Foros de SóloIngeniería

- 16 Jul 2009, 16:53 #173502

Buenas,

Cumpliendo con las normas, acabo de pasar por el hilo de las presentaciones y vengo inmediatamente a formular mi pregunta

Me han pedido que haga una mejora en un proceso de pasteurización de zumos, con un caudal de 1200 kg/h aproximadamente. Ahora mismo el cliente dispone de una caldera de gasoil con calentamiento de agua al paso, y obviamente, la temperatura que va directamente al proceso de pasteurización, fluctúa con los paros-arranques de la caldera.

La caldera se cambiará por varios motivos: es vieja, se queda pequeña y necesita vapor para el embotellado. Por que hemos optado por una caldera de vapor. Mi pregunta es:

¿es mejor una caldera pirotubular vertical u horizontal? Nos movemos en torno a los 180 kW y 240 kg/h de vapor a 5 bar.

Po otro lado, el intercambiador vapor-agua, ¿es mejor de placas o de serpentin a un depósito acumulador?

Bueno, este es mi primer proyecto fuera de la "escuela" y me ha tocado en solitario, asi que....quien dijo miedo??

Gracias de antemano

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 18 Jul 2009, 15:50 #173862

para las potencias que estas barajando te aconsejaría instalar una microcogeneración. Seguro que a tu cliente le parece perfecto obtener electricidad y calor al mismo tiempo con el mismo consumo de combustible.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 20 Jul 2009, 10:01 #173966

Pues, salvo que tengas problemas de espacio, yo la pondría horizontal. Dicen que aprovechan mejor ya que todos los tubos están sumergidos... en la realidad, hay mínima diferencia.
Por lo demás, todo son preguntas:
¿El intercambiador vapor-agua dónde lo quieres ubicar? ¿La pasteurización la quieres hacer con agua calentada o con vapor?
¿Porqué has optado por una caldera de recuperación frente a una convencional o una microcogeneración?
Ojo con el caudal de vapor, ¿seguro que no se te quedará corta la caldera para pasteurizar y sanitizar en embotellado? (espero que sea sólo sanitizar y no sea una formadora de botellas, en cuyo caso casi seguro que se quedará corta)

• 
• 
• 
• 
• 
• 

"Nasío pa diseñá"

- 20 Jul 2009, 15:18 #174022

Gracias a todos.

Lo de la microgeneración no lo habia planteado, ya que desconozco su coste inicial y su combustible (puede funcionar con gasoil?). Hasta ahora sólo tenia conocimiento de microgeneración por GN.
La embotelladora es para limpiar la zona de la rosca, donde va el tapón y además dilata el tapón para su óptimo encaje. Para ello se necesitan 40 kg/h de vapor.

Los cálculos son:

1.Pasteurizadora
1200 botellas/h de 1 litro = 1200 litros que son aprox 1440 kg/h (densidad=1.2 en caso desfavorable)
Cp del zumo (orientativa) = 4.2 kJ/kgK
dT = 80ºC (90 de salida y 10 de entrada).
Q = 134 kW

Entalpia del agua a 60ºC (alimentación caldera) = 251 kJ/kg
Entalpia del vapor a 5 bar (salida) = 2748 kJ/kg
dH = 2491 kJ/kg
Qvapor = 195 kg/h de vapor para el proceso

2.Envasadora
40 kg/h de vapor = 28 kW

El proceso es el siguiente:

La pasteurizadora sería la misma: placas (agua-zumo).

Para calentar ese agua, ahora se usa una caldera de gasoil para calentar "al paso", con su consiguiente fluctuación térmica.

El vapor calentaria el agua y ese agua al circuito actual. El problema es: ¿intercambiador de serpentin a un depósito de agua o placas agua-vapor?

Efectivamente, mirogiche, la caldera vertical se usa para problemas de espacio y son más inestables a los cambios de carga debido a su reducida capacidad de agua. El propietario no tiene esos problemas de espacio pero nos han ofertado una vertical a mitad de precio que las horizontales y me surje la duda.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 20 Jul 2009, 16:57 #174036

Lo de los cálculos te lo decía sólo por si estabas seguro, no voy a entrar a calcular o dejar de calcular... si lo has hecho, seguro que bien está.

