“Año del Centenario de Machu Picchu para el Mundo

Facultad De Ciencias

Agropecuarias

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA

AGROINDUSTRIAL

AUTOCLAVES Y TÚNEL EXHAUSTICO

CURSO :

TERMODINAMICA.

ALUMNOS : APAZA DIAZ,

RodeYessenia.

AMPUERO REATEGUI, Maggie

F.

CIEZA QUEVEDO, Kriss

Almendra.

GARAY TORRES, Erika

Lizbeth.

DOCENTE : ING. JAMES SILVA

DIAZ.

Pucallpa, Lunes12 de Diciembre del

2011.

I.- OBJETIVOS

Adquirir conceptos previos de las autoclaves y túnel exhaustico.

Conocer los tipos de cada máquina para diversos procesos agroindustriales.

Fortalecer nuestros conocimientos en relación a la implementación planta

agroindustrial con autoclaves y túnel exhaustico.

II.- REVISION BIBLIOGRAFICA

AUTOCLAVE

Un autoclave es un recipiente metálico de paredes gruesas con un cierre hermético que permite trabajar a alta presión para realizar una reacción industrial, una cocción o una esterilización con vapor de agua. Su construcción debe ser tal que resista la presión y temperatura desarrollada en su interior. La presión elevada permite que el agua alcance temperaturas superiores a su punto de ebullición. La temperatura y el vapor actuando conjuntamente producen la coagulación de las proteínas de los microorganismos, entre ellas las esenciales para la vida y la reproducción de estos, llevando así a su destrucción.

Del punto de vista industrial, equipos que funcionan por el mismo principio tienen otros usos aunque varios se relacionan con la destrucción de los microorganismos con fines de conservación de alimentos, medicamentos, y otros productos.

La palabra autoclave no se limita a los equipos que funcionan con vapor de agua ya que los equipos utilizados para esterilizar con óxido de etileno se denominan de la misma forma.

FUNCIONAMIENTO

Las autoclaves funcionan permitiendo la entrada o generación de vapor de agua pero restringiendo su salida, hasta obtener una presión interna de 103 kPa, lo cual provoca que el vapor alcance una temperatura de 121 grados centígrados. Un tiempo típico de esterilización a esta temperatura y presión es de 15-20 minutos. Los autoclaves más modernos permiten realizar procesos a mayores temperaturas y presiones, con ciclos estándares a 134 °C a 200 kPa durante 5 min para esterilizar material metálico; llegando incluso a realizar ciclos de vacío para acelerar el secado del material esterilizado.

El hecho de contener fluido a alta presión implica que las autoclaves deben ser de manufactura sólida, usualmente en metal, y que se procure construirlas totalmente herméticas.

Las autoclaves son ampliamente utilizadas en laboratorios, como una medida elemental de esterilización de material. Aunque cabe notar que debido a que el proceso involucra vapor de agua a alta temperatura, ciertos materiales no pueden ser esterilizados en autoclave, como el papel y muchos plásticos (a excepción del polipropileno).

Debido a que el material a esterilizar es muy probablemente de uso grabable, se requiere de métodos de testificación de la calidad de dicha esterilización, esto quiere decir que la presión y temperatura aplicadas serán distintas para cada uno de los productos autoclavados.

Las autoclaves suelen estar provistas de medidores de presión y temperatura, que permiten verificar el funcionamiento del aparato. Aunque en el mercado existen métodos testigo anexos, por ejemplo, testigos químicos que cambian de color cuando cierta temperatura es alcanzada, o bien testigos mecánicos que se deforman ante las altas temperaturas. Por este medio es posible esterilizar todo tipo de materiales a excepción de materiales volátiles, por lo que se debe tener gran precaución.

USOS

Autoclave de uso médico usado para esterilizar instrumental y otro producto sanitario.

Autoclave de laboratorio usado para esterilizar material de laboratorio. Autoclave industrial como los que se usan por ejemplo para el tratamiento de la

madera expuesta a la intemperie, laminación de vidrio o tratamiento de composites.

