Modulo Ing de Plantas

7/21/2019 Modulo Ing de Plantas

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ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGAS EINGENIERA

INGENIERA DE PLANTAS DE ALIMENTOS

Vctor Jairo Fonseca VigoyaIngeniero QumicoMaster Brewer


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TABLA DE CONTENIDO

INGENIERA DE PLANTAS DE ALIMENTOS ................................................... ......................................... 1

INGENIERA DE PLANTAS DE ALIMEnTOS .................................................... ........................................12

objetivos ESPECFICOS ............................................................................ .....................................................14

1.1 generalidades .........................................................................................................................................151.1.1 ORGANIZACIN ...........................................................................................................................151.1.2 EDUCACIN...................................................................................................................................151.1.3 ENTRENAMIENTO ........................................................................................................................161.1.4 MANTENIMIENTO ........................................................................................................................16

1.2. EQUIPO ................................................................................................................................................161.2.1. maquinaria ......................................................................................................................................161.2.2. SISTEMAS .....................................................................................................................................16

1.2.2.1 sistema OPERACIONAL. .........................................................................................................161.1.7.2 sistema ESTRUCTURAL ..........................................................................................................171.1.7.3 sistema DE SOPORTe ...............................................................................................................171.1.7.4 sistema de TRANSMISion DE POTENCIA .............................................................................171.1.7.5 sistema MOTRIZ Y energetico. ......... .......... .......... .......... .......... ........... ......... ........... ......... ......171.1.7.6 sistema DE CONTROL OPERACIONAL ................................................................................171.1.7.7 sistema DE AUTOMATISMO ..................................................................................................18

1.1.8 ANLISIS de los sistemas en un equipo .........................................................................................18

1.3 MATERIALES de fabricacin de los equipos ....................................................................................211.3.1. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES .....................................................................................211.3.1.1 RESISTENCIA A LA CORROSIN ...........................................................................................221.3.2 RESISTENCIA A LOS esfuerzos ....................................................................................................23

1.3.2.1 Traccin .....................................................................................................................................231.3.2.2 Compresin ................................................................................................................................231.3.2.3 Cortadura ...................................................................................................................................241.3.2.4 Flexin .......................................................................................................................................241.3.2.5 Torsin .......................................................................................................................................25

1.3.3 materiales utilizados .........................................................................................................................251.3.3.1 HIERROS Y aceros ...................................................................................................................251.3.3.2 cobre Y SUS ALEACIONES ....................................................................................................271.3.3.3 Aluminio y sus aleaciones .........................................................................................................27

1.3.3.4 OTROS METALES Y ALEACIONES .....................................................................................281.3.3.5 MATERIALES NO METLICOS ...........................................................................................291.3.3.6 materiales para fabricar ELEMENTOS DE TRANSMISION DE POTENCIA. ......... ........... ...34

1.4 Elementos de maquinas .......................................................................................................................341.4.1 ELEMENTOS ESTRUCTURALES. ...............................................................................................34

1.4.1.1 Platinas. .....................................................................................................................................361.4.1.2 Angulos......................................................................................................................................361.4.1.3 Canales en U. .............................................................................................................................361.4.1.4 Perfiles en T, I, H y otros ...........................................................................................................36

1.4.2 ELEMENTOS DE TRANSMISIN DE POTENCIA. ....................................................................371.4.2.1 Ejes. ...........................................................................................................................................371.4.2.2 Poleas. ........................................................................................................................................37


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1.4.2.3 Correas. ......................................................................................................................................38FIGURA 1-8 PERFILLES.....................................................................................................................38

1.4.2.4 Piones y engranajes. ................................................................................................................381.4.2.5 Cadenas......................................................................................................................................391.4.3 otros elementos .................................................................................................................................40

1.4.3.1 RODAMIENTOS ......................................................................................................................401.4.3.2 BIELAS .....................................................................................................................................42

CAPTULO 2 ....................................................................................................................................................45


2. EQUIPOS DE TRANSPORTE ............................................................................ ........................................462.2.2.2.Transportadores Redler..................................................................................................................512.3.1 Elevadores de cangilones o de bolsillo. (Figura 2-7) ........... ......... ........... ............ ......... ........... ........54

2.4 TRANSPORTADORES MIXTOS .......................................................................................................56

2.4.1 Transportadores Neumticos ............................................................................................................56

2.5EQUIPOS para transporte de fluidos .................................................... .....................................................58

2.5.1 BOMBAS .............................................................................................................................................582.5.1.1 Bombas de desplazamiento positivo ..............................................................................................582.5.1.2 Bombas CENTRFUGAS..............................................................................................................60

2.5.1.2.1 bombas centrfugas sanitarias .................................................................................................622.5.1.2.2 Bombas autocebantes..............................................................................................................622.5.1.2.3 Bombas de alta presin ...........................................................................................................63

2.5.1.3 BOMBAS ALTERNATIVAS .......................................................................................................642.5.1.4 Otros tipos de bombas ...................................................................................................................64

2.5.1.4.1 bomba de chorro .....................................................................................................................642.5.1.4.2 ariete hidrulico ......................................................................................................................64

2.6 Compresor alternativo .........................................................................................................................672.6.1 Compresor rotativo ...........................................................................................................................67

2.7 Ventiladores y sopladores .....................................................................................................................68

2.8 Colectores de polvo, ciclones y refrigeradores de gases .....................................................................69

2.9 Mecanismos para producir el vacio .....................................................................................................70

EQUIPOS DE LIMPIEZA, SELECCIN Y CLASIFICACIN ...................................................................71

objetivos ESPECFICOS ............................................................................ .....................................................723.1.1 Bscula de pesado .............................................................................................................................733.1.2 Banda de seleccin ...........................................................................................................................733.1.3 Prelavador .........................................................................................................................................743.1.4 Lavador .............................................................................................................................................75

3.1.5 Mquina peladora .............................................................................................................................76

3.2 Seleccin Y CLASIFICACIN ............................................................................................................773.2.1 Separadores Magnticos ...................................................................................................................773.2.2 Sedmentadores y espesadores..........................................................................................................783.2.3 CRIBA PLANA CORTA .................................................................................................................793.2.4 filtros ................................................................................................................................................82

3.2.4.1 Filtro-cicln ...............................................................................................................................823.2.4.2 Filtros de gravedad ....................................................................................................................833.2.4.3 Filtros prensa .............................................................................................................................843.2.4.4 filtros de bolsa ...........................................................................................................................863.2.4.5 filtros de tambor rotatorio ..........................................................................................................87


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3.2.4.6 filtro de succin de discos rotatorios .........................................................................................883.2.4.7 filtro de succin discontinuo ......................................................................................................89

3.2.4.8 filtro rotatorio horizontal ...........................................................................................................893.2.4.9 filtros de cmara de presin .......................................................................................................903.2.4.10 Filtros de vaco ........................................................................................................................903.2.4.11 filtro rotatorio de discos ...........................................................................................................913.2.4.12 Filtro smosis inversa ..............................................................................................................91

3.2.5 CENTRFUGA. ................................................................................................................................923.2.6 Separadores centrfugos de operacIn continua ...............................................................................94

CAPITULO cuatro ...........................................................................................................................................98


4. Equipos de reduccin de tamao y tamizado ...............................................................................................99

4.1 generalidades .........................................................................................................................................99

4.2 molinos. ................................................................................................................................................1024.2.8 Molino de martilloS ........................................................................................................................1024.2.2 molino de barras. ............................................................................................................................1034.2.3 molino de bolas.............................................................................................................................1044.2.4 trituradora rotatoria .........................................................................................................................1054.2.6 molino de cilindros .........................................................................................................................1054.2.7 Molino de cono ...............................................................................................................................1074.2.10 Molinos laminadores. ...................................................................................................................107

