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Aníbal Trelles León Control de Autoclaves 1. Introducción. La esterilización mediante Autoclaves con vapor saturado es el método universal más utilizado para la esterilización de productos, aplicable a todos aquellos artículos que puedan soportar el calor y la humedad. Esta excelente herramienta de esterilización tiene gran aceptación, que va desde hospitales de alta demanda, grandes laboratorios y en la industria alimentaria, siendo hoy un estándar de desempeño que muchas empresas que intentan igualar. Para el presente informe se ha realizado un pequeño estudio de las autoclaves para la esterilización de productos en la industria alimentaria, con lo cual el estudio del control de la autoclave se basa en el control del flujo de vapor y temperatura dentro de la autoclave esto permitirá una mayor eficiencia en el proceso de eliminación de bacterias. 2. Autoclaves. Las autoclaves nos permiten realizar un tratamiento térmico, del cual la finalidad es evitar el riesgo de salud al consumir el producto tratado, mediante la inactivación de todas las bacterias y enzimas que se puedan hallar en el producto elaborado. 3. Utilización de las autoclaves en la industria pesquera. Cuando se desembarca, el pescado contiene en las vísceras y sobre la piel millones de bacterias que, si se dejan proliferar, conducen rápidamente a la perdida de la frescura y, finalmente a la descomposición del producto. Durante la manipulación posterior a la captura, en el tránsito hacia la fábrica de conservas los pescados se contaminan inevitablemente con otras bacterias; estas Sistemas Automáticos de Control 2011 Página 1

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Aníbal Trelles León

Control de Autoclaves

1. Introducción.La esterilización mediante Autoclaves con vapor saturado es el método universal más utilizado para la esterilización de productos, aplicable a todos aquellos artículos que puedan soportar el calor y la humedad. Esta excelente herramienta de esterilización tiene gran aceptación, que va desde hospitales de alta demanda, grandes laboratorios y en la industria alimentaria, siendo hoy un estándar de desempeño que muchas empresas que intentan igualar.Para el presente informe se ha realizado un pequeño estudio de las autoclaves para la esterilización de productos en la industria alimentaria, con lo cual el estudio del control de la autoclave se basa en el control del flujo de vapor y temperatura dentro de la autoclave esto permitirá una mayor eficiencia en el proceso de eliminación de bacterias.

2. Autoclaves.

Las autoclaves nos permiten realizar un tratamiento térmico, del cual la finalidad es evitar el riesgo de salud al consumir el producto tratado, mediante la inactivación de todas las bacterias y enzimas que se puedan hallar en el producto elaborado.

3. Utilización de las autoclaves en la industria pesquera.

Cuando se desembarca, el pescado contiene en las vísceras y sobre la piel millones de bacterias que, si se dejan proliferar, conducen rápidamente a la perdida de la frescura y, finalmente a la descomposición del producto.

Durante la manipulación posterior a la captura, en el tránsito hacia la fábrica de conservas los pescados se contaminan inevitablemente con otras bacterias; estas aceleran aún más el deterioro, a menos que se apliquen medidas de protección (como el enfriamiento con hielo).

La preparación de conservas consiste en utilizar calor, por sí solo o junto con otros medios de conservación, para matar o inactivar todos los contaminantes microbianos, independientemente de tu proveniencia, y envasar el producto en recipientes herméticamente cerrados de tal forma que el producto quede protegido de una recontaminación.

Para que los productos sean absolutamente seguros, los fabricantes de pescado en conserva deben cerciorarse de que el tratamiento térmico al que se someten es suficiente para eliminar todos los microorganismos patógenos responsables de la descomposición.

De estos, el Clostridium botulinum es indudablemente el más conocido microorganismos patógenos responsables de la descomposición, porque si consigue reproducirse dentro del envase sellado, puede llevar a la formación de una toxina potencialmente letal.

