNDICE
3
ANEXO ANEXOS
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE GRAFICO GRAFICO Nº 1: Factor de corrección
25
5
ANEXO
1
2
3
RESUMEN El objetivo del preente trabajo de t!t"lo# conite en die$ar "n ite%a centrali&ado de lavado CI'# a"to%ati&ado# para el lavado de etan("e de )er%entación * repoo de cerve&a+
'ara ete cao# el ite%a CI' et, co%p"eto por - etan("e de acero ino.idable de "na capacidad no%inal de 1+5// litro * "n circ"ito de ali%entación * retorno con bo%ba# v,lv"la# pipin0# etc+ lo ("e et,n detinado a la ol"cione de lavado# co%p"eto por "na ol"ción alcalina oda c,"tica# ol"ción acida ,cido n!trico# ol"ción de 4i0ieni&ación ,cido peractico * etan("e de a0"a balan&a# en ditinta concentracione e06n la ol"ción+ A contin"ación# e decribe la ec"encia de lo pro0ra%a de lavado# indicando lo tie%po * te%perat"ra de cada pro0ra%a de lavado+ 7a %e%oria de c,lc"lo e reali&a a partir del CI' a"to%ati&ado8 para etan("e )er%entadore * etan("e de cerve&a+ 'ara de)inir el CI' e deter%ina la alt"ra 6til con la ec"ación de 9erno"lli en )or%a teórico * poterior%ente e deter%ina con el cat,lo0o A'# * e ver, la di)erencia ("e e.ite para de)inir el valor real+ A partir de lo anterior# e deter%inan la bo%ba# lo etan("e * ca"dal de vapor8 en el cao del di,%etro de la rede# eta e0"ir,n con lo di,%etro *a e.itente en la planta de cerve&a# etc+ 'oterior%ente# e die$a interca%biador de calor eleccionando la tra%pa de vapor * la v,lv"la re0"ladora de te%perat"ra# * a! por 6lti%o poder decribir la ló0ica de operación+
-
INTRODUCCION En la ind"tria de ali%ento# e re("iere "na 0ran preoc"pación por la 4i0iene de lo e("ipo invol"crado en la prod"cción de ali%ento# por eje%plo# en la )abricación de cerve&a interviene "na 0ran cantidad de e("ipo ("e re("ieren 0ran e)iciencia en el proceo de lavado+ El %todo %, "tili&ado en la ind"tria ali%enticia e:
;todo %ec,nico %an"al8 o
A("! lo operario e introd"cen en lo etan("e para li%piarlo
%an"al%ente con ecobillone+ Ete proceo e peli0roo# por("e introd"cir perona en epacio red"cido p"ede provocar al06n accidente o
o
=ear%ar el pipin0 del etan("e para li%piar la pie&a * l"e0o rear%ar+
Ete pro*ecto parte %otivado por la neceidad de opti%i&ar el proceo de lavado de etan("e# *a ("e el %todo %encionado e ine)iciente# por("e no 0aranti&a "na li%pie&a pro)"nda *a ("e depende de la pericia del operador+ Ade%,# del 0ran tie%po ("e e re("iere para ello+ >a%bin en lo proceo# lo ele%ento "tili&ado en la li%pie&a on eli%inado# lo c"al trae co%o conec"encia "na conta%inación del %edio a%biente * "n alto coto para la e%prea+ Ete %todo CI' *a e enc"entra en "na 0ran cantidad de planta proceadora de ali%ento * e pretende deter%inar i e poible dearrollarlo en el pa!+
5 7o die$o %oderno de e("ipo para la ind"tria ali%enticia# e.i0en co%o re("eri%iento# la li%pie&a a"to%,tica de lo e("ipo# la pie&a ean de%ontada o %ovida# ade%, de coniderar "na li%pie&a pro)"nda+ Eto trae coni0o "n alto coto# ("e invol"cra la i%portación e i%ple%entación de "n ite%a CI'# * lo tie%po de epera+ E por ello ("e e neceario die$ar "n ite%a CI' en el pa!+ El preente trabajo e )ocali&a en die$ar# * eleccionar lo acceorio invol"crado en el ite%a CI' para la planta Cervecera ?"nt%ann+
Objetivo general. El objetivo 0eneral de ete pro*ecto e die$ar "n ite%a CI' a"to%ati&ado# para la planta de cerve&a# en lo proceo de )er%entado * %ad"rado+
Objetivos ese!"#i!os. •
•
•
=eter%inar lo e("ipo# etan("e# )ittin0# ca$er!a# etc+# ("e participan en el ite%a de lavado CI'+ =eter%inar lo pro0ra%a# d"ración * %todo de lavado receta+ =eter%inar la ló0ica de operación del ite%a CI'+
Meto$olog"a $e trabajo e dearrolla "n e("e%a de la intalacione ("e intervendr,n en el proceo del CI'+# poterior%ente# la cervecer!a entre0a in)or%ación# la c"al e reervada# para poder dearrollar de %ejor %anera el ite%a+
Con eto dato e deter%inan lo ta%a$o de lo etan("e para poder eleccionar la bo%ba de ali%entación * retorno# )ittin0# pipin0# etc+ >a%bin e calc"la el vapor neceario para die$ar el interca%biador de calor+
@
CA%ITU&O I Des!ri!i'n $e (n siste)a C.I.%. *.*.+ De#ini!i'n El ite%a de lavado CI' conite b,ica%ente en "n conj"nto de etan("e# bo%ba * e("ipo adicionale ("e 4acen circ"lar "n )l"ido a trav de lo etan("e "tili&ado en proceo de prod"cción para " li%pie&a -B+
