Transferencia De Calor En Diferentes Tipos De Material De Envase: Metal, Vidrio, Polímeros Termoestables

INSTITUTO TECNOLOGICO DE SINALOA DE LEYVA

ITURRIOS VILLEGAS EDGAR ADRIAN

TECNOLOGIA DE EMPAQUES

ING. ARMENTA VALENZUELA BRENDA

Transferencia de calor en diferentes tipos de material de envase: Metal, vidrio, polímeros termoestables

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Tipos de transferencia de calor :Conducción:

La conducción es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica a través de la materia por actividad molecular, por el choque de unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más altas a las más bajas.

Convección

La convección es el mecanismo de transferencia de calor por movimiento de masa o circulación dentro de la sustancia .Puede ser natural producida solo por las diferencias de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es obligada a moverse de un lugar a otro, por ejemplo el aire con un ventilador o el agua con una bomba. Sólo se produce en líquidos y gases donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. En la naturaleza, la mayor parte del calor ganado por la atmósfera por conducción y radiación cerca de la superficie, es transportado a otras capas o niveles de la atmósfera por convección.

Existe una teoría molecular adecuada para los líquidos, la mayoría de las correlaciones para predecir susconductividades son de tipo empírico. Reid y Sherwood han estudiado esto en forma detallada. La conductividad térmica de los líquidos varía de forma moderada con la temperatura, variación que casi siempre se expresa de forma lineal:

k = a + bT

Donde a y b son constantes empíricas. Las conductividades térmicas de los líquidos son esencialmente independientes de la presión.

Radiación

La radiación térmica es energía emitida por la materia que se encuentra a una temperatura dada, se produce directamente desde la fuente hacia afuera en todas las direcciones. Esta energía es producida por los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas constitutivos y transportada por ondas electromagnéticas o fotones, por lo recibe el nombre de

Radiación electromagnética

. La masa en reposo de un fotón (que significa luz) es idénticamente nula. Por lo tanto, atendiendo a relatividad especial, un fotón viaja a la velocidad de la luz y no se puede mantener en reposo. (La trayectoria descrita por un fotón se llama rayo). La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes y perpendiculares entre sí, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. A diferencia de la conducción y la convección, o de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética es independiente de la materia para su propagación, de hecho ,la transferencia de energía por radiación es más efectiva en el vacío. Sin embargo, la velocidad, intensidad y dirección de su flujo de energía se ven influidos por la presencia de materia. Así, estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la Tierra desde el Sol y las estrellas.

Vidrio: Pueden reciclarse múltiples veces sin perjuicios en sus propiedades mecánicas. Sin embargo, el procesado de vidrio necesita altas temperaturas, lo que supone un alto costo energético. Es alta barrera a loas gases y al vapor de agua. Aunque por el contrario tiene un radio masa/volumen muy elevado, ya que es muy pesado. Además es frágil y no es desagradable. Principalmente se utiliza para la producción de botellas y tarros, que pueden ser pasteurizados a altas temperaturas.

Metal (acero y aluminio): Es alta barrera a los gases y al vapor de agua. Es un material relativamente caro. Puede reciclarse, pero un elevado costo energético. Se emplea principalmente para la fabricación de latas, ya que el alimento contenido puede ser esterilizado o pasteurizado en su interior. Como es resistente a altas y bajas temperaturas, se utiliza como bandejas para platos preparados congelados, que posteriormente son calentados para su consumo.

Plástico: Tiene aplicaciones como material rígido, semirrígido, flexible, retráctil y no retráctil, y varía con su grado de grosor. Las propiedades más importantes de muchos tipos de plásticos que hacen de ellos buenas opciones como material de envasado incluyen las siguientes:

 Flexible y extensible

 Ligero

 Se le puede dar forma a baja temperatura

 Resistente a la rotura, con elevada resistencia al estallido

 Termosellado resistente

 Versatilidad en sus propiedades barrera al oxígeno, la humedad y la luz

Al tratar esta Web con frecuencia, los problemas mas comunes que se presentan en el uso de las latas, puede dar lugar a pensar que son ya medios inadecuados. Al contrario, habiendo sido aconsejados sobre sus límites y posibles incidentes es mucho más fácil utilizarlos dentro de un margen suficiente de seguridad y aprovechar enteramente sus ventajas. Dedicamos los siguientes comentarios a las cualidades principales del envasado basado en acero. Los problemas presentados por la corrosión, que ocurren en un número muy limitado de casos, son una minoría en comparación con los aspectos positivos de los envases de hojalata.

En el pasado, la producción, transformación y uso de la hojalata fueron tema de numerosas investigaciones, las cuales han continuado movilizando en la actualidad a laboratorios importantes que pertenecen a tres enlaces principales de la cadena, en concreto: los fabricantes del material, los fabricantes de los envases y los usuarios. Actualmente se utilizan los equipamientos de laboratorio más sofisticados para mejorar las características y el rendimiento del material. La producción en masa de los envases de metal a muy alta velocidad ha sido posible sobre todo por la ingeniería industrial.

En las últimas décadas del pasado siglo, gracias a estos esfuerzos de investigación y desarrollo, aparecieron una serie de nuevas técnicas de fabricación como fueron: los envases DWI (embutidos, estirados y planchados), DRD (embutidos y re embutidos), sin omitir los envases soldados eléctricamente, que reemplazaron los envases de costura lateral con cierre tradicional y soldados con una aleación de estaño/plomo. También los sistemas de Fácil Apertura, que ahora se utilizan de forma generalizada para los envases normales. Está aceptado como un hecho establecido, que gracias al diseño y desarrollo de revestimientos específicos orgánicos (barnices), se garantiza la inercia química del envase.

Si la

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