4.3 otros equipos de reduccin de tamao .......... .......... .......... .......... .......... ........... ......... ........... ......... ....1084.3.1 Desintegrador de pulpa ...................................................................................................................1084.3.2 Despulpadora ..................................................................................................................................1084.3.3 Despulpadora manual .....................................................................................................................1094.3.4 Refinadora ......................................................................................................................................1104.3.5 Cortadoras o cutter .........................................................................................................................1104.3.6 Cortadora de hortalizas. ..................................................................................................................1124.3.7 Cortadora manual ...........................................................................................................................1124.3.8 Licuadora industrial ........................................................................................................................112

4.4 TAMIZADO .........................................................................................................................................1134.4.1 Tamices separadores de aire ...........................................................................................................1144.4.2 Tamiz pLano vibratorio ..................................................................................................................1164.4.3 Tamiz rotatorio ...............................................................................................................................116

4.5 Anlisis granulomtrico ......................................................................................................................116

CAPITULO cinco ...........................................................................................................................................118

objetivos ESPECFICOS ............................................................................ ...................................................118

5.1 generalidades .......................................................................................................................................119

5.2 MEZCLA de fluidos ............................................................................................................................121

5.3 Equipos de mezclado ...........................................................................................................................1215.3.1 Mezcladoras para lquidos de viscosidad baja o media ..................................................................121

5.3.1.1 mezcladores de paletas ............................................................................................................1225.3.1.2 mezcladores por impulsin ......................................................................................................1225.3.1.3 Dispositivos para mejorar la dispersin en lquidos de productos pulverizados ........... .......... .123

5.3.2 Mezcladoras para lquidos muy viscosos y pastas ..........................................................................1245.3.2.1 Impulsores de eje vertical de baja velocidad ...........................................................................1245.3.2.2 Mezcladora de palas horizontales de eje gemelo .....................................................................124


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5.3.2.3 Mezcladoras de planetarios......................................................................................................1245.3.2.4 Mezcladoras continuas del tipo rotor-stator .............................................................................125

5.3.2.5 Sistemas de agitador mltiple ..................................................................................................1265.3.2.6 mezclador Homogenizador ......................................................................................................1265.3.2.7 Otros tipos de mezcladoras ......................................................................................................126

5.3.3 Mezcladoras para productos pulverizados y granulados.................................................................1275.3.3.1 Mezcladora por volteo ........... ........... .......... ........... ......... ........... .......... .......... .......... .......... .....1275.3.3.2 Mezcladora de cinta .................................................................................................................1275.3.3.3 Mezcladora de tornillo VERTICAL ........................................................................................127

5.3.4 Mezcladoras para carnes .................................................................................................................127

5.4 AGITADORES ....................................................................................................................................1305.4.1 Agitacin de Lquidos viscosos. .....................................................................................................1305.4.2 Agitacin de slidos. ......................................................................................................................131

5.5 amasadoras ...........................................................................................................................................131

5.5.1 Amasadoras CONTINAS ............................................................................................................131

5.5.2 Amasadora de alta velocidad ..........................................................................................................1315.5.3 Amasadora de artesa abierta ...........................................................................................................132

objetivos ESPECFICOS ............................................................................ ...................................................134

6.2 EQUIPOS DE EVAPORACIN........................................................................................................1366.2.1 EVAPORADOR DE CIRCULACION NATURAL ......................................................................136

6.2.1.1 evaporador ABIERTO .............................................................................................................1366.2.1.2 Evaporador de TUBOS CORTOS HORIZONTALES ............................................................1366.2.1.3 Evaporador de TUBOS CORTOS VERTICALES ..................................................................1366.2.1.4 Evaporador de CIRCULACIN VERTICAL CON CALANDRIA EXTERIOR ...................138

6.2.2.EVAPORADOR DE CIRCULACION FORZADA ......................................................................1386.2.3.EVAPORADORES DE TUBOS LARGOS ..................................................................................138

6.2.3.1 Evaporador de PELCULA ASCENDENTE...........................................................................1386.2.3.2 Evaporador de PELICULA ASCENDENTE DESCENDENTE ........... ......... ........... ......... ....1396.2.3.3 Evaporador de PELICULA DESCENDENTE ........................................................................139

6.2.4 EVAPORADORES DE PLACAS ..................................................................................................1396.2.4.1 Evaporador de PELICULA ASCENDENTE DESCENDENTE .............................................1396.2.4.2 EVAPORADORES DE PELICULA DESCENDENTE .........................................................140

6.2.5 EVAPORADOR DE FLUJO EXPANDIDO de CONOS INVERTIDOS .....................................140 6.2.6EVAPORADORES DE PELCULA DELGADA MECANICA ........... ............ ......... ........... ......140

6.2.6.1Evaporador de SUPERFICIE RASCADA HORIZONTAL ......... ............ ......... ........... ......1406.2.6.2 Evaporador CENTRITHERY ............ ......... ........... ......... ........... ......... ........... .......... .......... .....141

6.2.7 Evaporador de CICLO DE REFRIGERACION O BOMBA CALORIFICA.................................1416.2.8 Concentradores de pulpa ................................................................................................................141

6.3 La conservacin de calor en los equipos de evaporacin .................................................................142

6.3.1 Hacia adelante ...............................................................................................................................143

6.3.2 Haca atrs ......................................................................................................................................1446.3.3 Mixta ..............................................................................................................................................1446.3.4 En paralelo ......................................................................................................................................145

6.4 Cristalizadores .....................................................................................................................................145

6.5 SECADORES .......................................................................................................................................1466.5.1 CONCEPTOS BSICOS ...............................................................................................................1476.5.2 EQUIPOs PARA SECADO ...........................................................................................................148

6.5.2.1 SECADORES ESTACIONARIOS .........................................................................................149Secadores De ambiente o solares. ....................................................................................................149Secadores De Cuartos u hornos (estufas) .......... .......... .......... .......... ......... ............ ......... ........... ......149


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Secadores De bandejas o estantes, cabinas o compartimentos. .......................................................152Secadores De carro. .........................................................................................................................152

Secadores De cama o lecho fijo. ......................................................................................................152Secadores De vapor. ........................................................................................................................153Secadores De anaqueles o estantes enchaquetados. .........................................................................153Secador de olla. ...............................................................................................................................154

6.5.2.2 SECADORES DE TAMBOR..................................................................................................1546.5.2.3 Secadores De TRANSPORTADOR ........................................................................................156

Secadores De TNEL .....................................................................................................................156Turbo secadores ...............................................................................................................................158Secadores Rotatorios de bandejas. ...................................................................................................159Secadores De torre. ..........................................................................................................................159Secadores De tornillo.......................................................................................................................160Secadores Vibratorios. .......... ......... ............ ......... ........... ......... ........... ......... ........... .......... .......... .....160Secador vibratorio de carcaza. .........................................................................................................160

6.5.2.4 Secadores ROTATORIOs. ......................................................................................................161

SECADOR ROTATORIO DIRECTO ............................................................................................161Secador rotatorio indirecto. .............................................................................................................163Secador rotatorio de vapor. ..............................................................................................................164Secador rotatorio directo-indirecto. .................................................................................................165Secador rotatorio de lumbrera o persiana. .......................................................................................166

6.5.2.5 SECADORES AL VACIO ......................................................................................................1676.5.2.6 SECADORES COMBINADOS ..............................................................................................169

Secador filtro. ..................................................................................................................................169Secador centrifugo. ..........................................................................................................................169

6.5.2.7 SECADORES DE BOBINA O DE ROLLO ...........................................................................1706.5.2.8 secadores DE PARTICULAS SUSPENDIDAS ........... ......... ........... ............ ......... ........... ......170

SECADOR DE CHORRO SPRAY DRYERS .............................................................................170Secadores Instantneos ....................................................................................................................171

Secador de lecho fluidizado. ............................................................................................................1736.5.2.9 Secadores ESPECIALES .........................................................................................................174

