inhibidores de corrosion para altas temperaturas *

CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS A BAJAS TEMPERATURAS

El frío constituye una técnica de conservación ampliamente difundida en la industria de los alimentos.
A diferencia de otras técnicas de conservación, las bajas temperaturas permiten obtener productos con características similares a las del producto original, lo que resulta de especial importancia para su consumo de manera directa.
Asimismo, constituye un adecuado medio de conservación para las materias primas y los productos derivados de la industria alimentaria.

Producción de frío

Fundamentos termodinámicos de la refrigeración

La refrigeración puede definirse como el calor añadido al sistema para mantener la temperatura deseada de la sustancia que debe ser enfriada.
Esta temperatura es más baja que la del medio ambiente inmediato o alrededores. Para ello, la sustancia de trabajo, denominada refrigerante, absorbe calor a una temperatura baja, mientras que rechaza calor a una temperatura más elevada que la de los alrededores.

Las características generales de los sistemas de refrigeración son:
· Proceso continuo: La baja temperatura del foco frío debe ser alcanzada y mantenida
· Proceso no espontáneo: se absorbe calor a un a temperatura baja y se rechaza a una temperatura alta, requiriéndose el suministro de energía
· Proceso cíclico: la sustancia de trabajo debe ser retornada a las condiciones iniciales para que pueda ser nuevamente utilizada.
· Proceso inverso: el calor rechazado es mayor que el calor absorbido

El ciclo de Carnot operado a la inversa constituye el fundamento del ciclo de refrigeración, ya que mediante él se consigue el efecto inverso de la máquina térmica, pues se transporta energía desde el foco frío hasta el foco caliente. Este proceso consiste de dos procesos isotérmicos y dos procesos adiabáticos. Todos estos procesos son termodinámicamente reversibles.

Ciclo de refrigeración por compresión de vapor

Los intercambios de calor a temperatura constante pueden lograrse cuando se emplea un vapor como refrigerante, de manera que la absorción de calor desde el foco frío produzca su vaporización, mientras que el rechazo de calor al foco caliente de lugar a su condensación, lográndose de esta manera que estos procesos se efectúen a temperatura constante. Este ciclo queda enmarcado entre las líneas de líquido y vapor saturados, tanto en diagramas temperatura-entropía como presión-entalpía.
La compresión del refrigerante de manera posterior a la absorción de calor eleva su temperatura lo que permite que ceda calor en el foco caliente condensándose. Para llevar al refrigerante a las condiciones requeridas para la absorción de calor en el foco frío, este es expandido

La capacidad de refrigeración de un sistema de refrigeración indica la cantidad de calor que este es capaz de extraer del foco frío en una unidad de tiempo.

Los cálculos que se realizan en estos sistemas están encaminados a determinar el flujo de refrigerante que circula por el sistema, el consumo de energía, el coeficiente de funcionamiento y la capacidad de refrigeración, entre otros. El cálculo del ahorro de energía que se produce cuando un alimento puede almacenarse a una temperatura superior a otra resulta de especial importancia.

El grado de compresión queda determinado por las presiones de ebullición y condensación del refrigerante. Un aumento del grado de compresión provoca en el compresor de una etapa la reducción de su capacidad, la cual puede llegar a ser nula. Esto significa que no se puede lograr cualquier temperatura de ebullición manteniendo constante la temperatura de condensación. Asimismo, al aumentar la temperatura de condensación la temperatura de ebullición más baja que puede alcanzarse se hace también mayor.

Al disminuir la temperatura de ebullición y aumentar la temperatura de condensación se eleva la temperatura a la salida del proceso de compresión. Con el aumento de esta temperatura el coeficiente de funcionamiento disminuye debido al incremento en el trabajo de compresión. Una temperatura elevada en el cilindro del compresor empeora las condiciones de lubricación pues los aceites pierden sus propiedades lubricantes, lo que acelera el desgaste de los equipos. Además, al aumentar la diferencia entre las temperaturas del evaporador y el condensador las pérdidas en la expansión estrangulada se incrementan.

Las causas señaladas limitan los regímenes de trabajo del ciclo estándar antes señalado. Para razones de compresión (pcond / pebull) entre 7 y 10 resulta ventajoso la utilización de ciclos con más de una etapa de compresión los que se denominan ciclos de presiones múltiples.

En estos sistemas se introducen dos operaciones que son las de separación de vapor y enfriamiento intermedio de vapor. La primera está encaminada a separar el vapor que se produce durante la expansión, cuya cantidad puede resultar significativa si la razón de compresión es grande. Este vapor formado durante esta operación no realiza ningún efecto útil en el evaporador contribuyendo solo a incrementar las pérdidas de energía en el sistema. El enfriamiento intermedio del vapor entre las dos etapas de compresión origina una disminución en el trabajo de compresión. Este enfriamiento del vapor puede llevarse a cabo a expensas del líquido depositado en el tanque separador. Para ello el refrigerante en estado de vapor, proveniente del compresor de la etapa de baja, se hace burbujear en el refrigerante en estado líquido depositado en el tanque separador. Los cálculos que se realizan en estos ciclos son similares a los desarrollados en los ciclos estándares, a los que se adicionan los correspondientes a los flujos de refrigerantes que circulan por los ramales del sistema.
Estos ciclos con presiones múltiples son empleados en los casos en que se requieran bajas temperaturas de conservación. El almacenamiento de helados y la congelación de carnes constituyen ejemplos donde se aplican estos sistemas.