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Un solo error en la medición de esta bacteria y toda una industria podría verse afectada. Los costos de un descuido de este tipo son tan prohibitivos que los fabricantes de conservas de pescado no escatiman esfuerzos ni costos para asegurar la inocuidad de sus productos.

La seguridad para el usuario final y el éxito comercial del fabricante solo estarán garantizados si se conocen a fondo y se controlan adecuadamente todos los aspectos del tratamiento térmico.

4. PROCEDIMIENTO PARA LA ELIMINACION DE BACTERIAS

Cuando las bacterias se someten a calor húmedo a temperaturas letales (por ejemplo, una lata de pescado sometida a tratamiento de autoclaves). Se observa un orden logarítmico de muertes. En la figura se muestra un diagrama (conocido como la curva de sobrevivientes) de la destrucción de esporas bacterianas mediante el calor a una temperatura letal constante.

Figura 1. Representa la curva de sobrevivientes donde; las abscisas representan el tiempo que dura el proceso (min.) y las ordenadas el número de sobrevivientes.

Como se puede ver, el intervalo de tiempo requerido para reducir el número de sobrevivientes a una décima parte de ella (es decir, una disminución del 90%) es constante; esto significa que el tiempo necesario para reducir una población de esporas de 10 000 a 1 000 es igual que el que se requiere para que disminuya de 1000 a 100. Este intervalo se conoce como tiempo de reducción decimal o “valor D”. El valor D de las esporas bacterianas es independiente de las cantidades iniciales. Pero varía según la temperatura del medio de calentamiento. Cuanto más elevada sea la temperatura, más rápida será la destrucción térmica y más bajo será el valor “D”; por eso, la esterilización térmica de los productos pesqueros envasados se basa en la cocción a presión a

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temperaturas elevadas (≥ 110 °C) y no en la cocción en vapor o agua en recipientes abiertos en contacto con la atmosfera. La unidad de medida del valor “D” es el minuto (min.).

Otra característica de la curva de sobrevivientes, es que, por más reducciones que se produzcan durante un tratamiento térmico, siempre habrá alguna probabilidad de que sobrevivan esporas. En la práctica, los fabricantes de conservas de pescado se dan por satisfechos si la probabilidad de supervivencia de esporas patógenas es suficientemente remota como para que no entrañe ningún riesgo significativo para la salud de las personas. Además de eso, aceptan, como riesgo comercial, la probabilidad mayor de que ocurra algún deterioro patógeno.

La experiencia ha demostrado que un tratamiento equivalente a doce reducciones decimales (12D) en la población de esporas de C. botulinum es suficiente para garantizar la inocuidad. Este sería un tratamiento de 12D; suponiendo una carga inicial de una espora por gramo de producto, con un tratamiento de 12 D la probabilidad de que sobrevivan esporas de C. botulinum es de 10-12, o sea 1 sobre un billón. Esto significa que de cada billón de envases con una carga inicial de esporas de C. botulinum de 1/g que se someten a un tratamiento de 12D, uno solo contendrá una espora viva. Esta probabilidad tan baja de supervivencia es comercialmente aceptable, puesto que no representa un peligro para la salud.