Secadores dielctricos......................................................................................................................174Secadores Infrarrojos .......................................................................................................................174Plantas de secado por atomizacin ..................................................................................................175Deshidratador ..................................................................................................................................177

objetivos especificos ........................................................................................................................................180

7.1 generalidades .......................................................................................................................................181

7.2 INTERCAMBIADORES DE CALOR ..............................................................................................1827.2.1 INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO ...............................................................................1847.2.2 INTERCAMBIADORES DE TUBO Y CARCAZA .....................................................................186

CLASES DE INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CARCAZA ..................................................190

INTERCAMBIADORES DE PLACAS ..................................................................................................1937.2.3 SUPERFICIES EXTENDIDAS .....................................................................................................196

7.3 RECIPIENTES de calefaccin ...........................................................................................................1977.3.1 RECIPIENTES DE CALEFACCIN INDIRECTA POR SERPENTINES ..................................1997.3.2 Recipientes de calefaccin Indirecta por tubos rectos ....................................................................2007.3.3 RECIPIENTES DE CALEFACCIN POR CAMISA O CALANDRIA.......................................201

7.4 EQUIPOS PARA ESTERILIZACIN .............................................................................................2017.4.1 PRocesos DE ESTERILIZACIN .................................................................................................206

7.4.1.1 Esterilizacin por calor seco ....................................................................................................2067.4.1.2 Esterilizacin por calor hmedo ..............................................................................................206


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7.4.1.3 Esterilizacin por agentes qumicos ........................................................................................2067.4.1.4 Esterilizacin por radiaciones ..................................................................................................206

7.4.2 El autoclave ....................................................................................................................................2067.4.3 Autoclave VERTICAL estacionaria ...............................................................................................2117.4.4 Tnel de pre-esterilizacin .............................................................................................................211

7.5 Pasterizacin. .......................................................................................................................................212

7.6 Procedimientos UHT. ..........................................................................................................................212

7.7 CONDENSADORES ...........................................................................................................................213

7.8 ENFRIAMIENTO Y REFRIGERACIN ........................................................................................214

7.9 CONGELACIN ................................................................................................................................215

7.9 caldera ..................................................................................................................................................218

objetivos ESPECFICOS ..........................................................................................................................222

8.1 GENERALIDADES de EMPAQUE O EMBALAJE .......................................................................223

8.2 CONSERVACIN DE ALIMEnTOS ...............................................................................................224

8.3 Envase y empaque ...............................................................................................................................2258.3.1 emBotellado ....................................................................................................................................2258.3.2 empaque en Cajas de cartn ...........................................................................................................2258.3.3 Ensacado .........................................................................................................................................2268.3.4 Otras operaciones ...........................................................................................................................2268.3.5 Envasadora de lquidos ...................................................................................................................2298.3.5 Envasadora de lquidos ...................................................................................................................2318.3.6 CERRADORAS DE ENVASES DE HOJALATA CILNDRICOS o Enlatadoras .......................231 8.3.7 EMBUTIDORA .............................................................................................................................236

8.4 ALMACENAMIENTO .......................................................................................................................2398.4.1 ASPECTOS PRINCIPALES En construccin para lugares de almacenamiento ...........................239

8.4.1.1 Pisos .........................................................................................................................................2398.4.1.2 Paredes .....................................................................................................................................2398.4.1.3 Techos .....................................................................................................................................240

8.4.2 ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS ...................................................................................2408.4.2.1 almacenamiento de Granos ......................................................................................................2408.4.2.2 almacenamiento de Lquidos ...................................................................................................241

Tipos de tanques de almacenamiento ..............................................................................................242DIMENSIONES DE LOS TANQUES ............................................................................................242ADITAMENTOS DE LOS TANQUES ..........................................................................................243MATERIALES MAS UTILIZADOS EN LA ELABORACIN DE TANQUES ..........................244

8.4.2.3 almacenamiento de paquetes o cargas unitarias ............ ......... ........... ............ ......... ........... ......244

8.4.3 Almacenamiento Refrigerado .........................................................................................................2468.4.4 Almacenamiento por Congelacin .................................................................................................2468.4.5 REQUERIMIENTOS PARA UN BUEN ALMACENAMIENTO ................................................246

objetivos ESPECFICOS ..........................................................................................................................250

9 PROCESOS INDUSTRIALES .................. .................................................................................................251

9.1 Industria de lacteos ..............................................................................................................................2519.1.1 RECEPCIN ...................................................................................................................................2519.1.2 Pasterizacin ...................................................................................................................................251

9.1.2.1 equipos de pasteurizacin ........................................................................................................2529.1.2.2 ultrapasteurizacin ...................................................................................................................252


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9.1.3 Estandarizacin del contenido de grasas ........................................................................................252Equipos de estandarizacion .................................................................................................................252

9.1.4 PROCESOS DE RECOMBINAcin ..............................................................................................2539.1.5 mantequilla .....................................................................................................................................2539.1.6 Leche condensada y evaporada. .....................................................................................................25410.1.7 leche en polvo ...............................................................................................................................2559.1.8 Yogur. .............................................................................................................................................2569.1.9 MARGARINA ...............................................................................................................................256

9.2 Industria de cereales............................................................................................................................258

9.3 INDUSTRIA PANIFICADORA.........................................................................................................2599.3.1 pan de molde...................................................................................................................................2599.3.2 Panaderas. ......................................................................................................................................262

9.4 INDUSTRIA deL CACAO .................................................................................................................2639.4.1 elaboracin cacao en polvo .............................................................................................................263

9.4.2 FABRICACIN DE CHOCOLATES ...........................................................................................2649.4.2.1 elaboracin del Chocolate........................................................................................................2649.4.2.2 Tipos de chocolate ...................................................................................................................266

9.5 INDUSTRIA deL caf .........................................................................................................................2679.5.1 Acondicionado de los granos ..........................................................................................................2679.5.2 Tueste .............................................................................................................................................2689.5.3 caf soluble .....................................................................................................................................268

9.5.3.1 Fabricacin del caf soluble ....................................................................................................2689.5.3.2 Secado por pulverizacin .........................................................................................................2699.5.3.3 Aglomeracin ..........................................................................................................................2699.5.3.4 Secado por congelacin acelerada, o liofilizacin ...................................................................269

9.6 Industria CERVEcera .........................................................................................................................270

9.6.1 Proceso de fabricacin de la cerveza ..............................................................................................2719.6.2 Maceracin por infusin ......... ........... ......... ........... ......... ............ ........... ......... ........... .......... ..........2739.6.3 Macerado por decoccin .................................................................................................................2739.6.4 Ebullicin .......................................................................................................................................2739.6.5 Fermentacin ..................................................................................................................................274

9.7 fabricacin de AZCAR refinado .....................................................................................................276Refinado ..................................................................................................................................................278

9.8 TRATAMIENTO DE AGUAS Y ALMACENAMIENTO ..............................................................278Tratamiento del agua ...............................................................................................................................279

10.- GENERALIDADES .....................................................................................Error! Marcador no definido.

10.1. Lectura complementaria ........................................................................Error! Marcador no definido.

10.2.- Procesos y operaciones unitarias en la industria de alimentos. ......... Error! Marcador no definido.10.2.1- Procesos.- ......................................................................................Error! Marcador no definido.los ms usuales son:...................................................................................Error! Marcador no definido.

10.2.2. Operaciones unitarias. .........................................................................Error! Marcador no definido.

10.2.3. Transferencias. .....................................................................................Error! Marcador no definido.

10.2.4.- Flujos. .....................................................................................................Error! Marcador no definido.

