FUNDAMENTOS
DE LA OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN
Compresores.
Los compresores más comúnmente empleados
en los sistemas de refrigeración de alimentos
son los de pistón o émbolo, los rotatorios
y los centrífugos. Los dos primeros son de desplazamiento
positivo, efectuándose la compresión del
vapor mediante un miembro compresor. En los de pistón,
como su nombre indica, el miembro compresor es un pistón
mientras que en los rotatorios el miembro compresor
puede ser un pistón rodante, una aleta rotatoria
o un lóbulo helicoidal o tornillo. En el compresor
centrífugo la compresión se produce por
la acción de la fuerza centrífuga la cual
es desarrollada a medida que el vapor es girado por
un impulsor de alta velocidad.
El tipo de compresor empleado en cada aplicación
específica depende del tamaño y la naturaleza
de la instalación y del refrigerante utilizado.
El compresor pistón constituye uno de los más
divulgados en los sistemas de refrigeración de
alimentos, adaptándose especialmente a refrigerantes
que requieran desplazamientos relativamente pequeños
y presiones de condensación relativamente altas.
La potencia requerida por unidad de capacidad de refrigeración
y el volumen de succión por unidad de capacidad
de refrigeración constituyen indicadores de la
operación de estos compresores.
Entre los cálculos que pueden realizarse están
la determinación de la capacidad de refrigeración
y la potencia requerida al variar las temperaturas de
evaporación y condensación. Asimismo,
la selección de un compresor para condiciones
específicas de operación reviste resulta
de importancia práctica.
Evaporadores.
El equipo donde se produce la ebullición del
refrigerante producto de la absorción de calor
desde el foco frío recibe el nombre de evaporador.
Aunque lo que se produce es una ebullición y
no una evaporación, universalmente se acepta
la denominación de evaporador para designar al
equipo donde ocurre este proceso.
Debido a la cantidad y variedad de requisitos que deben
cumplir estos equipos en función de sus diversas
aplicaciones, ellos son fabricados en una amplia gama
de tipos, formas, dimensiones y diseños, pudiendo
clasificarse según el medio refrigerado, el principio
de operación, las características de la
superficie de transferencia y según la forma
de circulación del fluido a enfriar.
La capacidad de refrigeración de un evaporador
está dada por la razón a la cual se trasmite
el calor a través de sus paredes, proveniente
del espacio o producto refrigerado al refrigerante líquido
que circula por su interior, el cual se vaporiza. Esta
capacidad está determinada por los factores que
gobiernan la transferencia de calor a través
de cualquier superficie, esto es, el coeficiente de
transferencia de calor, el área de transferencia
y la diferencia de temperaturas.
La selección de evaporadores para una aplicación
específica constituye un elemento de utilización
práctica.
Condensadores.
El calor total rechazado en el condensador incluye tanto
el calor absorbido en el evaporador como la energía
equivalente al trabajo de compresión. Cualquier
calor absorbido por el vapor de succión desde
el aire de los alrededores también forma parte
da la carga térmica del condensador. Como el
trabajo de compresión por unidad de capacidad
de refrigeración depende de la relación
de compresión, la cantidad de calor rechazado
en el condensador varía con las condiciones de
operación del sistema.
Los condensadores se agrupan de manera general en enfriados
por aire, enfriados por agua y evaporativos.
De igual forma que los evaporadores la capacidad del
condensador está determinada por los factores
que rigen la transferencia de calor.
La selección de condensadores para una aplicación
dada resulta de interés práctico.
Dispositivos
de expansión.
Los dispositivos de expansión tienen una doble
función, la de reducir la presión del
líquido refrigerante y la de regular el paso
de refrigerante a través del evaporador.
Entre estos dispositivos se encuentran el tubo capilar,
la válvula de expansión manual, la válvula
de flotador y la válvula termostática.
La localización de estos dispositivos así
como sus accesorios resultan de especial importancia
ya que de ello dependerá su adecuado funcionamiento.
Sistema.