Aunque no constituye un problema tan serio como el botulismo, la deterioración provocada por las bacterias no patógenas, si se repite, termina por poner en peligro la rentabilidad y la viabilidad comercial de la operación del envasado. Vistos los riesgos comerciales del producto, los fabricantes de conservas deberían cuantificar los niveles máximos tolerables de supervivencia de las esporas en sus alimentos envasados. Así como el 12 D se utiliza para prevenir el mínimo de botulismo, la experiencia proporciona la mejor orientación para decidir cuáles son los niveles más aceptables de supervivencia de esporas no patógenas. Para las esporas mesófilas distintas de las del C. botulinum, se considera suficiente un tratamiento de 5D; para las esporas termófilas, en cambio, la idoneidad del tratamiento se establece, en general, en términos de la probabilidad de supervivencia de esporas que puede ser aceptable desde el punto de vista comercial. En otras palabras se trata de decidir cuál es el nivel de deterioro por esporas termófilas que se puede tolerar, teniendo presentes los costos monetarios de la intensificación del tratamiento, los costos en términos de calidad derivados de un procesamiento excesivo y, por último, los costos de un fracaso en el mercado si las esporas termófilas que sobreviven producen deterioración del producto. Teniendo en cuenta todos estos aspectos, en general se considera que una reducción de las esporas termófilas a niveles del orden de 10-2 ó 10-3 por gramo es aceptable. Los motivos por los cuales se puede tolerar un riesgo mayor de deterioro (por supervivencia, germinación y proliferación de esporas termófilas) son dos. En primer lugar, porque si se aplican temperaturas de almacenamiento razonables ( ≤ 35°C aprox.), los sobrevivientes no germinarán, en segundo lugar, porque incluso si se produce descomposición del producto, esto no representa un peligro para la salud pública.

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Cuadro I

Tiempos de reducción decimal (valores D) para las esporas bacterianas de importancia en la fabricación de pescado en conserva

OGANISMOSTEMPERATURA APROX. DE

PROLIFERACION VALOR D (min)

B. STEAROTHERMOPHILUS 55 D121,1 4.0 -5.0

C. THERMOSACCHAROLYTICUS 55 D121,1 3.0 – 4.0

D. NIGRITICANS 55 D121,1 2.0 – 3.0

C. BOTULINUM (TIPO A Y B) 37 D121,1 0.1 – 0.23

C. SPOROGENES 37 D121,1 0.1 – 1.5

B. COAGULANS 37 D121,1 0.01 – 0.07

C. BOUTILINUM (TIPO E) 30-35 D82,2 0.3 – 3.0

5. CONCEPTO DE RIGURISIDAD DEL TRATAMIENTO TÉRMICO (VALOR FO)

De la curva de sobrevivientes que aparece en la figura 1 se puede derivar una ecuación matemática que describe la destrucción térmica de las bacterias. Si la carga inicial de esporas se designa No y la carga de esporas sobrevivientes después de la exposición al calor a temperatura

constante es NS, el tiempo (t) requerido para producir una determinada reducción del número de esporas puede calcularse mediante la siguiente ecuación, que lo relaciona con el valor D de la espacie en cuestión:

t = D (log No - log Ns)

Esta ecuación permite calcular: directamente el tiempo requerido para obtener una reducción de los niveles de esporas, una vez que se hayan especificado la cantidad existentes antes del tratamiento térmico y el nivel al que se desea llegar, y siempre que se conozca el valor D de las esporas en examen. Por ejemplo, si consideramos el tratamiento mínimo generalmente aceptado para prevenir el botulismo originado por el procesamiento insuficiente de los productos pesqueros envasados conservados mediante calor únicamente (que presupone unas cargas iniciales del orden de una espora por gramos y, de conformidad con las directrices de las buenas prácticas de fabricación, apunta a unas cargas finales de no más de 10 -12 esporas/gramo), el tiempo mínimo

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necesario para conseguir la esterilidad comercial(es decir, para un tratamiento de 12D) puede calcularse como sigue:

t = 0.23 (log 1 - log 10 -12)

t = 0.23x12

t = 2.8 min.