Conj"nta%ente con lo anterior# %ediante ete ite%a CI'# e reali&a "na 4i0ieni&ación )inal con ,cido peractico# ("e per%ite ae0"rar ("e el etan("e ("ede libre de todo 0er%en * et diponible para er "tili&ado n"eva%ente con otra car0a de cerve&a+
El ite%a de lavado CI'# et, die$ado para ree%pla&ar el lavado %an"al# el c"al e.ite en la planta# *a ("e por tratare de "n ite%a a"to%,tico e 4o%o0neo * no ca%bia con el tie%po# ta%bin re"tili&a lo ("!%ico detinado al lavado# di%in"*endo la conta%inación * bajando lo coto del lavado de lo etan("e de )er%entación * repoo de la cerve&a+
Eta central de lavado CI'# et, die$ada para el lavado de todo lo etan("e de )er%entación * repoo de la cerve&a en la Cervecer!a ?"nt%ann# ("e a la )ec4a "%an 12 ("e van dede lo 12+/// a 2+/// litro 6tile# con "n di,%etro %,.i%o de 3 %etro * "na alt"ra de %etro %, "n cono in)erior# lo ("e e enc"entran *a intalado en la ),brica de cerve&a * ta di%enione et,n dada con anterioridad para poder deter%inar la bo%ba * lo ele%ento neceario para el CI'+ *.,.+ %artes rin!iales $e (n siste)a CI%
•
Estanques
'ara ete pro*ecto e 4a conte%plado contar con - etan("e independiente# para ol"ción b,ica oda# ol"ción ,cida ,cido n!trico# etan("e de a0"a balan&a * "n etan("e para 4i0ieni&ación ,cido peractico+
FIG
Bombas
'ara la cond"cción de lo di)erente )l"ido 4acia lo e("ipo a lavar e 4an conte%plado bo%ba centr!)"0a de alta preión+ En el cao de retorno# e reco%ienda la bo%ba epecial%ente die$ada para lo ite%a CI'# *a ("e el l!("ido bo%beado p"ede tener aire+
D
FIG
FIG
•
Redes
7a rede die$ada para el tranporte de la ol"cione de li%pie&a et,n co%p"eta por# v,lv"la de %aripoa ane.o 3# con act"ador ne"%,tico ane.o -# ("e per%iten el acciona%iento r,pido * "nido al ite%a a"to%,tico de operación del ite%a de lavado CI'+ e conte%pla ("e lo circ"ito CI' er,n todo oldado * en lo p"nto donde ea indipenable dear%ar# e "tili&ar,n "nione a%ericana# tipo ; en la )i0"ra N - ane.o 5+
FIG
•
Intercambiador de calor por tubos
on dipoitivo donde do corriente de )l"ido en %ovi%iento interca%bian calor in %e&clare+ 7o interca%biadore de calor tienen co%o principio la conervación de la %aa en operación per%anente# eto ("iere decir# ("e la relacione de )l"jo de %aa entrante deben er i0"ale a la "%a de la relacione de )l"jo aliente 2B+
En te cao# lo interca%biadore de calor# tiene co%o )inalidad calentar la ol"cione de oda# del ite%a de lavado CI'+
1/
FIG
7a tra%pa de vapor on clave para opti%i&ar el drenaje del condenado en lo ite%a de vapor# ta deben c"%plir con la tre )"ncione b,ica ("e e %encionan a contin"ación: Eli%inación de condenado
11 Eli%inación de aire * otro 0ae no condenable 'revenir la prdida de vapor
Válvula PT100 o sensor regulador de temperatura
E "na v,lv"la '>1// ("e irve para re0"lar la te%perat"ra ane.o + " )"nción e abrir * cerrar el pao de vapor al con"%o# per%itiendo %antener etable "na te%perat"ra de die$o de al06n e("ipo# por eje%plo al erpent!n de "n etan("e de a0"a ane.o D+
*.-.+ Se!(en!ia rogra)a $e lava$o 7a ec"encia de lavado e "n 0r"po de operacione ordenada de tal %odo ("e cada "na deter%ina la i0"iente * a!# e 0enera el pro0ra%a de lavado+ e06n lo antecedente entre0ado por planta# ori0inal%ente# el lavado no era por p"lo era %an"al# *a ("e e reali&aba en tie%po contin"o de ac"erdo al i0"iente pro0ra%a:
•
Incorporar programa de lavado Original
Etapa N1: Enj"a0"e con a0"a# rec"perada pto+ @ por 15 a 3/ ;in"to Etapa N2: 7avado con ol"ción oda al 1+52 H a -/@/ ºC Etapa N3: =epla&a%iento con a0"a para rec"peración oda apro.+ 5 %in"to Etapa N-: 7avado con ol"ción ,cido n!trico al 1H 15 a 2/ %in"to Etapa N5: =epla&a%iento con a0"a para rec"peración del ,cido apro.+ 5 %in"to Etapa N@: Enj"a0"e con a0"a 15 a 2/ %in"to Etapa N: Eterili&ado con ,cido peractico al /+2H 15 a 2/ %in"to Etapa ND: Rec"peración peractico apro.+ 5 %in"to
•
Nuevo Programa de lavado por Pulsos
12 En el tranc"ro de la incroni&ación * p"eta en %arc4a del ite%a# e podr, veri)icar la e)iciencia de "n ite%a de lavado por p"lo# ete pro0ra%a de lavado conite# en reali&ar lo lavado por p"lo# e decir# lavar por corto per!odo ec"enciale# lo ("e tiene "na erie de ventaja tale co%o:
•
•
•
•
E)iciencia del lavado A4orro de a0"a * ener0!a ;ejora%iento en la calidad del trabajo Coto de lavado %, bajo Ete lavado tiene la i0"iente etapa -B: 're enj"a0"e# )r!o o caliente# con a0"a rec"perada del 6lti%o enj"a0"e# con el i0"iente pro0ra%a de p"lo: C
A'A
>IE;'O%in"to
1º '"lo
1
1º Repoo
2
2º '"lo
1
2º Repoo
2
3º '"lo
1
3º Repoo
2
Programa de lavado
7a de)inición de lo proceo * pro0ra%a de lavado et,n de)inido por# la e.periencia recopilada en di)erente ,rea de la elaboración de ali%ento# en ete cao# e partió con "n pro0ra%a bae de)inido por la e.periencia de otra planta -B+ in e%bar0o# eto pro0ra%a no on en " totalidad 4o%olo0able# por lo tanto# e debió e.peri%entar en terreno con la receta de lavado# para lo c"al# e reali&aron an,lii
13 vi"al en conj"nto con an,lii de laboratorio para deter%inar la )lora %icrobiana * de reid"o# ("e per%itieran %edir la e)iciencia * calidad del lavado de ta central CI'# e decir# en )or%a e%p!rica * rati)icación cient!)ica de laboratorio e p"do deter%inar con e.actit"d lo pro0ra%a de lavado# ("e c"%plen con lo et,ndare de li%pie&a etablecido por la planta# en conec"encia# e deter%inaron lo i0"iente pro0ra%a de lavado e 4i0ieni&ación:
•
•
Etapa N1# Enj"a0"e con a0"a rec"perada del pri%er lavado+ Etapa N2# 7avado con ol"ción alcalina oda entre 1#/H1#5H a "na > de @// ºC+ 'eriodo de lavado de 3 %in"to con ciclo de repoo de 3 %in"to# con "na operación c!clica de 5 vece+
•
•
•
•
Etapa N 3: Enj"a0"e oda a0"a caliente# i0"al a pro0ra%a de p"lo pre enj"a0"e del c"adro nº1+ Etapa N -: 7avado con ,cido n!trico al 1H por 15 %in"to con ciclo de 3/ e0"ndo de operación * parada+ Etapa N 5: Enj"a0"e con a0"a caliente+ Etapa N@: Enj"a0"e )inal por 1/ %in"to con ciclo de 3/ e0"ndo de operación * parada+ En ete ciclo e in*ectar, a la l!nea ,cido peractico al /#@H# ("e e "n a0ente aniti&ante+
Coniderando ("e# para el )"nciona%iento del ite%a e re("iere calentar la ol"ción de oda# e 4a de)inido incorporar "n interca%biador al etan("e de oda# el ("e "tili&a co%o %edio de calenta%iento el vapor proveniente de la central tr%ica de la planta# ("e e enc"entra colindante con la "bicación de la central CI' ("e e et, die$ando+ 'ara el cao del a0"a caliente# ta e obtendr, de la red central de a0"a caliente e.itente+
1-
CA%ITU&O II Me)oria $e !/l!(lo bo)bas re$ 0i$r/(li!a 7"e0o de de)inido el pro*ecto de la central de lavado CI'# e neceario de)inir la rede pipin0 ("e per%itir,n el correcto lavado de lo etan("e de )er%entación * repoo# para cerve&a+
15
'ara de)inir lo circ"ito de ca$er!a del lavado CI' e neceario deter%inar la prdida de car0a alt"ra 6til# para lo c"al# e "tili&a la ec"ación de 9erno"lli# para calc"lar la prdida en )or%a teórica entre lo p"nto 1 * 2# en )or%a e("e%,tica# de la )i0"ra nº @# con color rojo B+
1@
FIGURA N° 6:
Puntos Bernoulli
1
,.*.+ C/l!(lo sele!!i'n bo)ba CI% $e ali)enta!i'n 'ara iniciar lo c,lc"lo de die$o del CI' e to%ar, co%o bae la lo )lo cleanin0 bola CI' ("e e enc"entran act"al%ente en lo etan("e# ta trabaja a "na preión de 2 bar# con "n ca"dal de #D %3J4 * di,%etro no%inal de 2K ane.o +
'ara el c,lc"lo de la prdida de car0a de la ca$er!a * la in0"laridade# e 4an coniderado# la condición %, de)avorable entre la central de lavado CI' * el etan("e )er%entador ("e e re("iere lavar# co%o e repreenta en la )i0"ra N@ con color rojo# ade%,# e debe coniderar ("e la rede * in0"laridade e.itente entre eta# e de acero ino.idable 2K# * eto correponden a:
o
-#5 %etro de ca$er!a anitaria 2K+
o
D codo / anitario 2K+
o
- tee anitaria 2K ane.o 1/+
o
2 v,lv"la de bola con act"ador 2K+
o
1 red"cción anitaria 2K a 1 LK ane.o 11+
o
Alt"ra etan("e e de %etro+
o
El di,%etro del eta("e a lavar e de 3 %etro+ 'ara el c,lc"lo de prdida e debe coniderar la velocidad del )l"ido dentro de la ca$er!a * la in0"laridade# obteniendo co%o re"ltado:
1D
Con ete valor# e va al cat,lo0o A'# * coniderando la i0"iente prdida de car0a en %etro de ca$er!a e("ivalente ane.o 12+
C
%1r$i$as or Car0a ca$er!a Codo >ee ,lv"la M etan("e Red"cción
(ni$a$ Canti$a$ ;t cJ" cJ" cJ" ;t+ cJ"
@D @ 1
%1r$i$a (nitaria e2(ivalente a )ts !a3er"a ,4
%1r$i$a (nitaria ).!.a.
Total %er$i$as ).!.a.