11.- OPERACIONES Y PROCESOS INDUSTRIALES. ..............................................................................284

11.1.- Operacin. ........................................................................................................................................28411.1.1.Operaciones secuenciales .............................................................................................................285


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11.1.2.Operaciones paralelas. ..................................................................................................................286

11.3.- Proceso industrial. ...........................................................................................................................289

11.4. - Estudio del proceso industrial .......................................................................................................29211.4.1. Clases de proceso. .......................................................................................................................292

11.4.1.1. Proceso de cochada ........... ......... ........... ......... ............ ......... ........... ............ ......... ........... ......29311.4.1.2.- Proceso continuo. .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ......... ........... ......... ...........293

11.4.2. Diagrama de flujo. .......................................................................................................................29711.4.2.1. Clasificacin. ........................................................................................................................297Se tienen diversas clasificaciones de los diagramas de acuerdo a la informacin suministrada y laforma como ella se presenta. ...............................................................................................................29711.4.2.2. Diagrama de flujo cualitativo. ......... .......... .......... .......... .......... ........... ......... ........... ......... ....29711.4.2.3. Diagrama de flujo cuantitativo. ............................................................................................29711.4.2.4. Diagrama de flujo combinado...............................................................................................29711.4.2.5- Diagrama elemental ..............................................................................................................298

11.4.2.6. Diagrama simblico general. ........... .......... .......... .......... .......... ........... ......... ........... ......... ....300

11.4.2.7. Diagrama simblico especfico .............................................................................................30211.4.3 Variables de proceso.- .......... ........... ......... ........... ......... ............ ........... ......... ........... .......... ..........303En muchos procesos lo que establece su continuidad son las formas como se manipulen las variablesque se tienen en cada operacin o etapa. a la vez, esta manipulacin requiere de equipos o aparatosdiferentes. ................................................................................................................................................303

12.2. Manejo del proceso.-.........................................................................................................................314A.- Cocimiento del Pollo .................................................................................................................320

13.1 P&ID ...................................................................................................................................................... 6

13.3. CUADERNO DE TAREAS ...............................................................................................................1113.4.2. Tamao de los Equipos ..................................................................................................................16

13.4.3 Calculo para equipos de proceso continuo. ....................................................................................16


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PROLOGO

Si bien, por sus aplicaciones en las comunidades humanas, la historia de la ingeniera seremonta hacia el ao 3000 A.C., , tan solo hacia el ao 200 de nuestra era, aparece en elimperio romano el vocablo ingenium para designar al ariete, mquina de guerra enese entonces.

El guerrero que diriga a los hombres que manejaban el ariete recibi el nombre deingenietur,

Hacia el renacimiento, siglos XIII y XIV, quienes se dedicaban al diseo y fabricacin de

mquinas recibieron este nombre, en tanto que el arte de fabricar mquinas reciba elnombre de ingeniera.

Ms tarde, hacia el siglo XVII, el trmino paso al ingls como engine referidoespecficamente a mquina y engineer al maquinista u operador de mquina

El trmino ingenieturfue acogido por militares dedicados la fabricacin de armas y porciviles que construan equipos para la extraccin de carbn y minerales. Nacan losingenieros militares y de minas, con estudios fundamentados en la fsica.

Las aplicaciones de equipos y mquinas se extendieron a la construccin de ferrocarriles,carreteras, puentes y grandes construcciones, dando lugar a la Ingeniera Civil.

El estudio de la qumica y sus aplicaciones en la industria dio lugar a la Ingeniera

Qumica, de donde se ha derivado la Ingeniera de Alimentos.Debe entenderse que Ingeniera de Plantas de Alimentos, es la aplicacin del estudio delos equipos y maquinas de la industria alimentaria, y su interrelacin con procesos,insumos, materiales, servicios industriales, mano de obra y espacios, integrados en loque se denomina Planta.

El presente mdulo comprende especficamente el estudio de equipos, procesos desde elpunto de vista de la ingeniera y el diseo de planta, propiamente dicho.


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INGENIERA DE PLANTAS DE ALIMENTOS

UNIDAD PRIMERA

MAQUINARIA Y EQUIPOS


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CAPTULO UNO

GENERALIDADES, ELEMENTOS DE MAQUINAS YMATERIALES DE FABRICACIN


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OBJETIVOS ESPECFICOS

1. Conocer los diversos elementos que integran un equipo.

2. Distinguir los sistemas que conforman la maquinaria y los equipos.

3. Entender el principio mecnico de los ms importantes elementos que le

otorgan las caractersticas funcionales a un equipo.

4. Conocer los materiales de mayor uso en la fabricacin de equipos, reacciones,

ventajas, y desventajas que ofrecen cada uno de ellos.

5. Diferenciar entre los tipos de materiales metlicos y no metlicos.


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1. GENERALIDADES, ELEMENTOS DE MAQUINAS Y MATERIALES DEFABRICACIN1.1 generalidadesLa tecnologa de alimentos relaciona la ciencia con la tcnica, as el profesional desta rea debe poseer una buena fundamentacin en ciencias bsicas y de losalimentos que le permita aplicarlas a la solucin de problemas y en la ingenierade Alimentos se aplican los principios cientficos y de ingeniera para el diseo,desarrollo y operacin de equipos y procesos en el mbito alimentario teniendo encuenta las caractersticas fsicas, qumicas, microbiolgicas, reolqicas ysensoriales de los alimentos, para el diseo especfico de los equipos requeridosen la transformacin de cada materia prima, de acuerdo con los requerimientos delproducto terminado.

De sta manera los profesionales del rea de alimentos se encuentrancomprometidos con el diseo y seleccin de equipos, as ste mdulo buscasuministrar una fundamentacin bsica que facilite y permita adquirir criterios paratal fin, como tambin facilitar el proceso en la toma de decisiones en materia deinversiones, funcionalidad y efectividad de los procesos de la industria de losalimentos.

Los cuatro elementos fundamentales que se deben tener en cuenta paraobtenerxito en el manejo de maquinaria y equipos son: Organizacin, educacin,entrenamiento y mantenimiento. Cada unode ellos es importante y no se puedeeliminar ninguno sin afectar seriamente la eficacia que se busca.

1.1.1 ORGANIZACIN

La Organizacin es un elemento muy importante para el Ingeniero ya quedetermina la optimizacin de diversos recursos bien sean fsicos, tecnolgicos,humanos o econmicos. Se debe conocer claramente el objeto empresarial, ladisponibilidad del recurso humano y la naturaleza de la maquinaria y equipo pararelacionarlos con la infraestructura fsica. Como el objetivo empresarial define lacomplejidad organizativa de los sistemas de instalacin con sus requerimientos ynaturaleza entonces se relaciona directamente con la disponibilidad de mquinas,equipos y sistemas de potencia, alimentacin y montaje. Finalmente hay que

destacar en la relacin del hombre con el sitio de produccin su capacitacin,habilidad, destreza y riesgos de accidentabilidad; caractersticas que se deberndesarrollar a nivel de empresa.

1.1.2 EDUCACIN

La capacitacin de los diferentes niveles operativos del personal vinculado directao indirectamente al proceso productivo incide en beneficio de la empresa y en laoptimizacin del proceso. Esta capacitacin debe ser objetiva, aplicada a ladisponibilidad tecnolgica y a la infraestructura de la empresa. Para disminuir los


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riesgos de accidentalidad y garantizar una optimizacin de los recursos, esconveniente implementar una capacitacin inductiva del operario de maneraintegral, esto desarrollar confiabilidad en cada persona, permitir delegarfunciones y por ende un efectivo control de la calidad.

1.1.3 ENTRENAMIENTO

En la industria de los alimentos se requiere de un constante entrenamiento yactualizacin del personal para que sus actividades cumplan tanto con lasexigencias del trabajo como con los adelantos tecnolgicos y necesidades delmercado.

El entrenamiento abarca aspectos de reconocimiento general de cada parte delproceso, esto incluye entender las partes del equipo y la funcin que cumpledentro de la transformacin del producto. Por esto un operario adecuadamenteentrenado asegurar unamayor vida til de los equipos y la calidad en el servicioproducido en cada planta.