Refrigerantes

Se denomina refrigerante a la sustancia mediante la cual se efectúa el transporte de calor desde el cuerpo a enfriar o foco frío, hasta los alrededores o foco caliente.
Entre los refrigerantes se tienen los hidrocarburos halogenados, las mezclas azeotrópicas, los hidrocarburos, los compuestos inorgánicos y los compuestos orgánicos no saturados. Los hidrocarburos halogenados son obtenidos mediante la sustitución de uno o más átomos de hidrógeno en las moléculas de hidrocarburos por átomos de fluor y cloro. Entre estos se encuentran los conocidos freones, de los cuales el freón 12 constituye el de mayor riesgo para el medio ambiente por los daños que ocasiona sobre la capa de ozono.
Sobre la base del Protocolo de Montreal se ha establecido un plazo para su sustitución definitiva, existiendo también un cronograma para la sustitución paulatina de otros refrigerantes halogenados.
Entre los compuestos inorgánicos el amoníaco resulta el más empleado en la actualidad.

A pesar de que son muchas las sustancias que pudieran ser utilizadas como refrigerantes, solo un determinado número de ellas pueden emplearse como tales. Estas sustancias deben reunir toda una serie de requisitos, por lo que la elección de un refrigerante debe tomar en consideración diversos criterios como son:
· Criterios térmicos: presión a las temperaturas de ebullición y condensación, temperatura crítica, razón de compresión, calor absorbido en el evaporador por unidad de volumen del vapor aspirado por el compresor, temperatura de congelación, calor latente de vaporización y calor específico del líquido y del vapor.
· Criterios técnicos: Acción sobre los metales y sus aleaciones, acción sobre los lubricantes, efecto sobre el medio a enfriar, comportamiento en presencia de agua, coeficientes de transferencia de calor del líquido y del vapor, tendencia a las fugas y su detección y viscosidad.
· Criterios de seguridad: toxicidad, inflamabilidad y no formar mezclas explosivas con aire.
· Criterios medio-ambientales: acción sobre la capa de ozono

No existe un refrigerante que cumpla con todos los requisitos señalados, por lo que su elección debe realizarse tomando en cuenta las particularidades de la aplicación. En la actualidad los requisitos ambientales se consideran una limitante para la elección.

La transferencia de calor entre el cuerpo enfriado y el refrigerante se puede efectuar de manera directa o indirecta. La forma directa es aquella en la que se produce el intercambio entre el refrigerante y el medio enfriado (aire en una cámara refrigerada, por ejemplo). En tales casos el refrigerante se denomina primario. En la forma indirecta se emplea un refrigerante auxiliar, de manera que el calor se trasmite de este refrigerante auxiliar y de este a un refrigerante primario en el evaporador. Este refrigerante auxiliar constituye un refrigerante secundario.
Los refrigerantes secundarios también deben responder a una serie de requerimientos. En el caso de requerirse temperaturas de congelación son empleadas las soluciones salinas denominadas salmueras. Un aspecto de interés práctico lo constituye la selección de la salmuera así como su composición.

Desde que el hombre empezó a utilizar instrumentos de metal se enfrentó a la corrosión y aunque con el avance de los conocimientos ha podido defenderse mejor de ella, continua siendo un problema latente.

La corrosión es un problema industrial importante, que no solo puede causar accidentes (ruptura de una pieza), sino que además representa un costo importante, ya que se calcula que cada pocos segundos se disuelven aproximadamente cinco toneladas de acero en el mundo (unos cuantos nanómetros o picómetros invisibles en cada pieza, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo).

Se entiende por corrosión a la interacción de un metal con el medio que lo rodea produciendo modificaciones en sus propiedades tanto físicas como químicas. Los ejemplos más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero. En la industria el manejo común de ácidos (sulfúrico, clorhídrico, fosfórico, etc) o alcális (hidróxido de sodio o potasio, etc) requieren especial consideración debido a su acción corrosiva que por razones de seguridad y mantenimiento impactan economicamente a una planta.

Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc) y todos los ambientes (medios acuosos, ambiente marino, alta temperatura, etc). Los costos y pérdidas causados por este fenómeno son el principal motivo que impulsa alguna técnica para prevenirla, desarrollando nuevos métodos y materiales cada vez más resistentes.

Por ejemplo, la corrosión es la principal causa de fallas en tuberías alrededor del mundo. Cuando una tubería falla, ocasiona grandes impactos en términos de pérdidas de producción, daños a la propiedad, contaminación y riesgo a vidas humanas. La corrosión puede estar presente en la industria química, farmacéutica, textil, metal mecánica, alimenticia, entre otras.