Esto significa que el tratamiento térmico mínimo requerido para impedir la supervivencia del C. botulinum debe equivaler, en términos de efecto esterilizador, a 2.8 min. a 122.1 °C en el punto de calentamiento más lento (PCML) del envase o punto más frio del envase. Esto se denomina comúnmente “tratamiento contra el C.botulinum”

Una vez establecido el tratamiento mínimo necesario para garantizar la inocuidad del producto, hay que seleccionar un tiempo de tratamiento y un régimen de temperatura que reduzcan el numero de contaminantes formadores de esporas (mas termoresistentes que las C. botulinum) a un nivel aceptable. Por ejemplo, si un fabricante de conservas está preocupado por la posibilidad de que sobrevivan esporas del tipo C. thermosaccharolyticus (porque se sabe que las materias primas están contaminadas con esas esporas y es probable que el producto se almacene a

tempeartura de proliferación termófila), y No y Ns son de 102 esporas/gramo y 10-2

esporas/gramo respectivamente, el tiempo requerido para alcanzar la esterilidad se puede calcular con la ecuación anterior:

t = 4.0 (log 102 - log 10 -2)

t = 4x4

t = 16 min.

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MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL VALOR FO

El valor FO de un tratamiento térmico puede determinarse por medios microbiológicos o físicos. El método microbiológico se basa en la cuantificación de los efectos destructivos del calor sobre el número de bacterias, mediante su recuento antes y después del tratamiento térmico; el segundo método mide la variación de la temperatura en el PMCL del envase durante el tratamiento térmico y la relaciona con la tasa de destrucción térmica a una temperatura de referencia. Estas técnicas pueden aplicarse para medir los efectos letales de los procesos de pasterización (en los que los organismos que hay que destruir son generalmente bacterias, levaduras y mohos relativamente sensibles al calor)o para evaluar la rigurosidad de los procesos de esterilización (en los que se destruyen bacterias termoresistentes formadoras de esporas).

En primer lugar, es necesario obtener datos sobre la penetración de calor. Mediante sondas de pares termoeléctricos colocadas cuidadosamente de forma que permitan detectar las variaciones de temperatura en los centros térmicos de los envases. Una vez colocados los pares termoeléctricos e iniciado el tratamiento, la temperatura se registra regularmente durante las fases de calentamiento y enfriamiento del proceso. Los datos sobre la penetración de calor reunidos de esta manera pueden utilizarse de diferentes formas para calcular el valor de Fo del tratamiento.

Seis Pasos en el Proceso de Determinación del Valor F “Objetivo”:

1. Realización de Estudios de Tiempo de Muerte Térmica (TMT)2. Resultados del Estudio de TMT son graficados para cada temperatura (Curva de

Sobrevivencia)3. Valor D es calculado a partir de la Curva de Sobrevivencia4. Valores D son graficados a diferentes temperaturas (Curva de Tiempo de Muerte Térmica)5. Determinación de la “Reducción Logarítmica” de bacterias deseada6. Cálculo del Valor F

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6. Esquema de una Autoclave.

1. Entrada de vapor: Es por donde ingresa el vapor con el cual se trabaja a la autoclave.

2. Válvula de control de vapor: Para aislar la instalación de la entrada de vapor.

3. Válvula de paso: Para aislar el enfriador de muestras de la entrada de vapor.

4. Ingreso de aire comprimido: Es por donde ingresa aire comprimido al sistema.

5. Filtro: Para limpiar el vapor a los niveles exigidos por las normativas.

6. Regulador de presión: Para reducir la presión hacia el proceso.

7. Drenaje: Es por donde se drena el agua.

8. Entrada de agua: Es por donde ingresa el agua.

9. Distribuidor de vapor: Ayuda a la distribución uniforme en la autoclave.

10. Riel de soporte de los carros: Es la guía por dónde van los carros portadores de las latas.

11. Protector de ingreso de agua: Evita que el agua entre en la autoclave de una forma turbulenta.

12. Sangrador o espita: Por donde se da la salida de aire y vapor.

13. Termómetro de vidrio: Sirve para saber la temperatura en la autoclave.

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VAPOR

AGUA

PURGA

VENTEO

AIRE

VALVULAS DE SEGURIDAD

LEYENDA DE COLORES

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14. Manómetro: Para tener una referencia de la presión en la autoclave.