Una consideración importante es establecer las
relaciones de balance entre las secciones vaporizante
y condensante del sistema, esto es, que la rapidez con
que se lleve a cabo la ebullición sea igual a
la rapidez con que se produce la condensación.
Como todos los componentes del sistema están
conectados en serie, el flujo de refrigerante que circula
a través de ellos es el mismo, por lo que la
capacidad de todos ellos coincidirá. La selección
de los equipos del sistema debe garantizar igual capacidad
de refrigeración a la temperatura de ebullición
requerida para lograr remover la carga térmica.
Sin embargo, cuando todos los equipos no cumplen con
esta condición resulta importante determinar
el punto de equilibrio correspondiente a esta condición.
Carga
térmica.
La carga térmica o carga de refrigeración
constituye un cálculo importante en los sistemas
de refrigeración. Esta carga es el calor que
debe ser removido desde el foco frío, a través
del evaporador, para que en él se mantenga la
temperatura requerida.
Las fuentes que contribuyen a la carga térmica
son:
1. Carga de los productos: se incluyen las cargas originadas
al llevar el producto, los envases y embalajes y los
medios de sustentación empleados en las cámaras,
a la temperatura de conservación; en el caso
de la refrigeración de frutas y vegetales esta
carga debe contemplar además el calor de respiración.
2. Carga por transferencia de calor a través
de estructuras: comprende las cargas térmicas
debido al calor que se transfiere desde el exterior
a través de paredes, techo y pisos de las cámaras.
3. Carga por ventilación: se refiere a la carga
térmica debida a la ventilación controlada
de los productos. El almacenaje refrigerado de frutas
y vegetales frescos requiere de esta ventilación
para garantizar que la composición de la atmósfera
del almacén no se afecte por la propia actividad
metabólica de estos productos.
4. Carga por apertura de puertas: esta carga térmica
es consecuencia de la apertura de las puertas, lo que
provoca que el aire exterior penetre a la cámara.
5. Carga por el personal: se encuentra referida al calor
que aportan las personas que penetren en la cámara,
resultando dependiente de la temperatura en esta y de
la actividad que se realiza.
6. Carga por equipos eléctricos: incluye las
cargas por la iluminación así como por
motores en funcionamiento dentro de la cámara,
básicamente referidos a los de los evaporadores
con movimiento forzado del aire.
Las variables que intervienen en el cálculo de
las diferentes cargas térmicas pueden evaluarse
haciendo uso de información reportada en la literatura.
01-09-2004
Determinación de la resistencia a la abrasión, de las pinturas para señalamiento de tránsito
“DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA ABRASION, DE LAS PINTURASPARA SEÑALAMIENTO DE TRANSITO”
“METHOD OF TEST FOR ABRASION RESISTANCE OF TRAFFIC PAINTS”
DIRECCION GENERAL DE NORMAS
P R E F A C I O
En la elaboración de esta Norma participaron los organismos e instituciones
siguientes:
- ICI DE MEXICO, S. A. DE C. V.
- MOBIL ATLAS, S. A. DE C. V.
- PINTURAS PITTSBURGH DE MEXICO, S. A.
- DEVOE DE MEXICO, S. A.
- COMPAÑIA SHERWIN WILLIAMS, S. A. DE C. V.
- GENERAL PAINT COMPANY DE MEXICO, S. A.
- PINTURAS AZTECA, S. A.
- ASOCIACION NACIONAL DE FABRICANTES DE PINTURAS Y
TINTAS, A.C.
- DIRECCION GENERAL DE SERVICIOS TECNICOS. SECRETARIA DE OBRAS PUBLICAS.
- DIRECCION GENERAL DE INGENIERIA DE TRANSITO Y TRANSPORTES.DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL.
- DIRECCION GENERAL DE OBRAS PUBLICAS. DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL.
- SUBDIRECCION DE CONSERVACION DE CAMINOS Y PUENTES FEDERALES DE INGRESOS Y SERVICIOS CONEXOS.
- CONSTRUCCIONES Y SERVICIOS DE INGENIERIA.
- SEMEX, S. A.