Existen algunos métodos comúnmente utilizados para controlar la corrosión, entre estos destacan la selección de materiales y el uso de recubrimientos y revestimientos por mencionar algunos.

Para la selección de materiales, deben ser considerados materiales resistentes a la corrosión, tales como: plasticos de ingeniería, aceros especiales y aleaciones, que alarguen la vida útil de una estructura. Sin embargo, en la selección de materiales el criterio fundamental no es, en esencia, la protección de una estructura, sino la protección o conservación del medio donde ésta existe.

Existen diversas empresas que hoy en día ofrecen una amplia variedad en soluciones contra la corrosión, ofreciendo alguno de los métodos anteriormente mencionados. Estas empresas basan su selección de acuerdo a las necesidades del cliente, asesorando en la selección de un sistema apropiado donde exista este tipo de problema.

Vaesa de México, cuya misión es la de proveer seguridad, eficiencia e innovación a los procesos productivos mediante una solución a la medida de sus necesidades, brinda soluciones integrales de recipiente a recipiente para el manejo y control de fluidos industriales, entre los que se encuentran: corrosivos, abrasivos, alta pureza y contaminantes.

Las soluciones que Vaesa de México ofrece para la corrosión industrial, están enfocadas a dos ramas principalmente: la conducción de fluidos corrosivos y la protección de la superficie expuesta al corrosivo. Trabajando conjuntamente con el cliente, se han logrado seleccionar los materiales adecuados para cada problemática en particular.

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Es el ChemLINE 31 el recubrimiento ideal contra la corrosión y erosión

Debido a los altos costos por el mantenimiento de equipos que son desgastados por diversos factores químicos, entre ellos la corrosión, surge la necesidad de crear materiales que protejan estos equipos dándoles una mayor utilidad sin tanta perdida de dinero y producción.

La empresa Advanced Polymer Coatings México (APCMEXICO), desde 1987 desarrolló el Siloxirano®, primer recubrimiento resistente a materiales químicos. Su estructura elimina el riesgo a la absorción de agua o químicos, lo que ayuda a hacerlo una película impermeable e impenetrable a todos los solventes conocidos y resistente al ataque químico.

Una de las marcas registradas de sus productos es el ChemLINE 31®, y para conocer las características de este producto, contactamos al Lic. David Cervera Rivas, Director Comercial de APCMEXICO, quien nos amplió más acerca del tema.

“El ChemLINE 31 ® es un polímero orgánico-inorgánico que tiene 90 por ciento de silicio y cuarzo haciéndolo 100 por ciento un material vidriado”. El Lic. Cervera destacó que entre las principales ventajas de este material está su resistencia a más de 7,000 reactivos químicos, todos los tipos de solventes, todos los pH, 98% de los ácidos y temperaturas de operación (-40°C a +260°C).

Este material es ideal para reactores vidriados o reactores de aleaciones especiales que necesiten un recubrimiento o que se están desgastando. “También se puede usar en equipos de aceros al carbón recubiertos, ahorrando en materiales, ya que no es necesario que sean inoxidables o de aleaciones especiales” añadió el Lic. Cervera.

El Lic. Cervera destacó las ventajas de este material por ser un recubrimiento altamente versátil, de fácil reparación y que cumple con las normas FDA. Otro factor muy importante es que su relación de costo/beneficio es muy positivo ya que se pueden recuperar equipos usados reparando el desgaste por la corrosión y como consecuencia el costo en mantenimiento se reduce considerablemente.

Respecto a su instalación, es un proceso muy sencillo. Primeramente se hace una preparación de superficie, que consiste en limpiar el reactor con abrasivos para crear un patrón de anclaje. Una vez limpio se aplica el recubrimiento con un equipo especial Air-less, que atomiza el material en la superficie. Posteriormente es sometido a un curado térmico para su secado. El tiempo de secado varía de 2 a 5 días, dependiendo del área a reparar.

Respecto a la garantía del producto, el Lic. Cervera señaló que este tiene una garantía de 1 a 2 años, dependiendo de las condiciones de operación y en condiciones muy especiales, se garantiza hasta 5 años. Se hacen inspecciones semestrales donde se verifica la continuidad de la película, espesor, adherencia, que no tenga golpes, etc., y si hay algún desprendimiento por falta de adherencia o falla en la aplicación, se hace válida la garantía.

Este tipo de materiales puede ser aplicado en industrias farmacéuticas, químicas, petroquímicas, transportación, alimentaría, manufactura ente otras.

APC ofrece servicio a toda la República Mexicana, ofreciendo una amplia gama de recubrimientos que cubre todos los tipos de problemas de corrosión y erosión que se presentan en la industria.

El Lic Cervera finalizó comentando que su recubrimiento es líder tecnológico, ya que son la única empresa en el mercado que tiene este producto.

Si requiere más información acerca del producto, por favor, contáctenos haciendo click aquí.

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