1.1.4 MANTENIMIENTO

El mantenimiento de los equipos ocupa un primer plano teniendo en cuenta queeste es el que permite su eficiente funcionamiento, esto se logra con un acertadoprograma de mantenimiento en combinacin con un apropiado programa deproduccin que no exceda los lmites del equipo. El conocimiento de cadamquina, su sistema de alimentacin, redes de distribucin, codificacin, ubicaciny piezas de mayor desgaste garantizan un trabajo coordinado, integral y funcional.

1.2. EQUIPOEs uno o ms sistemas organizados e integrados para realizar un proceso o unaoperacin unitaria, fin o servicio, a nivel industrial

1.2.1. MAQUINARIA

Conjunto de equipos para desarrollar un proceso industrial

1.2.2. SISTEMAS

Desde un punto de vista eminentemente mecnico los equipos se componen de unoo ms sistemas, a la vez cada sistema consta de uno o ms subsistemas. Unsistema o un subsistema pueden realizar una o ms operaciones simultneas. Losprincipales sistemas son: el operacional, el estructural y de soporte, los detransmisin de potencia, el motriz y energtico, el de control y los de automatismo.

1.2.2.1 SISTEMA OPERACIONAL.

Es el elemento o conjunto de elementos encargado de realizar la funcin especficadel equipo. En algunos equipos el sistema operacional lo es todo, por ejemplo una


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olla domstica, no obstante, con muy pocas excepciones, los sistemasoperacionales tienen movimiento para ejecutar su labor.

Normalmente el sistema operacional est sometido a fuerzas de diversa ndole yque producen diferentes efectos.

Para los clculos mecnicos las fuerzas se expresan en funcin del rea sobre lacual se aplican, esta relacin recibe el nombre de esfuerzo.

1.1.7.2 SISTEMA ESTRUCTURAL

Pieza o conjunto de piezas que permite la integracin de los dems sistemas.

En la inmensa mayora de los equipos se constituye en el cuerpo del mismo, o la

carcaza generalmente en material fundido de acuerdo con los requerimientosfuncionales de este.

1.1.7.3 SISTEMA DE SOPORTE

Es el sistema que permite la fijacin del equipo a una superficie. Dependiendo delequipo y su disposicin, los soportes pueden ser horizontal, tanto de piso como detecho y vertical o lateral sobre paredes.

Estos soportes deben ser solidarios con los elementos estructurales.

1.1.7.4 SISTEMA DE TRANSMISION DE POTENCIA

Conjunto que causa y transmite el movimiento desde el sistema motriz al sistemaoperacional, generando los desplazamientos de las piezas del equipo para lograr elprincipio de funcionamiento mecnico de este.

Estos sistemas de transmisin de potencia pueden ser por engranajes, poleas ejesdirectos, etc.

1.1.7.5 SISTEMA MOTRIZ Y ENERGETICO.

Suministra la energa elctrica o mecnica requerida para el movimiento de laspiezas. El motor es la mquina destinada a la transformacin de la energa trmicao elctrica en movimiento mecnico til.

Los motores pueden utilizar energa calorfica, elctrica, hidrulica y convertirla enenerga mecnica ya sea de rotacin o desplazamiento.

1.1.7.6 SISTEMA DE CONTROL OPERACIONAL


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Conjunto de elementos que permiten el control operacional y mecnico del equipoas como de las variables especificas del proceso de produccin del que formaparte.Los sistemas de control buscan ahorrar energa, mejorar la utilizacin de lamaquinaria, optimizar el rendimiento de las instalaciones al evitar fluctuaciones,disminuir el mantenimiento y la mano de obra, mejorar la homogeneidad de losproductos y su calidad, disminuir las mermas o prdidas de producto y mejorar laseguridad de las instalaciones, entre otras.

1.1.7.7 SISTEMA DE AUTOMATISMO

Conjunto de instrumentos de medicin y control que permiten el funcionamiento de

la maquinaria de acuerdo a un programa operacional previamente definido.El objetivo que se persigue cuando se habla de control de una variable es elmantenimiento del valor de la magnitud dentro de un margen prefijado, y laregulacin automtica tiende a hacer que se recupere la situacin anterior a lavariacin desestabilizadora.

El control de la variable puede realizarse manualmente o automticamente a travsde dispositivos que realizan acciones sobre los equipos, sin la intervencin humana.En algunos equipos y de acuerdo a su tamao y grado de automatizacin se tienensistemas como son hidrulico, neumtico, de enfriamiento o refrigeracin, decalefaccin, de seguridad, etc.

1.1.8 ANLISIS DE LOS SISTEMAS EN UN EQUIPO

Para entender estos sistemas se recurre a un sencillo molino picador de carnesque se utiliza para trocear las materias primas que entran en la composicin de lamayora de productos crnicos. Tcnicamente esta mquina es un molino dediscos, que efecta una operacin unitaria de reduccin de tamao.

El molino consta de las siguientes partes bsicas como se muestra en la figura No1-1.

1. Tolva de recepcin y alimentacin de la maquina

2. Rejilla de proteccin3. Tnel de alimentacin de la mquina4. Tuerca de fijacin del tornillo de propulsin sinfn5. caja de transmisin6. Graseras7. Motor elctrico8. Base de la mquina9. Ruedas para el traslado10. Tornillo propulsor sinfn11. Cuchilla de cuatro hojas


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12. Disco perforado13. Anillo de retencin14. Cabeza gua de fijacin15. Ranura16. Eje, transmisin del movimiento de rotacin

Figura No 1-1. MOLINO

Ayudados por sta figura se establecen los siguientes sistemas:

Operacional, lo constituyen dos discos (11 y 12), uno fijo y el otro giratorio. El discofijo esta sujeto a la estructura, en tanto el giratorio se sujeta al tornillo dealimentacin (10). Es aqu donde propiamente ocurre la molienda. Cuando el

material tiene un tamao relativamente grande la trituracin va ocurriendo mientrasse alimentan los discos.

Estructural, se conoce tambin como cuerpo o carcaza (3 y 8) y es donde seubican y contienen los dems sistemas. Tambin como el resto de partes estelaborada en fundicin.

De Soporte,para fijar la mquina o transportarla dentro de la planta se dispone deunas ruedas para el traslado (9) con un freno de sujecin para asegurar el conjuntoal soporte.


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1. Tornillo propulsor sinfn2. Primera cuchilla3. Primer disco con perforaciones de 8 mm4. Segunda cuchilla5. Segundo disco con perforaciones de 4mm6. Anillo de retencin7. Cabeza de fijacin

En la misma figura, la posicin correcta para el uso de un disco con una cuchilla esla siguiente:

8. cuchilla9. Disco con perforaciones de 8 mm

10. Primer anillo de retencin11. Segundo anillo de retencin

1.3 MATERIALES de fabricacin de los equipos

Es importante conocer los diferentes materiales que se utilizan para fabricarmquinas y equipos de la industria alimentara ya que esto permite comprender,relacionar, evaluar y seleccionar cada uno de ellos de acuerdo con la naturalezade la materia prima y la operacin o proceso unitario al que se somete para laobtencin del producto terminado.

En la eleccin de los materiales ms apropiados se debe tener en cuenta, entreotros, la resistencia a la corrosin y las propiedades mecnicas o resistencia a losesfuerzos. De acuerdo a los equipos, sus elementos estn hechos de diversosmateriales, siendo metales los ms usuales y entre ellos los aceros, el cobre y elaluminio. igualmente se emplean aleaciones como bronces, y latones y hoy porhoy, plsticos y polmeros, como PVC, Tefln, etc.

1.3.1. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Los equipos, especialmente los sistemas operacionales estn en contacto consustancias que pueden afectar la estructura qumica y fsica de los materiales con

los cuales estn fabricados.En general todos los sistemas soportan fuerzas de diferente ndole, que puedancausar daos, an rupturas, en la estructura fsica de los materiales.