/#/-3 1#-// 5#/// 1/#//
/#/@/ /#/@1 /#21@ /#-33
2# /#- /#D 2#@/ #// /#/@ *-56,
1#-// /#/@1 >O>A7%+c+a+
1 'or lo tanto# teniendo "n re("eri%iento de la bola CI'# lo )lo cleanin0# e("ivalente a 2 bar# %, la prdida de car0a por ca$er!a * in0"laridade e("ivalente a 13+ %+c+a+# da "n re("eri%iento %!ni%o de la bo%ba de 33+ %+c+a+ para %odo de c,lc"lo e "tili&ar, "na prdida de car0a total de 35+/ %+c+a+# al in0rear a la tabla de bo%ba para CI' %odelo O7I= C * proceder a eleccionar la bo%ba# e enc"entra ("e la bo%ba ("e c"%ple con el re("eri%iento tiene la i0"iente caracter!tica
C
Des!ri!i'n
O7I= C
Mo$elo
O7I= C2
I)(lsor
1
7oltaje $el )otor
3D/-2/=J@@/@/
%oten!ia )otor
5#5
,.,.+ C/l!(lo sele!!i'n bo)ba retorno 'ara iniciar lo c,lc"lo de die$o del CI' e to%ar, co%o bae el ca"dal de la bo%ba de ali%entación CI' ver c"adro N2# con "n ca"dal de +D %3J4+
'ara la elección de eta bo%ba de retorno e.iten condicione dada por el )abricante de bo%ba# tale co%o el %odelo de ta# conj"nta%ente con el ca"dal de retorno ("e debe er leve%ente in)erior al ca"dal de la bo%ba de lavado+ 'ara ete cao# incl"ida la prdida# e debe coniderar "n ca"dal de retorno e("ivalente a "n 1/H in)erior a +D %3JM+
En conec"encia# e deter%inan la prdida de car0a dede la alida de lo etan("e )er%entadore# 4ata la central CI'# coniderando la condición %, de)avorable co%o e repreentan en la )i0"ra N@ de color a%arillo# lo ("e incl"*e la i0"iente ca$er!a * " in0"laridade:
o
@2# %etro de ca$er!a anitaria 2K+
2/ D codo / anitario 2K+
o
o
@ tee anitaria 2K+ @ v,lv"la de bola con act"ador 2K+ o
o
Alt"ra etan("e e de 3 %etro Al i0"al ("e para la ali%entación del CI' e.itente en rede * in0"laridade %antienen la di%enione 2K *a e.itente en el retorno# por lo c"al e %antiene la di%enión de eta+ 7"e0o e06n c,talo A'# e deben coniderar la i0"iente prdida de car0a en %etro de ca$er!a e("ivalente# para la rede * la in0"laridade+
C
%1r$i$as or
(ni$a$ Canti$a$
Car0a ca$er!a Codo >ee ,lv"la
;t cJ" cJ" cJ"
@2# D#// @#// @#//
%1r$i$a (nitaria e2(ivalente a )ts !a3er"a ,4
%1r$i$a (nitaria ).!.a.
-#33 /#/-3 1#-/ /#/@1 5#// /#21@ 1/#/ /#-33 >O>A7%+c+a+
Total %er$i$as ).!.a.
2#1 /#-D 1#2 2#5 6589
'or lo tanto# coniderando la prdida de car0a de #/- %+c+a+ %, 3 %+c+a+ e("ivalente a lo etan("e CI'# e tiene "n re("eri%iento total de 1/#/ %+c+a+ aplicando "n )actor de e0"ridad arroja "na prdida# e a"%e ("e la bo%ba debe %over lo +5 %3J4 a "na preión de 1/#/ %+c+a+ en conec"encia la bo%ba ("e c"%ple con lo re("eri%iento e:
C
Des!ri!i'n
;R
Mo$elo
;R 1@@
7oltaje $el )otor
22/2-/=J3D/-2/
%oten!ia )otor
-
21
%resi'n )/:i)a
- bar
CA%ITU&O III C/l!(lo $ise3o $e los estan2(es $el siste)a CI% -.*.+ C/l!(lo vol()en )"ni)o re2(eri$o ara los estan2(es 'ara el c,lc"lo de lo etan("e# e conideran lo re("eri%iento del cliente# conj"nta%ente con lo c,lc"lo de capacidade neceario para el correcto )"nciona%iento del ite%a# en conec"encia# para la de)inición del vol"%en de lo etan("e de la central CI'# e debe coniderar "n vol"%en %!ni%o de )"nciona%iento de 5// litro# * ("e lo vol6%ene de trabajo e %over,n entre lo @/H * 1//H de capacidad total de eto etan("e+
En conec"encia# el vol"%en de eto etan("e er,:
•
•
•
ol"%en %!ni%o de )"nciona%iento 5// litro# eto e debe para %antener "n pie %!ni%o en el etan("e ante c"al("ier neceidad ("e e re("iera+ 'ara la ca$er!a * in0"laridade e re("ieren de 13#3 litro entre la l!nea de ali%entación * retorno# ("e correponde a la ditancia ("e debe recorrer el )l"ido+ =e ac"erdo a la conideracione * receta de lavado de "n etan("e )er%entador# te p"ede lle0ar a tener "n pie de 2// litro# te e el vol"%en ("e e p"ede lle0ar a tener en el )ondo del etan("e+
>eniendo eto dato# e tiene ("e el vol"%en %!ni%o neceario del etan("e de la central CI' debe de er:
22
-.,.+ C/l!(lo vol()en ;til re2(eri$o ara los estan2(es Coniderando la condicione de )"nciona%iento preetablecida para el die$o de lo etan("e CI'# en la condicione %, de)avorable# para lo c"al el etan("e debe tener "n vol"%en %!ni%o 6til de @/H# con lo c"al# te debe tener "n vol"%en total de:
Final%ente# de ac"erdo a lo anterior# e de)ine )abricar lo etan("e con "n ol"%en 6til de 15// 7itro+
Con ete valor# para el die$o del etan("e# e conidera "na alt"ra de 15// %%# ("e correponde a la di%enión co%ercial de la planc4a * el aprovec4a%iento de ta# e conidera "n di,%etro de lo etan("e de 115/ %%# con lo c"al e tiene "na capacidad )inal del etan("e de 1/2 litro# a! deja "n %ar0en de e0"ridad de 2/H+
23
CA%ITU&O I7 Dise3o inter!a)bia$or $e !alor <.*.+ Calor a trans#erir al ag(a. 'ara el die$o del interca%biador# e to%ó co%o re)erencia tei 'arede C+ @B# co%probando la in)or%ación biblio0r,)ica+
7o par,%etro de die$o para el interca%biador de calor para el etan("e de ol"ción de oda e aprecian en el c"adro nº @# donde# el a0"a a 3/ C# proviene de "n circ"ito de a0"a a eta te%perat"ra la c"al *a et, e.itente en la planta * el vapor "%initrado proviene la planta tr%ica ("e e enc"entra en la planta# con "na preión de 5#5 0Jc%P# el valor del )l"jo de vapor e entre0ado por planta# lo @5C provienen del pro0ra%a de lavado# con lo c"al e obtiene:
C
1+// 7t
ol"%en de a0"a a calentar por 4ora4
1+ %QJ4
>e%perat"ra de entrada del a0"a >e
3/ºC
>e%perat"ra de alida del a0"a >
@5ºC
'reión de vapor en la red "%initro
5#5 0Jc%P
Fl"jo de apor
12/ 0J4r
E neceario deter%inar la %aa de a0"a a partir del vol"%en para calc"lar el calor neceario+
2-
Ree%pla&ando el vol"%en * la denidad del a0"a en la ec"ación -+1 e tiene3B:
Ree%pla&ando lo dato * la contante Cp en la ec"ación -+2# e obtendr, el calor a tran)erir ab 3B+
'or lo tanto# el calor neceario para calentar 1+// 7t de a0"a dede 3/ºC a @5ºC en "na 4ora# e @@+5// calJ4+
<.,.+ =rea $e trans#eren!ia $e !alor =e la ec"ación b,ica de tran)erencia de calor e obtendr, el ,rea necearia de tran)erencia de calor en el interca%biador 2B+
El calor *a e conocido# el )actor de corrección e obtiene a partir de tabla# por lo tanto ólo ("eda por calc"lar el coe)iciente 0lobal de tran)erencia de calor * el
25 S>;7+ e conidera "n )l"jo cr"&ado# para calc"lar la di)erencia de te%perat"ra lo0ar!t%ica# *a ("e el erpent!n e intalar, en paralelo+
Entonce# "na ve& ("e et, claro ("e el )l"jo e cr"&ado# e debe deter%inar el S>;7 a partir de la i0"iente e.preión 5B+
=onde para "na preión de 5#5 0Jc%2 e tiene >1+ >1 >2
: te%perat"ra del vapor en la entrada+ : te%perat"ra del vapor a la alida+
t1
: te%perat"ra del a0"a en la entrada+
t2
: te%perat"ra del a0"a en la alida+ S>1
:
>1 t2
-+@B
S>2
:
>2 T t1
-+B
=e toda eta te%perat"ra# la 6nica deconocida e la te%perat"ra del vapor a la alida del interca%biador# p"eto ("e obvia%ente va a bajar en el proceo+ 'ara deter%inarla e "tili&ar, la pri%era 7e* de la >er%odin,%ica# e decir# ("e el calor cedido por el vapor# e i0"al al calor aborbido por el a0"a+ e "pone la %ar%ita per)ecta%ente ailada+
'or otra parte en la pr,ctica e.iten prdida de te%perat"ra ("e ocaionan "na leve condenación# lo0rando "na calidad in)erior a 1+Ga))ert# en " te.to centrale de vapor 1B# e.pone ("e ta e p"ede coniderar entre "n 5H a DH# para e)ecto de c,lc"lo e coniderar, en te trabajo co%o 5H+
2@ Con eto dato e et, en condicione de ree%pla&ar * obtener la te%perat"ra del vapor a la alida del interca%biador 5B+
'or lo tanto# el vapor ale co%o l!("ido "ben)riado# entone la te%perat"ra del vapor a la alida er!a de #25 ºC
>1
: te%perat"ra del vapor en la entrada U 15-#5 ºC ane.o 13
>2
: te%perat"ra del vapor a la alida+ U #25 ºC
t1
: te%perat"ra del a0"a en la entrada U
t2
: te%perat"ra del a0"a en la alida+ U
3/ ºC @5 ºC
2 Ree%pla&ando en la ec"acione -+@ * -+ #e tiene:
S>1 : S>2
:
15-#5 @5 U D#5 ºC #25 T 3/ U -#25 ºC
7o valore anteriore e ree%pla&an en ec"ación -+-+
Entonce# con lo valore obtenido * ree%pla&ando en la ec"ación -+11 e obtiene ("e la di)erencia %edia de te%perat"ra lo0ar!t%ica e @@#1- ºC+
El )actor de corrección# e deter%ina del 0r,)ico nº 1DB+
GRVFICO Nº 1: Factor de corrección
2D