- ELEMENTOS FABRICADOS Y CONSTRUCCIONES.
- PRODUCTOS AUROLIN, S. A.
- DIRECCION GENERAL DE INSPECCION DE ADQUISICIONES.SECRETARIA DE PATRIMONIO NACIONAL.
- CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA.
- CAMINOS Y PUENTES FEDERALES DE INGRESOS Y SERVICIOS CONEXOS.
“DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA ABRASION, DE LAS PINTURASPARA SEÑALAMIENTO DE TRANSITO”
“METHOD OF TEST FOR ABRASION RESISTANCE OF TRAFFIC PAINTS”
1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION
La presente Norma establece el método para la determinación de la resistencia a la abrasión producida por chorro de arena, de la pintura aplicada en lámina de acero.
2 APARATOS Y EQUIPO
Paneles de lámina de acero del numero 22 con dimensiones de 7.5 x 15.0 cm.
Aplicador de pintura.
Medidor de espesores de película seca.
Cronómetro con aproximación de 1/5 de segundo.
Compresora de aire.
Chiflón provisto de un tope que mantenga separación constante de 5 cm
respecto del espécimen de prueba, equipado con un manómetro y tolva de
depósito de arena. (Ver figuras 1 y 2).
Arena sílica de Ottawa clasificada entre las mallas 6.5 M(0.841 mm) y 10 M
(0.595 mm).
3 PREPARACION DE LA MUESTRA
En un papel de lámina de acero, previamente desengrasado con xileno o tolueno y lijado ligeramente con lana de acero, se aplica una película de pintura con espesor en húmedo suficiente de manera que permita obtener un espesor de película seca de aproximadamente 75 micras. Se deja secar en posición horizontal a la temperatura ambiente del laboratorio durante 72 horas.
4 PROCEDIMIENTO
4.1 Antes de empezar la prueba, es necesario regular y determinar la cantidad de arena que pasa a través del chiflón, en un segundo. Para ello se pesan 2 kilogramos de arena, se colocan en la tolva del chiflón y se hace pasar aire a una presión de 1.0 kg/cm2, midiendo el tiempo en que aproximadamente se consume un kilogramo de arena. Por diferencia de pesos se calcula la cantidad exacta de arena utilizada para obtener el gasto en kilogramos por segundo. Esta operación se repite cuatro veces como mínimo hasta que no se registre variación entre dos determinaciones sucesivas.
APARATO PARA LA PRUEBA DE RESISTENCIA
1.-GABINETE
2.-TOLVA Y CHIFLON
3.-MANOMETRO
4.-REGULADOR DE PRESION AIRE
5.-PARRILLA
6.-TOLVA PARA RECUPERACION DE ARENA
7.-ENTRADA PARA GUANTES DE HULE
8.-ILUMINACION
9.-PROBETA
10.-MIRILLA
11.-RECIPIENTE PARA ARENA
12.-BASE
TOLVA Y CHIFLON PARA PRUEBA DE RESISTENCIA
4.2 El panel preparado como se indicó en 3, se sujeta firmemente en posición vertical a una superficie resistente y se aplica el chiflón manteniendo la presión del aire a 1.0 kilogramos por centímetro cuadrado, con la tolva llena de arena, hasta que se elimine la pintura y se descubra el sustrajo. Se registra el tiempo transcurrido con aproximación de un segundo.
• EXPRESION DE RESULTADOS
La resistencia a la abrasión, expresada en kg/mm, se obtiene aplicando la siguiente expresión:
A = (Gxt) / e
En donde:
A = Abrasión, en kg/mm
G = Gasto, en kg de arena/s
t = Tiempo, en s
e = Espesor de película seca, en micras
6 APENDICE
6.1 Normas a consultar
NMX-B-231 Requisitos de las Cribas para Clasificación de Materiales.