15. Válvula de seguridad: En caso de cualquier problema, ayuda a desfogar vapor.

16. Línea de rebose: Evita que el agua pase este límite.

17. Línea de remoción o venteo: Sirve para la eliminación del aire presente dentro de la autoclave.18. Control de temperatura e ingreso de vapor: Regula el ingreso de vapor a manera de mantener a la autoclave a una temperatura adecuada.19. Termocupla del registrador: Sensor que ayuda a registrar las temperaturas medidas

7. Fases del tratamiento con Autoclaves:

Fase Lista de aspectos a verificar1. Preparación y carga Si se han eliminado los liquidos del

autoclave. Si se han secado todos los envases. Si están cerradas las entradas de

aire y agua. Que se carguen los envases y se

inicie el tratamiento termosensible. Que los indicadores termosensibles

estén conectados a las celdas de los autoclaves.

2. Ventilación Se ha elimnado todo el aire. La temperatura de los termómetros

indicadores es mayor a 103°C.3. Calentamiento Que la duración sea mayor a 10min

en un autoclave completo.4. Tratamiento Si el autoclave esta a la temperatura

prevista para el tiempo programado.

Que el tiempo del autoclave empiece a contar desde que el autoclave alcanza la temperatura programada.

En caso de cualquier desviación se aislarán los envases del lote.

Los dispositivos para eliminar los condensados deben estar abiertos y en funcionamiento durante el

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tratamiento. El tiempo de tratamiento deberá

coincidir con la del termógrafo.5. Enfriamiento El vapor del autoclave deberá ser

eliminado antes que entre el agua de refrigeración.

El autoclave deberá ser enfriado a presión para evitar abultamiento en las latas.

Se deberá controlar en enfriamiento a presión para evitar abolladuras laterales.

Que el centro de los envases se enfríen rápidamente a temperaturas ≤ 40°C.

Evitar en lo posible la manipulación manual de los envases húmedos.

8. Objetivos del control del proceso.

1.1. Control de la presión dentro de la autoclave.Para esto es importante el flujo de vapor que ingresa a la autoclave, ya que de esta depende la presión dentro de la autoclave.El control de la presión es importante porque cuanto mayor sea la presión en el interior de la autoclave, mayor será la temperatura a la que el vapor se condensa en las paredes externas de las latas. En las autoclaves necesitamos mantener la temperatura constante durante cierto período de tiempo y esto lo lograremos regulando la presión de vapor dentro de la autoclave.

Las condiciones más frecuentes utilizadas en las autoclaves convencionales se muestran en la siguiente tabla:

Presión (bar)

Temperatura de condensación (oC)

1.5 111.4

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1.7 115.22.0 120.2

Otra razón por la que podría considerarse regular la presión de vapor saturado es que esta no alcance la presión de trabajo máxima de seguridad, aunque no se considera debido a que las autoclaves están equipadas con válvulas de seguridad para abrirla y vaciarla si se excede esta presión máxima de seguridad.

1.2. Control de la temperatura.El control de la temperatura es importante. Durante el proceso de esterilizado dentro de las autoclaves es necesario que la temperatura se mantenga constante o lo más cercano posible a un valor durante un período de tiempo determinado, como ya se ha dicho el valor de la temperatura depende de la presión de vapor dentro de la autoclave.

9. Modelización del proceso.(3)

9.1 Modelización de la autoclave.

Para estudiar el proceso de esterilización en una autoclave horizontal se divide el proceso en tres etapas diferentes:

1. Calentamiento 2. Mantenimiento de la temperatura3. Enfriamiento

9.2 Etapa de calentamiento.

En las autoclaves industriales, la temperatura del medio calefactor durante la etapa de calentamiento del agua, es una función lineal del tiempo de proceso.