Entonce e obtiene ("e el )actor de corrección e de /+D@ A4ora olo ("eda por obtener el coe)iciente 0lobal de tran)erencia de calor# el c"al p"ede er deter%inado de la i0"iente %anera 3B+
e 4ace neceario entonce deter%inar lo valore del coe)iciente interno * e.terno de tran)erencia de calor por convección+ 'ara poder calc"lar el coe)iciente interno de tran)erencia de calor 4a* ("e tener en c"enta la it"ación )rente a la c"al e enc"entra# va a paar vapor por dentro de "n t"bo con el objeto de tran%itir calor al a0"a en la ("e va a etar in%ero el t"bo# el vapor ("e paa por la t"ber!a e "n vapor at"rado# e decir ("e a6n %antiene part!c"la de a0"a# ta%bin al ceder calor pierde calidad# por lo tanto e va a etar prod"ciendo "n ca%bio de )ae+
Entonce b"cando lo dato en tabla de ane.o 1-# 4aciendo la deter%inada tran)or%acione de "nidade * en al0"no cao iterando e tienen lo i0"iente valore:
2
=: di,%etro interior del t"bo %8 /+/-D@ 0: aceleración de 0ravedad %J4P8 12/D@3 Wv: denidad del vapor 0J%Q8 3#-25 Wl: denidad del l!("ido 0J%Q8 12#D ? l: cond"ctividad tr%ica del l!("ido calJ4 % ºC8 /+5D@ Xl: vicoidad abol"ta 0J% 4 8 /#-3 >at: te%perat"ra de at"ración ºC a la preión de 5#5 0Jc%Pab 8 15-#5ºC >: te%perat"ra de la "per)icie ºC8 1-5#2 4)0: calor latente calJ0%aa8 5/1#2
Entonce ree%pla&ando en Ec"ación -+1@# e obtiene :
!cal
Entonce )inal%ente ree%pla&ando en ec"ación -+15# e p"ede deter%inar ("e el 4i e D-1/#/- ?cal J 4 %P ºC# lo ("e e("ivale a -#5 YJ%P ºC+
'ara obtener el 4e e "ar, ec"ación -+1# eval"ando con la te%perat"ra el pro%edio# o ea a D2 ºC# donde lo dato deber,n etar en "nidade in0lea ane.o 1-+
=o: di,%etro e.terior del t"bo pie8 /#/D3 : velocidad %!ni%a a trav del ,rea libre pieJ48 11D1+1 W: denidad del l!("ido libraJpieQ8 @/#5 <: vicoidad abol"ta del l!("ido libraJ4 pie8 /#DC: calor epec!)ico del l!("ido 9>
3/
Ree%pla&ando en ec"ación -+1# e p"ede deter%inar ("e 4e e 322#5 9>
A4ora la tran)or%ación al ite%a de "nidade in0lea entre0a "n coe)iciente e.terno de tran)erencia de calor de : !cal
A4ora e deter%inar, el ,rea ("e debe tener el erpent!n para lo re("eri%iento dado# depejando * ree%pla&ando lo dato en la ec"ación -+3# e tiene "n ,rea de /#DD %P# conociendo el ,rea del erpent!n# * ai0nando "n di,%etro de ca$er!a de 1K con di,%etro e.terior e("ivalente a /#/33- % de di,%etro ane.o 15+
Con eto valore e p"ede obtener el lar0o del erpent!n depejando * ree%pla&ando en ec"ación -+1D+
Entonce e obtiene ("e para elevar la te%perat"ra del a0"a de 3/ºC a @5ºC# e neceita "n erpent!n con "n di,%etro de 1K* "n lar0o de D#2 %etro+
31
<.-.+ Sele!!i'n $e tra)a $e vaor ara inter!a)bia$or. 'ara eleccionar la tra%pa de vapor e neceario deter%inar la car0a de condenado c 2B+
Ree%pla&ando lo dato en la ec"ación -+1# e obtiene ("e "na car0a de condenado de *-- >g?0.
e eleccionar, "na tra%pa de vapor del tipo )lotadorter%otato por coniderare ideal para interca%biadore de calor 2B+ Ete tipo de tra%pa tienen "n )actor de e0"ridad ) de 1#5# por lo ("e e deber, deter%inar la car0a )inal ) de condenado para la elección de la tra%pa+
Ree%pla&ando lo dato en la ec"ación -+2/ e tiene "na car0a de 332#5 0J4+ 'or lo tanto e tiene la i0"iente tra%pa de vapor ane.o 3:
>RA;'A: pira. arco ;O=E7O: F> // CONEZI[N: 1L pl+ 9'
32
<.<.+ Sele!!i'n v/lv(la reg(la$ora $e te)erat(ra. 'ara el control de te%perat"ra e 4a optado por intalar "na v,lv"la olenoide ono))# con " correpondiente enor de >+ '> 1//# la ("e a trav de "n controlador di0ital controla la apert"ra o cierre de la v,lv"la ane.o +
7a v,lv"la olenoide eleccionada e: •
•
•
,lv"la olenoide ne"%,tica %odelo 2///A# %arca 9\R?ER# capacidad @-+D C+ '>1// ran0o te%perat"ra entre 3/ a 12/C Controlador 923// R77 OnO))
33
CA%ITU&O 7 &'gi!a $e oera!i'n $el siste)a C.I.% @.*.+ Consi$era!iones revias al lava$o 7a ló0ica de operación on lo valore o in)or%ación entre0ado al '7C para reali&ar la ec"encia de lavado+ 7a ló0ica de operación para lo ditinto etan("e )er%entadore# e 4an de)inido de ac"erdo al i0"iente procedi%iento ver )i0"ra nº 1+