México, D. F., Mayo 14, 1976
EL C. DIRECTOR GENERAL DE NORMAS
ING. CESAR LARRAÑAGA ELIZONDO
Fecha de aprobación y publicación: Mayo 27, 1979
11-03-2005
Mayor Eficiencia y Economía en el Tratamiento de Lodos
Por: USFilter a Siemens Business /
Fuente: Boletín QuimiNet.com |
Sectores relacionados:
Farmacéutica, Petroquímica, Química |
Productos y Servicios relacionados:
Ambiental
Tratamiento de Lodos –
INCREMENTANDO
LA FUERZA DEL POLIMERO
Un nuevo régimen de mezclado optimiza el valor del polímero, que sirve las operaciones de deshidratado en la planta de tratamiento de aguas residuales en Lancaster Pa., - USA
Las operaciones de deshidratado de lodos en la planta de tratamiento de aguas residuales de Lancaster Pa., corren en forma continua 5 ½ días por semana, procesando un promedio de 95 toneladas diarias de pasta de lodos. Antes de que adoptara un nuevo paso en la preparación de polímero a una más completa activación de polímero catiónico , el deshidratado por filtros banda en la planta, había llegado a ser altamente caro e ineficiente.
Cuando la planta de 114 millones de litros por día (30 MGD-millones de galones por día) fue expandida y actualizada en 1988, el nuevo avanzado diseño de tratamiento incluyó el proceso de polímero activado con sedimentación preliminar y digestión de lodo por separado. seguido por un filtro de malla y remoción de arena, el agua residual pasa por los clarificadores primarios cerrados para asentar los lodos. Después de la clarificación primaria, el agua residual es tratada biológicamente para remover los remanentes de materia orgánica, así como para ser tratada por remoción de nutrientes. Aquí, la tecnología utilizada en esta fase del tratamiento emplea el proceso A/O ® , que usa oxígeno puro para la remoción biológica del fósforo. El proceso A/O tiene un diseño que mejora el proceso de lodos activados usando un selector anaeróbico para desarrollar una biomasa selectiva.
A continuación del tratamiento biológico, la mezcla del agua residual con los sólidos biológicamente activados, fluye hacia los clarificadores finales, donde los sólidos se asientan en el fondo del tanque, mientras que el líquido clarificado se decanta por la parte de arriba. Los biosólidos son regresados ya sea al proceso A/O ó enviados para ser deshidratados.
Operaciones ineficientes de deshidratación
Hasta fechas recientes, la eficiencia del deshidratado de lodos en la planta de Lancaster iban en un declive sostenido. Los biosólidos producidos en los clarificadores primario y final con un promedio de 1 a 3 % de sólidos estaban siendo mezclados en un tanque de transferencia de 2,271,000 lts (600,000 galones), mezclados con polímero aniónico y enviados a un espesador de lodos. El lodo espesado era enviado a un tanque contenedor antes de ser deshidratado en cuatro (4) filtros banda de 2.5 mts.
El lodo que salía de los filtros banda, acusaba tan sólo un promedio de 15 a 17 %. La dirección, en búsqueda de vías que aumentaran con efectividad la separación de los lodos, determinó que eran dos los factores que contribuían al bajo porcentaje de sólidos secos que salían de los filtros prensa.
Un factor fue la post-operación del espesado de lodos de la planta. Por ejemplo, cuando el lodo primario mezclado y activado, del tanque de contención, que contenía 3% de sólidos secos, debía ser espesado a 5% de sólidos secos y después ser almacenado en un tanque de contención de 567,750 lts (150,000 galones), antes de ir a las prensas. Pero los lodos espesados sólo promediaban 2% de sólidos secos al ser removidos de su almacenamiento para ser deshidratados. Esto se atribuyó a una falta de efectividad en la combinación, entre el lodo primario y el secundario.
Un segundo factor mayor que contribuyó a la pobreza del producto en las operaciones del proceso de lodo en la planta, fue el ineficiente valor operativo del floculante catiónico, agregado al lodo previo al espesamiento, y de nuevo, antes de la deshidratación en el filtro banda. El rendimiento del polímero depende del grado de su activación previo a su introducción en el lodo. Un polímero totalmente activado condiciona al lodo a que pase rápidamente a través del proceso de deshidratación, con un alto porcentaje de sólidos secos. Un polímero con menor activación total, evidente en las operaciones de deshidratado en la planta de Lancaster, resultó en un mayor consumo de polímero y de energía, pérdida de eficiencia en las unidades del deshidratado y más visitas al lote de relleno.
