Descripción de calderas, composición y clasificación

UNIVERSIDAD DE CHILE

Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas

Ingeniería en Alimentos

Departamento de Ciencias de los Alimentos y Tecnología Química

Propiedades Físicas y Estructuras de Materiales

Informe de seminario

Calderas

Nombre: Camila J. Becerra Conejeros

Profesor: Eduardo Castro M.

Resumen

Las industrias en general utilizan dentro de sus procesos una gran cantidad de variados tipos de calderas, la razón de esto se debe a su gran rendimiento y funcionalidad.

Las calderas son generadores de vapor que mediante la combustión generada por algún combustible, un comburente que usualmente es aire, agua y una llama, producen vapor saturado, dando como resultado la liberación de energía, la cual se utiliza en una gama de procesos, especialmente en la industria alimentaria, como por ejemplo pasteurización, esterilización y escaldado.

En el siguiente informe se describieron las calderas, su composición y la clasificación que tienen éstas, especificando las de tipo acuotubular y pirotubular. Se escriben también el funcionamiento y comportamiento de las calderas y la eficiencia que pueden lograr, así como también los riesgos que se pueden correr con su utilización.

Finalmente se mostraron las aplicaciones que tienen en la industria alimentaria, incluyendo también una base de datos con productos que existen en el mercado.

Introducción

La industria alimentaria se encarga de transformar una materia prima en un producto mediante una serie de procesos los cuales pueden modificar su estado físico, composición, contenido de modo de obtener diversos productos alimentarios, que cumplan con las necesidades y requerimientos de los consumidores.

Para cumplir con este objetivo se debe tener conocimiento de las características de la materia prima, así como también de las instalaciones, maquinarias, técnicas y su funcionamiento, con el fin de obtener el mayor rendimiento con el menor gasto económico.

Algunos de los procesos más utilizados son los tratamientos térmicos, como por ejemplo evaporación, esterilización, escaldado y pasteurización, esto se debe a que la industria necesita grandes cantidades de energía calórica.

Las calderas son equipos que se encargan de producir energía en forma de vapor a través de una combustión, el cual puede generar fuerza y calefaccionar.

Todas las calderas tienen una estructura en común, se componen de un hervidor, un hogar, un sobrecalentador y un economizador.

Las calderas tienen distintos usos, debido a esto existen diferencias entre los distintos tipos de calderas, distintas capacidades energéticas, dimensiones, combustibles, eficiencia, costos, etc.

Un punto muy importante que no debe ser olvidado en la industria es la seguridad, si una caldera puede entregar más energía de la que puede absorber o el sistema de control actúa incorrectamente, puede provocar serios accidentes y daño a los trabajadores, es por esto los mecanismos de seguridad de la caldera deben ser inspeccionados periódicamente.

Los objetivos del siguiente informe son detallar el funcionamiento de las calderas, así como las clasificaciones que pueden tener, los distintos diseños y aplicaciones, incluyendo una base de datos con productos que existen en el mercado, además de sus aplicaciones en la industria.

Calderas

Una caldera es un artefacto utilizado en la Industria el cual, intercambia calor generando vapor saturado.

El vapor saturado se produce por la generación de energía obtenida por un proceso de combustión que ocurre en el interior de la caldera, donde se eleva la temperatura y la presión, generalmente se utiliza como combustible gas licuado o petróleo. El calor se trasmite a un fluido que se encuentra en estado líquido y al calentarse cambia a estado gaseoso, la energía calorífica es la utilizada y aplicada en la Industria.

La presión generada dentro de la caldera corre el riesgo de aumentar excesivamente, debido a esto la estructura de la caldera debe contener medios de escape de gases de combustión y de vapor generado, además de estar confeccionada con materiales resistentes tanto a la humedad como a la presión y la temperatura, generalmente metales como el acero laminado.

Varios procesos tanto en la Industria como en usos domésticos pueden requerir de una caldera, tales como calentamiento o enfriamiento de fluidos, evaporación, esterilización en autoclave, pasteurización de alimentos en intercambiador de calor, operaciones de escaldado, etc.

Composición de una caldera

Las calderas en general tienen componentes básicos para su funcionamiento, además tienen otros artefactos que las diferencian y las especializan para sus diferentes aplicaciones.

Los elementos básicos son:

Hervidor o domo: se refiere al recipiente metálico, cerrado, destinado a producir vapor o calentar agua, mediante la acción del calor a una temperatura superior a la del ambiente y presión mayor que la atmosférica, es éste el aparato conocido como caldera y que da el nombre a la maquinaria.

Hogar u Horno: es el lugar donde se produce la combustión, es por esto que también se conoce como cámara de combustión. El hogar puede ser interior o exterior con respecto al recipiente metálico

Cámara de agua: espacio en el interior de la caldera que ocupa el agua, el nivel de agua se fija en su fabricación, a toda caldera le corresponde una cierta capacidad de agua. Según la razón que existe entre la capacidad de la cámara de agua y la superficie de calefacción, se distinguen calderas de gran volumen, mediano y pequeño volumen de agua.

Cámara de Vapor: dentro de la caldera el vapor utiliza un espacio denominado cámara de vapor, éste vapor debe separarse del agua en suspensión, de manera que la cámara debe ser de un volumen adecuado para que exista distancia entre el vapor y el agua.

Cámara de alimentación: lugar en el que se encuentra el alimentador, a través del que se agrega el combustible sólido al hogar y se hacen las operaciones de control del fuego. En las calderas que queman combustibles

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