'REIO A7 7AA=O
•
•
eri)icar ("e lo etan("e de CI'# ten0an "n vol"%en %!ni%o e("ivalente al @/H# de " vol"%en+ eri)icar para cada etan("e ("e la concentración de la ol"cione ete dentro de lo ran0o pre etablecido: o
o
oda entre 1+5 * 2H de concentración Vcido N!trico 1H# co%o concentración %!ni%a+
o
•
•
•
•
•
Vcido peractico /+2H co%o concentración %!ni%a
eri)icar ("e la te%perat"ra del etan("e de oda ea a lo %eno -/ºC eri)icar ("e la red de a0"a caliente et a "na te%perat"ra %!ni%a de @5ºC+ C4e("ear ("e el etan("e )er%entador a lavar# no ten0a reto de prod"cto+ C4e("ear ("e el conj"nto de v,lv"la etn cerrada correcta%ente para todo lo etan("e+ eri)icar ("e la v,lv"la del etan("e ("e e deea lavar * enj"a0ar# e enc"entren abierta para per%itir# la eli%inación de lo ele%ento del lavado * enj"a0"e+
3El lavado e reali&ar, para "n olo etan("e * e ejec"tar, de ac"erdo a "n pro0ra%a de lavado preetablecido receta# para cada cao# ete proceo o ec"encia de operación del ite%a de lavado er, controlado %ediante "n '7C * " correpondiente o)tare ("e controla toda la receta de lavado# el c"al controlar, * ejec"tar, el pro0ra%a de lavado+
@.,.+ &'gi!a oera!i'n ara estan2(es #er)enta$ores o reoso =e ac"erdo al dia0ra%a de Fl"jo del ite%a CI' )i0"ra # la ló0ica de operación et, contralada por el '7C# eta ló0ica et, de)inida en bae a lo pro0ra%a de lavado# e decir# el '7C debe er pro0ra%ado para controlar * 0enerar "na ló0ica de operación del ite%a CI'# ("e per%ita c"%plir con la receta de lavado de)inida por el ,rea de prod"cción de la planta * ("e et,n de)inida en el p"nto 1+3# e decir# la pro0ra%ación debe ae0"rar el c"%pli%iento del pro0ra%a de lavado preetablecido * de)inido para el etan("e ("e er, o%etido al pro0ra%a de lavado CI'# a contin"ación e decribe "na ló0ica de operación ("e debe er ejec"tada por el pro0ra%a en el '7C+
En el c"al lo )l"ido on re"tili&ado# *a ("e "na ve& dearrollado el lavado# lo )l"ido on dev"elto a lo etan("e de donde alieron+
35
3@
FIG
3 Etapa Nº 1# enj"a0"e con a0"a rec"perada pri%er lavado 1+ e reali&a "n pri%er enj"0"e con a0"a rec"perada >? A# para lo c"al e abre v,lv"la Nº 3 * Nº 1/+ 2+ 'ara iniciar el lavado e pone en )"nciona%iento bo%ba CI' 91# l"e0o de 1 %in"to e pone en )"nciona%iento bo%ba de retorno 92+ 3+ El control centrali&ado del CI'# a trav del '7C# 0enera la ec"encia de lavado por p"lo de ac"erdo a la receta preetablecida+ -+
Etapa Nº 2# 7avado con oda 5+ Ante de iniciar el proceo de lavado# veri)icar ("e toda la v,lv"la del %ani)old e enc"entren cerrada+ @+ 'ara iniciar el lavado con oda# e abren la v,lv"la Nº - * + + e pone en %arc4a la bo%ba de lavado 91 * 1 %in"to dep" e pone en %arc4a la bo%ba 92 D+ El control centrali&ado del CI'# a trav del '7C# 0enera la ec"encia de lavado por p"lo de ac"erdo a la receta preetablecida+ + ? 9+
Etapa Nº 3# Enj"a0"e con a0"a caliente: 11+ Ante de iniciar el proceo de lavado# veri)icar ("e toda la v,lv"la del %ani)old e enc"entren cerrada+ 12+ Finali&ado el lavado con oda# e inicia el enj"a0"e con a0"a caliente+ 13+ 'ara iniciar el enj"a0"e con a0"a caliente e abre v,lv"la N 2 * 11+
3D 1-+ 7"e0o e pone en %arc4a 9o%ba CI'# 91 * dep" de 1 %in"to e pone en %arc4a bo%ba retorno 92+ 15+ El control centrali&ado del CI'# a trav del '7C# 0enera la ec"encia de enj"a0"e con a0"a caliente por p"lo de ac"erdo a la receta preetablecida+ 1@+
Etapa Nº -# 7avado con ,cido N!trico: 1D+ Ante de iniciar el proceo de lavado# veri)icar ("e toda la v,lv"la del %ani)old e enc"entren cerrada+ 1+ 'ara iniciar el lavado con ,cido n!trico# e deben cerrar la v,lv"la N11+ 2/+ 'ara iniciar el lavado con ,cido n!trico# e abren la v,lv"la Nº @ * + 21+ 7"e0o e pone en %arc4a 9o%ba CI'# 91 * dep" de 1 %in"to e pone en %arc4a bo%ba retorno 92+ 22+ El control centrali&ado del CI'# a trav del '7C# 0enera la ec"encia de lavado por p"lo de ac"erdo a la receta preetablecida+ 23+ ? =+