La Clave : Activación del Polímero
Desde el arranque del nuevo equipo, las modificaciones en la preparación del polímero y las operaciones de dosificación, han mejorado claramente el rendimiento del polímero, y a su vez la eficiencia en el deshidratado del lodo, en la planta de Lancaster.
Al día de hoy, el contenido de sólidos, en la pasta de lodo que sale de los filtros prensa en la planta de Lancaster, es del 27%.
Para obtener una efectividad total del polímero, los polímeros deben ser totalmente disueltos en el agua antes
de su uso. Las moléculas de polímero, originalmente en forma altamente enredada, absorben agua en estas soluciones, que le permiten desenredarse. El objetivo de la activación del polímero es desenredarlo e hidratarlo en su totalidad, ya que las cadenas de polímero totalmente activadas, secuestran más de una partícula, maximizando así la eficiencia de remoción de partículas, durante la filtración.
En la planta de Lancaster, los cuatro sistemas convencionales, utilizados en la preparación y dosificación del polímero, probaron ser altamente ineficientes. El polímero fue mezclado con agua en tanques auto-soportados de 7,570 lts (2,000 galones) de capacidad, para el mezclado de la colada, equipados con grandes agitadores. Una vez mezclado, el polímero era enviado a un segundo tanque de maduración, de la misma capacidad, previo a su aplicación al lodo.
Una insuficiente energía durante el mezclado inicial, en el tanque de preparación, creaba un alto grado de aglomeraciones que eran inefectivas para la floculación ó la coagulación. Debido a la baja energía de mezcla-do, aplicada a los agitadores cuando el polímero hacía el primer contacto con el agua, se dificultaba obtener una solución homogénea con rapidez, ya que se formaba una película de polímero concentrado que rodeaba a los geles de polímero. Además, la alta velocidad y carencia de una intensidad uniforme en la agitación del tanque de mezclado después de la humectación inicial, fracturaba las moléculas de polímero que se iban des-enredando, eliminado así su efectividad de floculación.
Minimizar la generación de aglomerantes y fracturas durante la activación del polímero, es de primordial importancia en la optimización del rendimiento de polímero. Dado que esta minimización no estaba sucediendo en la planta de Lancaster, la deshidratación adecuada del lodo demandaba un exceso de polímero.
Tomando Un Nuevo Sesgo
La dirección de la planta cayó en la cuenta de que los costos de deshidratación de lodo podrían ser reducidos de lograrse obtener un mayor rendimiento del polímero, lo cual requeriría modificar el método de activación del polímero, en la planta.
Como parte de la marcha de su investigación sobre distintas nuevas tecnologías en activación de polímero, la dirección de esa planta visitó la planta de tratamiento de aguas residuales de Reading Pa., la cual recientemente remplazó un sistema de preparación y dosificación de polímero seco, del tipo de mezclado por lote, por un sistema Polyblend® DP2000-automatizado al usuario-de USFilter Stranco Products . En base a la marcha de su investigación así como a la observación del positivo rendimiento de los nuevos sistemas de la planta de Reading, la dirección de Lancaster eligió remplazar sus cuatro sistemas viejos de alimentación de polímero, por dos sistemas Polyblend DP2000-automatizados-al-usuario.
Con las nuevas unidades instaladas en la planta, polímero y agua entran juntos a un dispersor de alta energía, donde se realiza la humectación inicial del polímetro. Agua y polímero quedan sujetos a la alta energía creada por un mezclador mecánico.
La dirección estima que la planta ha economizado más de 200,000.00 Dlls anualmente, desde el cambio de los sistemas de polímero, recuperando así la inversión hecha en los nuevos equipos, a escasos meses de su operación.