La cuestión sobre depósito acumulador o directo a placas... quizá para tu aplicación te convenga más el depósito acumulador (por eso de acolchar las derivas), pero asegúrate de que no peligre la pasteurización por estratificación de temperaturas en dicho tanque o por las derivas del mismo. Con calderas nuevas, igual el control del proceso te puede volver un poco loco.

Por cierto, entiendo que el pasteurizador ya lo tiene y no vais a cambiarlo.

La mitad de precio dentro del mismo fabricante?? O es otro fabricante?? Seguro que la única diferencia es vertical vs. horizontal?? (es decir, mismos espesores de chapa, materiales, asilamientos, etc.)

• 
• 
• 
• 
• 
• 

"Nasío pa diseñá"

- 20 Jul 2009, 17:20 #174044

hola mirogiche,

el vapor calienta agua de un depósito y el agua calienta el zumo en un intercambiador de placas. Esa es la idea original.

Diferencias entre vertical y horizontal:

Vertical tiene menos volumen de agua y por lo tanto es mas inestable ante los cambio de carga de vapor. El paso de los humos es mas corto y por lo tanto tiene menos rendimiento y mas consumo de combustible para el mismo caudal de vapor.

La diferncia de precio no llega a ser la mitad pero si un 30%.

Tampoco tengo ni idea de proveedores ni fabricantes. Estoy buscando en internet y enviando mails solitando presupuestos. Pero ya sabes, el google te da la información que quiere y me parece extraño que encuentre tan pocas.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 20 Jul 2009, 18:09 #174061

Pues si intercambias con el zumo en el de placas, cuidado si el zumo tiene pulpa ya que se te podrían provocar sobrecalentamientos (quemado) con la pulpa que quede atrapada entre las placas o huecos. En ese caso, suele funcionar mejor un intercambiador tubular (pregunta en APV o Alfa Laval, son enormes expertos).
Sobre calderas... así a bote pronto fuera de los grandes fabricantes, solo recuerdo Perelló como fabricante serio. Si saco algo de tiempo intentaré mirarte algún otro, pero no aseguro nada.
Un 30% es más factible, pero asegúrate que te ofrecen cosas similares (aunque solo sea en kg. de hierro, hay más cosas que verificar: rendimientos, espesores de chapa, tipo y espesor aislamiento, materiales, número de tubos, número de pasos, tipo quemador, instrumentos que lleva, etc.).

• 
• 
• 
• 
• 
• 

"Nasío pa diseñá"

- 20 Jul 2009, 22:42 #174092

Las microcogeneraciones suelen funcionar con GN por ser un combustible más limpio. Si pueden funcionar con GO o no deberías pregunatarlo al fabricante. Ten en cuenta que suelen ser microturbinas de gas, y por tanto el uso de GO influye en la vida de la misma.

En cuanto a la inversión inicial... más o menos cuenta con 70.000 - 90.000 €.

Lo más jodido de la microcogeneración es la gestión para la conexión a la red, pero desde el punto de vista de eficiencia sin duda es la mejor solución.

He intentado adjuntar un pdf que trata el tema de la microcogeneración, pero es demasiado grande y da fallo. Si me das un correo te lo envío.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 21 Jul 2009, 19:14 #174268

bueno, parece que voy estrechando el cerco y la balanza se decanta por la horizontal.

Estoy empezando a encontrar calderas horizontales con precios asequibles y parecidos a los de las verticales.

Tiene lógica eso que dices, mirogiche, respecto a datos en los que basar la comparativa.

JD te envio mi correo para echar un vistazo a la microgeneración, aunque por precio, ya te digo que está casi descartado.

También estoy estudiando la opcion de las calderas de vapor con combustible de biomasa, ya que si es para zumos y dispone de campo, es lo más lógico no?

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 21 Jul 2009, 23:21 #174300

Se que de inicio es una inversión importante, pero creo que de todas las posibilidades es la más rentable. Una vez pagada la inversión (y esto se suele hacer en menos de 2 años.. aunque hay que estudiar cada caso) el resto del tiempo de vida de la instalación son beneficios. Con una caldera convencional, aunque la inversión inicial es menor, siempre tienes costes.

Te envío el correo.

• 
• 
• 
• 
• 
•