T R=T Ro1+b .t

Donde:TR : Temperatura actual de la autoclaveTRO1 : Temperatura inicial de la autoclaveb : Pendiente de la recta de calentamiento

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t : Tiempo

9.3 Etapa de mantenimiento.

Durante la etapa de mantenimiento, la temperatura está controlada por un sistema automático que permite obtener el desarrollo real de la temperatura mediante la suma de una serie repetida de incrementos positivos o negativos sobre la temperatura de régimen.

T=T c±∆T

Donde:

TC :

9.4 Etapa de enfriamiento

La temperatura dependerá del sistema de enfriamiento con el que cuenta el equipo. Por ejemplo si se trata de un enfriamiento por medio de un intercambiador de calor, la temperatura del recinto será una función exponencial del tiempo del proceso, de la temperatura de agua fría y de la temperatura de régimen de la autoclave a la que comienza ese tramo.

T R=T a+T R03−T a

etj

TRO3 : Temperatura de régimen de la autoclave (a la que comienza el enfriamiento)Ta : Temperatura del agua de enfriamiento.J : Constante que depende del tipo de intercambiador de calor.

9.5 Modelización del comportamiento térmico del producto.

El balance térmico si aceptamos que no existen pérdidas de calor entre la autoclave y el exterior ni entre el producto y la autoclave, el uso de la siguiente ecuación está justificado:

A .U . (T R−T ) . dt=m.Cp . dT…………………………..(1)

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Temperatura de consigna, es la temperatura a la cual se debe mantener la autoclave durante un período de tiempo para lograr el proceso de esterilización.

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En donde:

A : Área de transferencia de calor en metros cuadrados U : Coeficiente global de transmisión de calor ( W/m2K) TR : Temperatura del recinto (autoclave) T : Temperatura del producto t : Tiempo del proceso Ce : Calor específico del producto. m : Mesa del producto en Kg

La resolución de esta ecuación depende del mecanismo de transferencia de calor.

Transferencia de calor por conducción

En caso de que el mecanismo de transferencia de calor dominante sea el de conducción, la ecuación 1 puede ser expresada como:

ρ . L. A .Cp.dTdt

= kL

. A .(T R−T )…………………………………….(2)

Donde: L : Espesor de la lata P : Densidad del producto Cp : Calor específico del producto K : Conductividad térmica del producto

Estableciendo que la difusividad térmica representa la combinación térmica de las propiedades térmicas y físicas del producto.

α= kp .Cp

………………………….(4)

La solución de la ecuación será:

T r−T o

T r−T=exp ( α

L2. t)……………………………….(5)

La solución de la ecuación diferencia será.

T r−T o

T r−T

=exp ( αL2

. t)…………………………….(6)

Además podemos considerar que:

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α= 0.398

( 1R2+ 0.427H2 ) . fb………………………………(7)

En m2/s.

En donde:

R : Radio del bote H : Semi altura del bote fb : Factor de pendiente de la recta (s)

El factor de pendiente de la recta (fb) es el tiempo que la porción de la recta de la curva de penetración de calor tarda en atravesar un ciclo logarítmico.

Transferencia de calor por convección

Cuando el mecanismo de transferencia de calor dominante es el de convección, la ecuación (1) podrá ser expresada como:

A .hc . (T R−T )dt=m.ce dT ……….(8)

Siendo:

hc= coeficiente de convección expresado en (W/m2 K)

Si se denomina:

E=m.ce

A .hc

……………………..(9)

1E

dt= 1(T r−T )

dt………….(10)

Donde el coeficiente de inercia térmica E representa el retraso en segundos presentado por la curva de calentamiento del producto con respecto a la del autoclave. Este coeficiente depende de las características propias del producto: calor especifico y densidad; de las dimensiones del envase (radio-altura) y del coeficiente de convección obtenido por el sistema de calefacción.