En el dispersor, el polímero queda sujeto al entorno de un relativamente alto cizallamiento. Así, el polímero parcialmente humidificado entra a un tanque con mezclado de baja energía - una zona de bajo cizallamiento, donde es posteriormente mezclado. Con este sistema, una energía de dispersión uniforme y controlada-en la etapa de la humectación inicial del polímero en el dispersor-ayuda a evitar las aglomeraciones y elimina la necesidad de tener que exponer el polímero a un tiempo de maduración más extenso.
La subsecuente entrada dentro de una zona de bajo cizallamiento ayuda a evitar dañar las extensas moléculas de polímero. Desde el tanque de mezclado, el polímero es enviado a un tanque de contención y de allí al patín (skid) de dosificación...hasta el punto final de aplicación. El sistema de dosificación de polímero a la medida de Lancaster está equipado con tanques de contención más grandes-de 2,840 lts (750 galones)-, situados uno al lado del otro.
Poco después de la adopción del nuevo sistema de dosificación de polímero, pruebas corridas en la planta, determinaron haberse logrado un mejor rendimiento en el deshidratado del polímero, al ser desviado el espesador de lodos. La planta discontinuó de esta forma, las operaciones de espesamiento. Ahora, únicamente se agrega la solución del polímero al lodo, antes de desaguarlo en el filtro banda.
Con las nuevas unidades de polímero instaladas en la planta de Lancaster, agua y polímero entran juntos a un dispersor de alta energía donde ocurre la humec-tación inicial de polímero. Agua y polímero quedan sujetos a la alta energía creada por un mezclador mecánico antes de que el polímero parcialmente hu-mectado entre al tanque mezclador de baja energía (una zona de bajo cizallamiento donde es posterior-mente mezclado.)
Mejoras Significativas
Desde el arranque del nuevo equipamiento en Mayo del 2001, los cambios hechos en la preparación y dosificación de polímero han mejorado claramente el rendimiento del polímero y, a su vez, la eficiencia del deshidratado de lodos, en la planta de Lancaster. El consumo de polímero se redujo en más del 70%, con un promedio actual de 1.5 Lbs / ton de lodo seco. El pronóstico por los gastos de polímero, que eran de 110,000.00 Dlls por año, son ahora de sólo 30,000.00 Dlls anuales.
La pasta de lodo que sale de los filtros banda contiene ahora un promedio de 27% de sólidos, en comparación a las cifras de tan sólo 15 a 17% , comunes antes que el nuevo equipamiento fuera puesto en sitio. Esto ha reducido significativamente los costos de acarreo de lodo al lote de relleno, al requerirse de menos viajes.
El cambio al nuevo sistema de dosificación de polímero ha bajado, así mismo, los tiempos de mano de obra, en forma significativa. El sistema con que la planta hacía previamente la preparación y dosificación del polímero seco, era una unidad manual, para dosificación de una colada de polímero con aproximadamente una hora de agitación, previa a su envío a un tanque del día. Se trataba de una operación que consumía mucho tiempo, que requería de constantes ajustes, y que además necesitaba la atención de un operador a casi tiempo completo. Con el nuevo sistema automatizado, el único requisito de rutina para el operador, es mantener la tolva de la unidad, llena de polímero seco. El cambio a la unidad automatizada ha reducido en un 90% las horas / hombre totales requeridas en la planta, para la preparación y la dosificación del polímero.
Ahorro Grande...Rápido Reembolso de Inversión
Con las reducciones en polímero, demanda de horas/hombre y desplazamientos al lote de relleno; la reducción en consumo de energía debida al menor requisito de potencia (HP) de los nuevos sistemas de dosificación de polímero; y la eliminación de las operaciones de espesamiento de lodo, la dirección de la planta estima haber logrado un ahorro de más de 200,000.00 Dlls / año, desde que hizo el cambio a los nuevos equipos de dosificación de polímero. Estos ahorros propiciaron que la inversión hecha por el nuevo equipamiento, fuera recuperada a los escasos primeros meses de su operación.
Con el nuevo sistema automatizado,el único requerimiento de rutina para el operador es mantener la tolva de la unidad, llena de polí-mero seco.
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