Los materiales empleados en la fabricacin de equipos deben tener propiedadesqumicas y fsicas que le permitan realizar satisfactoriamente el trabajo durante unlargo tiempo, conocido como vida til de equipo.

Las piezas conjuntos de los equipos se fabrican en diversos materiales, ellodependiendo de las acciones fsicas y qumicas a los cuales estn sometidos.


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Los principales efectos o acciones qumicas son la corrosin y la incrustacin, a lavez la corrosin puede obedecer a la accin qumica o a la accin de corrienteselctricas continuas que se generan en los materiales y que llevan a la ionizacinde los compuestos qumicos de los que estn elaborados los materiales.

Las fuerzas aplicadas a areas especificas de los elementos o sistemas queconforman un equipo se denominan esfuerzos, con smbolo ., teniendo comoexpresin = F/ALa unidades de los esfuerzos , son exactamente las mismas de la presin, aunquecomercialmente se emplean kg/cm2y psi.

1.3.1.1 RESISTENCIA A LA CORROSIN

En la industria de alimentos los equipos utilizados son sometidos a accionesqumicas tanto por las materias primas como por los agentes de limpieza.

Teniendo en cuenta que son de vital importancia las condiciones de asepsia de lamaquinaria, sta no debe presentar deterioros y por esto la importancia de laresistencia a la corrosin de los materiales en los que son fabricados.

Para una acertada eleccin del material es conveniente someterlo a situacionessimilares a las del ambiente del proceso en cuanto a temperaturas, presin ytiempo.

Figura N 3 Corrosin e Incrustacin

1.3.1.2.RESISTENCIA A LA INCRUSTACIN.

Prcticamente todas los lquidos, an el agua potable, empleados en la industria dealimentos tienen slidos disueltos que en diversas circunstancias forman depsitoso incrustaciones que afectan la superficie o pulido de los materiales, generandocondiciones adversas para aseos pero si propicias para el desarrollo demicroorganismos. Algunos materiales son muy afines a esos depsitos, tal es elcaso de tuberas galvanizadas respecto a las aguas potables en tanto que las dePVC, presenta mnima afinidad a las sales que contienen las aguas potables.


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1.3.2 RESISTENCIA A LOS ESFUERZOSCuando sobre un cuerpo fijo e inmvil se aplica una fuerza, el cuerpo sufre unadeformacin ms o menos visible.

Segn la posicin de la fuerza respecto al cuerpo ste estar sujeto a esfuerzosde tipo diverso, de las cuales cinco se consideran fundamentales y se denominansimples.

Para entender los diferentes tipos de esfuerzos se considerar un slido deseccin uniforme y forma alargada, llamado genricamente viga con un extremofijo rgidamente, como en el ejemplo de la Figura No. 6, empotrado en un extremo,se muestran los cinco esfuerzos simples que son: Traccin, compresin,

cortadura, flexin y torsin.

1.3.2.1 TRACCIN

Cuando un material empleado en la construccin de una mquina debe recibircargas continuas o alternativas, en el sentido axial y stas cargas tratan de estirarla viga, es decir se separan del centro hacia los extremos causando deformacin,se dice que la viga est sometida a un esfuerzo de traccin simple.

Figura No. 1-3: Esfuerzo de traccin

1.3.2.2 COMPRESIN

El efecto contrario de la traccin es la compresin, donde las fuerzas ejercidas enla viga tienden a desplazarse de los extremos hacia el centro en el sentido axial deesta, generando un esfuerzo que se denomina compresin simple.

Figura No. 1-4 Esfuerzo de Compresin


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1.3.2.3 CORTADURA

El elemento est solicitado a cortadura cuando la resultante de las fuerzasaplicadas est situada en el plano de una seccin del slido perpendicular a sucentro. La fuerza de accin y reaccin perpendiculares a la viga son paralelas perono estn en la misma lnea de accin, generando as un esfuerzo cortante o decizalladura.

Figura No. 1-5: Esfuerzo de cizalladura

1.3.2.4 FLEXIN

Este esfuerzo tiene lugar cuando las fuerzas tienden a curvar o variar la curvaturadel slido, como en el ejemplo de la viga, donde la fuerza es perpendicular alsentido axial de la viga, esto causa un esfuerzo simple llamado flexin

Figura No. 1-6: Esfuerzo de flexin


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1.3.2.5 TORSIN

Deformacin que experimenta un cuerpo por accin de dos pares de fuerzasopuestas y situadas en planos paralelos, que tienden a hacer girar el elementosobre su propio eje.

Figura No. 1-7 : Esfuerzo de torsin

1.3.3 MATERIALES UTILIZADOS

Los equipos se fabrican preferentemente de acero, fundicin de hierro, bronce oplstico, entre las que se destacan las resinas fenlicas, el nylon y el tefln. Unabuena seleccin de materiales, colabora eficientemente en conseguir lascaractersticas deseadas, ya sea que se trate de alta resistencia mecnica, granresistencia al desgaste, operacin silenciosa, alta velocidad o cualquier otracaracterstica especial.

Los materiales se clasifican en:

1. Metlicos2. Plsticos3. Cermicos y vitrificados y4. Vegetales

Los metlicos provienen de metales y sus aleaciones. En esencia para laelaboracin de piezas o elementos no se emplean metales puros. Losconsiderados como simples metales, hierro, cobre, aluminio contienen pequeascantidades, menos del 0,1%. De otros elementos qumicos que le confierenapropiadas propiedades qumicas o y fsicas

Los metales ms empleados en equipos son en su orden el hierro y susaleaciones, cobre y sus aleaciones y aluminio y sus aleaciones.

Da tras da parecen en el mercado, nuevos plsticos con excelentes propiedadesfsicas y buenas propiedades mecnicas

1.3.3.1 HIERROS Y ACEROS


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El hierro (Fe) no es comercialmente un metal de alta pureza, sino que contieneotros elementos qumicos que tienen un gran efecto sobre sus propiedadesfsicas y mecnicas. La magnitud y distribucin de estos elementos dependen delmtodo de fabricacin. A continuacin se anota las formas comerciales msimportantes del hierro.

Arrabio o lingotede primera fusin es el producto de los altos hornos que resultade la reduccin del mineral de hierro.

Fundicin es una aleacin de hierro que contiene tanto carbono que, despus demoldeada, no es apreciablemente maleable a ninguna temperatura.

Fundicin de hierro,es un material muy usado, ya que presenta ventajas comobajo costo, buena maquinabilidad, gran resistencia al desgaste y buena capacidadde absorber ruidos. Presenta la desventaja de ser frgil y especialmente dbil alesfuerzo normal de tensin.

Fundicin blanca contiene carbono en forma combinada. La presencia de lacementita o carburo de hierro (Fe3C) hace que este metal sea duro y frgil, y laausencia de grafito da a su fractura un color blanco.

Fundicin maleablees una aleacin en la que todo el carbono combinado de unafundicin blanca especial se ha transformado en carbono libre o de temple por untratamiento trmico adecuado.

Fundicin gris es una fundicin de hierro que al ser vaciada no tiene carbonocombinado (en la forma de cementita, Fe3C). El trmino fundicingrisse deriva de

la fractura gris caracterstica de este metal.Hierro modular (dctil) se produce por la adicin de aleaciones de magnesio ocerio al hierro fundido. Estas adiciones hacen que el grafito forme pequeosmdulos, dando como resultado un hierro dctil con mayor resistencia mecnica.

Hierro en lingoteso hierro Siemens es el que se obtiene en esta clase de horno,con muy bajo contenido de carbono, manganeso y otras impurezas.

Hierro dulceo forjado es un material ferroso formado por la adicin de una masaen solidificacin de partculas pastosas de hierro metlico altamente refinado conlas cuales se incorpora, sin fusin subsecuente, una cantidad pequesima yuniformemente distribuida de escoria.