Sin embargo, cuando la conserva utiliza frascos de vidrio, el retraso debido al contenido puede llegar a ser despreciable frente al continente. En estos casos, no podemos considerar la convección como único mecanismo de transferencia de calor, sino que

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debemos considerar también la transferencia de calor por conducción que se produce a través de las paredes del envase. Por lo tanto, si aceptamos que no existe perdidas de calor entre le autoclave y el exterior, entre el envase de producto y el autoclave podrá escribirse:

A .ke

ee

. (T R−T )dt=me . ceedT …………….(11)

En este caso, el retraso debido a la inercia térmica del envase vendrá definido por la expresión.

Ee=me . cee

. ee

Ae . ke

……………….(12)

El retraso total de la penetración de calor en una conserva de pescado, que se calienta por convección, se deberá tanto al contenido como al continente. Así pues y de forma general, el retraso en la penetración de calor se podrá cuantificar mediante la siguiente expresión:

E=Ep+Ee………………….(13)

E=m .cp

A p . hc

+me . cee

.ee

Ae . ke

………(14)

A partir de la ecuación (10) y teniendo en cuenta las distintas funciones de la temperatura del recinto durante las tres etapas del proceso de esterilización, las ecuaciones que nos van a permitir determinar la evolución de la temperatura en el centro térmico del producto son:

Tramo de temperatura creciente del medio calefactor

T=T r−h. E−(Tℜ−T 01−h .E ) .e−tE ……………………………(15)

Siendo:

T01= temperatura a la que el producto se encuentra el producto al inicio del tramo.

Tramo de temperatura constante del medio calefactor.

T=T R01−[ (T R01−T 02) . ] e−tE …………………………………………(16)

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Siendo:

T02= temperatura del producto al inicio tramo.

Tramo de temperatura decreciente del medio calefactor.

T=Tℜ+ Ej−E

. (Tℜ−T 01 ) . e−tE +¿¿….(17)

Siendo:

T03= temperatura del producto al inicio del tramo.

9.6 Sistema de control de temperatura:

El sistema de control de temperatura es discreto. Se regulara el comportamiento total del proceso abriendo o cerrando la válvula que regula la entrada de vapor. El controlador compara la medida de la temperatura con un valor de referencia. Cuando el valor de temperatura medido es menor que la referencia el controlador abre la válvula de vapor. Cuando el valor se encuentra por encima del valor de referencia el controlador cierra la válvula de vapor.El controlador tiene dos valores de referencia, uno para el período de calentamiento y otro para la etapa de mantenimiento de la temperatura ó etapa de esterilización. El período de calentamiento es el tiempo hasta que la autoclave alcanza la temperatura de 102 oC por primera vez y el período de esterilización comprende el tiempo desde que la autoclave ha alcanzado la temperatura de 102 oC hasta que el sistema de control es apagado. La referencia para el período de calentamiento es 100 oC y para el período de esterilización es 102 oC. El propósito de esta diferencia es prevenir el sobrecalentamiento cuando el primer pico de temperatura es alcanzado como se muestra en la figura a continuación.El modelo del sistema predice el comportamiento de la temperatura de la autoclave como ya se ha mencionado, además del período de tiempo en el que el sistema alcanza el primer pico de temperatura, ya que este es el período donde se producen más perdidas de productos por sobrecalentamiento.

Para hallar el modelo del sistema es necesario hacer algunas simplificaciones: La primera es que el modelo este gobernado por ecuaciones diferenciales y asumiendo que la transferencia de calor es por conducción.

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Se debe suponer también que el sistema es sometido a un cambio de temperatura en el tiempo t=0, y que la temperatura T(t) es medida con respecto a la temperatura ambiente To. Asumiendo que al inicio la temperatura del sistema es igual a la temperatura ambiente entonces T(0)+To=To, lo cual implica que T(0)=0. Por lo que la condición inicial del sistema es nula.Del balance de energía obtenemos la siguiente ecuación.

RCdT (t)dt

+T ( t )=T∝…………………………………..(18)

T(t): Temperatura del sistema con respecto a la temperatura ambiente. T∞: Temperatura impuesta al sistema, con respecto a la temperatura

ambiente. t: Tiempo. R: Resistencia térmica. C: Capacitancia térmica.