Etapa Nº 5# Enj"a0"e con a0"a caliente: 25+ Ante de iniciar el proceo de lavado# veri)icar ("e toda la v,lv"la del %ani)old e enc"entren cerrada+ 2@+ Finali&ado el lavado con oda# e inicia el enj"a0"e con a0"a caliente+ 2+ 'ara iniciar el enj"a0"e con a0"a caliente e abre v,lv"la N 2 * 11+
3 2D+ 7"e0o e pone en %arc4a 9o%ba CI'# 91 * dep" de 1 %in"to e pone en %arc4a bo%ba retorno 92+ 2+ El control centrali&ado del CI'# a trav del '7C# 0enera la ec"encia de enj"a0"e con a0"a caliente por p"lo de ac"erdo a la receta preetablecida+ 3/+
Etapa Nº @# ^lti%a Etapa aniti&ado eterili&ación con ,cido 'eractico: 32+ Ante de iniciar el proceo de lavado# veri)icar ("e toda la v,lv"la del %ani)old e enc"entren cerrada 33+ 'ara iniciar el lavado con ,cido peractico# e deben cerrar la v,lv"la N+ 3-+ 'ara iniciar el lavado con ,cido n!trico# e abren la v,lv"la Nº 5 * D+ 35+ 7"e0o e pone en %arc4a 9o%ba CI'# 91 * dep" de 1 %in"to e pone en %arc4a bo%ba retorno 92+ 3@+ El control centrali&ado del CI'# a trav del '7C# 0enera la ec"encia de lavado por p"lo de ac"erdo a la receta preetablecida+ 3+ ? C+
-/
CONC&USIN e p"ede concl"ir ("e e lo0ró el objetivo principal de ete pro*ecto ("e era el die$o de "n CI' a"to%ati&ado para el lavado de etan("e de )er%entación * e("ipo aociado# para la elaboración de cerve&a+
En ete pro*ecto e de)inieron *Jo die$aron: Etan("e# bo%ba# v,lv"la# pipin0# ("e per%itieran el correcto lavado de lo etan("e * co%ponente de la ),brica elaboradora de cerve&a+
'ara la de)inición de lo co%ponente del ite%a de lavado CI'# e debieron coniderar "na erie de )actore# partiendo por lo e("ipo * co%ponente a lavar# para l"e0o en bae a bola de lavado CI'# Intalada en lo etan("e por el )abricante de eto# proceder a la deter%inación * die$o del ite%a de lavado CI'+ Eto per%itió# de)inir * die$ar entre otra coa# la bo%ba de ali%entación * de retorno# el ta%a$o de lo etan("e# el di%eniona%iento del pipin0# la elección de la v,lv"la# etc+
'ara deter%inar el pro0ra%a de lavado receta de lavado# e debió e.peri%entar en terreno en conj"nto con la in)or%ación diponible# lo ("e apo*ado por inpección vi"al en conj"nto con lo an,lii de laboratorio# per%itieron %edir la e)iciencia * calidad del lavado de ta central CI'+ Conj"nta%ente con lo anterior# e debieron de)inir lo i0"iente prod"cto * " concentración: •
•
•
oda 1#5H al 2H Vcido n!trico 1H Vcido peractico /+2H 'ara la de)inición de la ló0ica de operación para lo ditinto etan("e )er%entadore *Jo repoo e to%ó co%o bae la de)inición del pro0ra%a de lavado# en conec"encia# para dar c"%pli%iento a dic4o ite%a de lavado e procedió# %ediante "n '7C a pro0ra%ar el ite%a de tal %odo ("e per%itiera "na ec"encia de lavado de cada etan("e de ac"erdo al pro0ra%a de lavado deter%inado# deno%inado receta de lavado+
-1
BIB&IOGRAFÍA 1B GAFFER> G+8 Centrale de apor8 Editorial Revert +A+8 9arcelona8 1D1+ 2B ?ERN =+8 'roceo de tran)erencia de calor8 Editorial Continental +A+8 2//-+ 3B ;A>AIZ C+8 >"rbo %,("ina tr%ica8 Editorial =oat +A+ 8 13 8 ;adrid Epa$a+
-B ;I7IA7 +A+# 'ro*ecto de lavado C+I+'+8 C4ile8 1@+ 5B ;ORING +8 >er%odin,%ica8 EE+<<+8 ipo0r,)ica Editorial Mipano A%ericana8 12+
@B 'ARE=E C+# An,lii tcnico * de coto de red de vapor * " e("ipo en e%prea 'acel +A+# 2/1/# aldivia# C4ile
B >REE>ER +# 9EN_A;IN E+# 9E=FOR= ?+8 ;ec,nica de )l"ido8 ;c Gra Mill8 2///8 EE+<<+
SITIOS EB 7ISITADOS DB 4ttp:JJ+ci+"na%+%.JojJp"bJ4eate.c4an0erJnode2/+4t%nl8 Con"ltada el: D de oct"bre de 2/1/+
-2
ANEXOS
-3
ANEXO * Bomba retorno
--
ANEXO F"ente: Catalo0o Al)a 7aval+
, Bomba alimentación CIP
-5
ANEXO F"ente: Catalo0o Al)a 7aval+
7/lv(la )ariosa
-@ ANEXO4 ANEXO Actuaor neum!tico
F"ente: Catalo0o Al)a 7aval+
-
ANEXO
F"ente: Catalo0o Al)a 7aval+
-D
ANEXO @
Colas SMS
-
ANEXO F"ente: Catalo0o Al)a 7aval+
5/
ANEXO
6 "ram#a$a#or
51
ANEXO % &en'or e tem#eratura
52
ANEXO 9 (!l$ula neum!tica
Bola CIP
53
ANEXO
F"ente: Catalo0o Al)a 7aval+ *8
Tees
5-
ANEXO
**
Re$(!!i'n
55
ANEXO
)* Cat!lo+o AP(
F"ente: Catalo0o Al)a 7aval+
5@
5
ANEXO *Tabla ter)o$in/)i!a
5D
ANEXO *< Tablas $atos !oe#i!iente global
5