Aceroes una aleacin maleable de hierro y carbono, que contiene generalmenteciertas cantidades de manganeso.

Acero al carbn es el acero que debe principalmente sus propiedades distintivas alcarbono que contiene.

Acero aleadoo especial es un acero que debe principalmente sus propiedadesdistintivas a algn elemento o elementos distintos del carbono, o juntamente atales elementos y al carbono. Algunos de los aceros aleados contienenecesariamente un porcentaje importante de carbono, aun hasta 1.25%. No se ha


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llegado a un acuerdo respecto a dnde s ha de trazar la lnea divisoria entre losaceros aleados y los aceros al carbono.

Acero bsico al oxgeno, acero de hogar abierto y acero de horno elctrico ,son aceros que se obtienen por medio de los procesos de horno bsico deoxigeno, de hogar abierto y elctrico, sin importar el contenido de carbono.

Acero Inoxidable, aceros resistentes a la corrosin y al calor, ciertas aleacionesde hierro y cromo poseen alta resistencia a la corrosin y a la oxidacin atemperaturas elevadas y mantienen una resistencia considerable a esastemperaturas. Estas aleaciones, a veces, contienen nquel y pequeos porcentajesde silicio, molibdeno, tungsteno, cobre y otros elementos. Este vasto y complejogrupo de aleaciones se conoce como aceros inoxidables y normalmente seclasifican en tres grupos:

Aceros austenticos,Que contienen nquel y cromo

Aceros martensticos, Contienen hasta 18% de cromo

Aceros ferrticos, Contienen bajo carbn y hasta 27% de cromo

El acero inoxidable es el metal ideal en la construccin de equipos para laindustria de alimentos. Es fcil de limpiar y resistente a la accin de los alimentosy materiales de limpieza. No es recomendable para tanques de preparacin desalmueras, pues el cloruro de sodio los daa

1.3.3.2 COBRE Y SUS ALEACIONESLa mayora del cobre se produce por refinacin electroltica a partir de nodos decobre negro ampollado. El cobre puede trabajarse en caliente a temperaturas de1400 a 1600 grados Fahrenheit y posee excelente ductilidad para el trabajo enfro.

Las aleaciones de cobre son tiles debido a sus buenas propiedades deconductividad trmica o elctrica, trabajo en caliente o en fro, factibilidad demaquinado o resistencia a la corrosin. La aleacin de cobre ms barata es ellatn con alto contenido de zinc; en general es el que se utiliza, salvo cuando serequiere alta resistencia a la corrosin.

El trmino genrico que designa una extensa serie de aleaciones que tienen comobase el cobre y el estao se denominan bronce, suele contener cantidadesvariables de otros elementos como fsforo, plomo y zinc, que se aaden a laaleacin bimetlica base para mejorar sus propiedades metlicas.

1.3.3.3 ALUMINIO Y SUS ALEACIONES

El aluminio debe la mayora de sus aplicaciones a su ligereza y a la resistenciarelativamente elevada de sus aleaciones, aunque otros usos dependen de su


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resistencia a la corrosin, que es relativamente buena, de sus buenas propiedadespara ser trabajado o de sus propiedades elctricas o trmicas de conductibilidad yreflectibilidad.El aluminio comercial es un metal blando y dctil y se usa para muchasaplicaciones en las que no se desea una resistencia muy alta. Se consigue enformas producidas por extrusin o por laminado y puede endurecerse o templarsepor trabajo en fro pero no por tratamiento trmico. Las aleaciones de aluminioposeen mejores caractersticas para ser fundidas y maquinadas y mejorespropiedades mecnicas y por tanto, se emplean en mayor extensin que el metalpuro. Entre las que se destacan estn: aluminio - cobre, aluminio - silicio, aluminio- magnesio.

Se puede aumentar la resistencia a la corrosin de las aleaciones de aluminio

recubriendo el material con una capa de aluminio de alta pureza, o en algunoscasos de otra aleacin, recubrimiento que se lamina como parte integral de lalmina. Se puede mejorar tambin la resistencia a la corrosin de cualquiera delas aleaciones, dndoles un tratamiento de anodizacin, el cual comprende el quelas piezas tratadas sean el nodo de un bao electroltico ( de cido crmico,sulfrico u oxlico). Esto produce un recubrimiento adherente tenaz de xido dealuminio.

1.3.3.4 OTROS METALES Y ALEACIONES

PLOMO

El plomo es un material rara vez utilizado en la industria de alimentos por su nivelde toxicidad, sin embargo algunas veces se utiliza en forma de revestimiento o enpiezas pequeas de plomo endurecido, su aplicacin se debe a su buenaresistencia a la mayor parte de los cidos. Su uso ms frecuente est en laindustria qumica.

NQUEL

Es utilizado en ciertos casos especiales, cuando hay que prever una resistenciasuficiente a los cidos diluidos, se encuentra en el mercado con la denominacinde metal Monel (aleacin 75% de Nquel y 25% de Cobre), para la construccin de

cubas y otros recipientes en la industria de jugos de frutas; tiene la ventaja sobreel acero inoxidable que resiste mejor a la accin de los cloruros, pero no resiste ala accin del cido ntrico. Tiene caractersticas anlogas a las del cobre, siendoms resistente a la corrosin.

ESTAO

Los revestimientos de estao sobre cobre o hierro se utilizan mucho en la industriaalimentara, especialmente en la industria de la leche. Sin embargo, es desplazadoen forma progresiva por el aluminio y por el acero inoxidable, ya que ste ltimo,por ejemplo, permite el empleo de detergentes ms concentrados para la limpieza.


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Resiste muy bien a los cidos orgnicos y a los lcalis diluidos, lo mismo que alcido lctico, aunque sea concentrado. En presentacin de hojalata, el estao seemplea normalmente en la industria de las conservas.METAL MONEL

Se emplea en la construccin de tanques para salmuera y en la fabricacin deotros equipos de la industria de alimentos. Es una aleacin de nquel y cobre, conexcelentes propiedades mecnicas y con resistencia notable a los agentescorrosivos, tales como los cidos y las sustancias alcalinas. Se debe tener encuenta que algunas materias primas reaccionan con pequeas cantidades decobre y sufren oscurecimiento.

1.3.3.5 MATERIALES NO METLICOSCERMICOS

Se emplean el vidrio, la porcelana y el gres, stos tienen buena resistencia a todoslos cidos, excepto al cido fluorhdrico y una resistencia satisfactoria a los lcalis.Son materiales muy duros, no trabajan a flexin, su resistencia a los choquestrmicos y mecnicos es variable. Actualmente se emplea el vidrio Pyrex en lasconducciones de las industrias alimentaras, especialmente las de la leche y las de

jugo de frutas. Tienen gran inercia qumica y se pueden emplear toda clase deelementos enrgicos para la limpieza, en cuanto a la transparencia permitecomprobar la suciedad y su localizacin. Esta ventaja es ms bien de orden

psicolgico, ya que las impurezas se depositan preferentemente en las uniones.Tambin se emplean en la construccin de cubas o recipientes para laconservacin de productos cidos los ladrillos anticidos, colocados concementos igualmente resistentes sobre la capa de cimentacin y en las paredes.As mismo se construyen en hormign o en obras civiles revestidos con materiasplsticas para el almacenamiento de stos productos cidos. La arena, el vidriocalcinado y las piedras porosas de slice se emplean como agentes filtrantes.

Otro material no metlico es el esmaltado, consiste en revestir el acero ofundicin con una capa de silicatos. Tienen una resistencia a los cidos y lcalisinferior a la del vidrio o porcelana. El acero esmaltado es sensible a los choques

trmicos y mecnicos y prcticamente se deteriora con rapidez. Se emplea para laconstruccin de cubas y tanques de almacenamiento; su inercia qumica y supulimentado permiten una magnfica limpieza. Por el contrario, su fragilidad y suimposibilidad de reparacin de las partes desconchadas son gravesinconvenientes. Cuando se opera en condiciones extremas (cidos concentradosen caliente), se emplea preferentemente la fundicin esmaltada. Estos recipientesse usan para la conservacin de vinos espumosos o especiales y jugos de frutasentre otros.