Como las condiciones iniciales del proceso son nulas, la ecuación diferencial puede ser escrita como una función de transferencia de la siguiente forma.

T ( s )= T ∞(RCs+1)

x1s

…………………………………(19)

Observando al sistema trabajando observamos que este no responde inmediatamente cuando se somete a una entrada. Así que con el objetivo de hacer un modelo más fiel a la realidad, un retraso es adherido al modelo, de manera que nuestra función de transferencia queda de la siguiente manera:

T ( s )= T ∞(RCs+1)

xe−sτ

s……………………………………..(20)

Donde τ es el retraso medido en segundos.

Debido a que el término e−sτ es difícil de tratar con la transformada inversa de laplace, se realiza una aproximación de este término para hacer más fácil este procedimiento. Usaremos la aproximación Padé de este término.

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T ( s )= T ∞(RCs+1)

×1s×2−τs2+τs

………………………………………(21)

Expandiendo esta ecuación en fracciones parciales:

T ( s )=T ∞ [ 1s−( 2 RC+τ2RC−τ )×( 1

s+ 1RC )+( 2 τ

2RC−τ )×( 1

s+ 2τ )]………………(22)

Finalmente usando la transformada inversa de Laplace encontramos la ecuación de la temperatura en función del tiempo:

T (t )=T ∞{1−( 12RC−τ )×[ (2RC+τ ) ×e

−( tRC )−2 τ e

−2tt ]}………………(23)

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2. Empresas Pesqueras en Paita.

1 ARMADORES Y CONGELADORES DEL PACÍFICO S.A. – ARCOPA S.A.

RESIDUAL PAITA PAITA

2 DISTRIBUIDORES, EXPORTADORES, IMPORTADORES S.R.L.-DEXIM S.R.L.

RESIDUAL PAITA PAITA

3 NEPTUNE OCEAN FOODS S.A. RESIDUAL PAITA PAITA4 NUTRIFISH S.A.C. RESIDUAL PAITA PAITA5 PACIFIC FREEZING COMPANY E.I.R.L. RESIDUAL PAITA PAITA6 PERUVIAN SEA FOOD S.A. RESIDUAL PAITA PAITA7 PESQUERA RIBAUDO S.A. RESIDUAL PAITA PAITA8 PROVEEDORA DE PRODUCTOS MARINOS S.A.C. RESIDUAL PAITA PAITA9 SEAFROST S.A.C. RESIDUAL PAITA PAITA10 INDUSTRIAS BIOACUÁTICAS TALARA S.A.C. RESIDUAL PAITA COLÁN11 CONSERVERA DE LAS AMÉRICAS S.A.(AUSTRAL) INDUSTRIAL PAITA PAITA12 PESQUERA HAYDUK S.A. INDUSTRIAL PAITA PAITA13 TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS S.A.(TASA) INDUSTRIAL PAITA PAITA

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Bibliografía:

1. “Conservas De Pescado Y Sus Derivados”Miguel Ángel Rodríguez Guerrero, Universidad del Valle. Tecnología en alimentos 2007

2. Artículo sobre el procesado y elaboración del pescado para conserva. http://www.portalbesana.es/estaticas/informacion/paginas/pescado.html.

3. Autoclaves en procesos de pescadohttp://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=atOFU94ZkAMC&oi=fnd&pg=PA1&dq=autoclaves+en+procesos+de+pescado&ots=Ldxivob8CO&sig=MEg8i3ywA9WOJyyvcbbbu65j0ZE#v=onepage&q=autoclaves%20en%20procesos%20de%20pescado&f=false

4. “Simulación de proceso de esterilización de conservas en autoclaves horizontales” P. Virseda, J. Abril, C. Nieto. Universidad de Pública de Navarra.

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