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GRAFITO

Su uso en la industria de alimentos se debe a que stos materiales resisten a losagentes qumicos a cualquier concentracin, salvo a los cidos mineralesoxidantes concentrados en caliente, por eso el grafito se emplea para el manejodel cido clorhdrico concentrado y caliente.

MATERIAS PLSTICAS

EBONITA Y CAUCHO

Se emplean para revestir las superficies de hierro, sobre el que tiene una buenaadherencia, no resisten bien la accin de los disolventes en general. La ebonita

resiste bien la accin del cido clorhdrico y los cidos diluidos. Se emplea parafabricar piezas del equipo que tienen que resistir a stos productos. El caucho seemplea cuando se quiere luchar contra la abrasin, tambin es utilizado en lafabricacin de correas para conductores y mangueras para la limpieza. En algunasindustrias se utiliza la manguera de goma, para sustituir las tuberas metlicas,esto es permisible siempre que los tramos de manguera sean cortos ydesmontables para su fcil inspeccin y limpieza. El caucho sinttico tipoNeopreno y Perbunan, tiene caractersticas superiores en cuanto a la resistencia ala accin de los disolventes y a las materias grasas; tiene poca adherencia sobreel acero.

La baquelita o resina fenol - formol es muy utilizada para revestir superficiesmetlicas. Son resinas termoendurecidas, que resisten muy bien a la accin de loscidos diluidos. Su comportamiento es estable al trabajar con los aceites y con lamayor parte de los disolventes. Ciertos tipos sirven para la esterilizacin por aguahirviendo o por vapor, pero no convienen para la limpieza qumica, ya que no sonresistentes al cido ntrico y a la soda custica. Las baquelitas se emplean muchopara revestimiento de tanques, de filtros, etc., no poseen la inercia qumica delesmalte, pero tienen la ventaja de ser mucho menos frgiles y de poder repararse.

El cloruro de polivinilo (P.V.C)es utilizado por su buena resistencia a los cidosy a los lcalis diluidos en fro; resiste mal a la accin de los disolventes y de lasgrasas. La temperatura a la que empieza a ablandarse es superior a 100 C y a

veces a 120 C, segn la calidad, cuando se trata de productos poco plastificados.El P.V.C. se emplea en forma de tubo, de piezas moldeadas, de planchas o derevestimientos. Se han puesto objeciones a su empleo en la industria alimentara acausa de la toxicidad de ciertos plastificantes y estabilizantes.

Las Poliamidas resisten bien a la accin de los cidos y de los lcalis diluidos,incluso en caliente, pero su resistencia es menor a los lcalis y cidosconcentrados. Trabajan muy bien con aceites y con la mayor parte de losdisolventes. Se comienzan a ablandar de 150 a 200 C.


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El polietileno se emplea normalmente en tuberas y en envases. Resiste slomoderadamente a la accin de los disolventes, pero se le considera totalmenteimpermeable al agua o inatacable por los cidos y lcalis, incluso concentrados,se debe tener en cuenta que los revestimientos de polietileno no son adherentessobre metales.

El acetato de celulosa se le emplea casi exclusivamente para envases, resistemal a la accin del agua y los disolventes.

Las siliconas se emplean en forma de caucho cuando se trata de resistir a lascondiciones extremas. Son productos elsticos y tienen propiedades similares alcaucho natural, pero resisten bien a temperaturas de 300 C, a los cidos y a loslcalis diluidos; de forma aceptable a la accin de los cidos concentrados, a losdisolventes no aromticos y a las grasas glicricas.

El poli - tetrafluoretileno (Tefln), se caracteriza por una gran resistencia a loscidos y a los lcalis a todas las concentraciones y a temperaturas que puedenalcanzar 200 C e incluso superiores. Resiste perfectamente a los disolventes anen caliente. Se emplea mucho para juntas o uniones de los elementos dereducidas dimensiones en los equipos. No es conveniente para los revestimientos,obtenindose mejores resultados con el poli - triflorcloroetileno, cuyascaractersticas qumicas y trmicas son similares, aunque algo inferiores a las deltefln. El tefln es auto lubricante cuando est en contacto con piezas metlicasanimadas de pequeas velocidades de ah que sea utilizado en muchoselementos anti friccin.

FIBRAS TEXTILES NATURALESEl algodnes utilizado solo como material filtrante, resiste bien a los lcalis muydiluidos y lo atacan los cidos minerales, incluso diluidos, as como algunos cidosorgnicos. Las telas de algodn utilizadas como filtro se deterioran rpidamente sino se lavan despus de su empleo, se pueden producir concentraciones ocristales que atacan al tejido de una forma qumica o mecnica. Se empleanampliamente, aunque tienen el inconveniente de que se saturan rpidamente.

La lananicamente se usa como agente filtrante. Resiste mejor que el algodn alas soluciones cidas en fro, no conviene para tratar productos alcalinos, lostejidos filtrantes de lana se saturan menos fcilmente que los de algodn.

El yutese emplea a veces para la fabricacin de los tejidos filtrantes, a pesar desus malas propiedades mecnicas, ste es un producto econmico y resiste bien alas soluciones neutras o alcalinas. No resiste a las soluciones cidas.

Elcamo y el linoa veces son empleados para la fabricacin de telas filtrantes.Su resistencia qumica es inferior a la del algodn, pero tiene una mejorresistencia mecnica.


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LA MADERA

Algunas clases de madera resisten bien a los cidos y a los lcalis diluidos, atemperaturas medias, por ejemplo se emplea la encinaque resiste muy bien a loscidos para la construccin de recipientes. El haya se usa tambin, ya que sedeforma poco por la accin del agua o por la elevacin de la temperatura, esusado para las planchas de madera de la industria de quesos y para los elementosde los filtros - prensas, etc.

El mayor inconveniente de la madera en la industria alimentara es su porosidad,que hace que la esterilizacin sea prcticamente imposible, su empleo es cadavez menor, excepto cuando est embebida o revestida de materias plsticas. Lamadera no es el material adecuado para la construccin de equipos, puespresenta muchos inconvenientes desde el punto de vista sanitario ya que al ser

porosa, facilita el desarrollo de los microorganismos y por ende la contaminacinde los productos que entren en contacto con ellos.

OTROS MATERIALES

El vidriose utiliza muy poco en la industria de alimentos. Uno de sus usos est enla construccin de las llamadas tuberas sanitarias, que permiten una fcilinspeccin y limpieza, adems industrialmente se fabrican tanques de metal,vidriados o esmaltados interiormente, con excelentes propiedades para losproductos alimenticios. No obstante su fragilidad, son muy resistentes a lasreacciones de muchos productos.

El amiantose emplea mucho como aislante, debido a su estabilidad a elevadastemperaturas y a su pequeo coeficiente de transmisin trmica. Dada su granresistencia al ataque de los agentes qumicos y a la finura de sus poros, seemplea como agente de filtracin en donde se obtiene lquidos prcticamenteestriles.

A continuacin se presenta una tabla en la que se resumen las caractersticasgenerales de los materiales empleados en la industria de alimentos:


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Tabla No 1 CARACTERSTICAS GENERALES DE LOS MATERIALES

MATERIALCOEFICIENTE DETRANSMISIN DE

CALOR

Kcal/ m2s C m

RESISTENCIA A LATRACCIN

kg.F / m2

RESISTENCIA A LACOMPRESIN

kg.F / m2

Acero dulce 0.012 40 -

Acero duroTemplado

0.012 60-80 -

Acero inoxidable 0.0045 60 -

Cobre 0.090 40-45

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