Autoclave de materiales compuestos usado para curar y conformar laminados de materiales compuestos poliméricos.

Autoclave de laboratorio

Unautoclave de laboratorio es un dispositivo que sirve para esterilizar material de laboratorio.

Las autoclaves son ampliamente utilizadas en laboratorios, como una medida elemental de esterilización de material. Aunque cabe notar que debido a que el proceso involucra vapor de agua a alta temperatura, ciertos materiales no pueden ser esterilizados en autoclave, como el papel y muchos plásticos (a excepción del polipropileno).

Este producto es de uso general en laboratorio y no es un producto sanitario por tanto no lleva marcado CE según la directiva 93/42/EEC ni le es de aplicación esta

legislación. Cuando el autoclave esta destinado a la esterilización de productos sanitarios tiene unos requisitos especiales.

Autoclave de uso médico

Un autoclave de uso médico es un accesorio de los productos sanitarios que permite su esterilización utilizando para ello, vapor de agua a alta presión y temperatura. Como accesorio de un producto sanitario es considerado por la directiva 93/42/EEC como regulado también por la directiva y clasificado independientemente.

Así los autoclaves o esterillizadores de uso médico son productos sanitarios de la clase IIa por regla 15 de anexo IX de la directiva 93/42/EEC.1 Esta clasificación cambiará al entrar en vigor la modificación de la directiva por la directiva 2007/47/EC pasando a clase IIb por regla 15 modificada.2

Las autoclaves son ampliamente utilizadas por los fabricantes de productos sanitarios estériles y en las centrales de esterilización hospitalarias, como una medida elemental de esterilización de los productos.

Autoclave industrial

En el contexto industrial la palabra autoclave se utiliza para referirse a una olla a presión de gran talla, utilizada para cocimiento en procesos industriales.

Algunos usos destacados de los autoclaves industriales son:

En la industria alimentaria: se utilizan para la esterilización de conservas y alimentos enlatados cuyas características requieren un tratamiento por encima de los 100 grados centígrados (método Nicolás Appert )

En la industria maderera: se utiliza para tratar la madera para construcciones en exterior (pérgolas, porches, etc.) y así protegerla de parásitos.

En la industria textil se denominan autoclaves ciertas máquinas utilizadas para el teñido de telas.

En la industria de los neumáticos, se utilizan para realizar el vulcanizado.

AUTOCLAVE DE MATERIALES COMPUESTOS

Unautoclave de materiales compuestos, es un recipiente o vasija (normalmente en forma cilíndrica) con un sistema de temperatura y presurización, utilizado para curar y consolidar materiales compuestos.34

El tamaño y el diseño del mismo depende de la aplicación, o lo que es lo mismo, del tipo de piezas a procesar. Uno de los sectores que más utiliza esta técnica es el aeronáutico, por lo que en ocasiones estos sistemas tienen dimensiones muy grandes.

Los componentes principales de un autoclave de materiales compuestos son:

Cámara presurizada: Es la vasija propiamente dicha, en la que se introducen los componentes a curar.

Dispositivos de calentamiento: Son los encargados de conseguir las distintas temperaturas de curado para cada tipo de material introducido.

Sistema de aplicación de vacío: Es uno de los componentes más importantes en este tipo de autoclaves, ya que es una parte fundamental para el proceso de fabricación de un laminado de material compuesto. Se encarga de la primera compactación del laminado, elimina componentes volátiles de la resina y permite que se aplique presión sobre la pieza a conformar sin que ésta permanezca en contacto con la atmósfera del autoclave. Consiste en una membrana delgada plástica, no reutilizable, y una serie de elementos que eliminan la cantidad de resina sobrante y consiguen buenos acabados superficiales de la pieza.

Sistema de control de los parámetros de curado: Asegura en todo momento, mediante sistemas monitorizados, que las condiciones de presión y temperaturas son las adecuadas para el proceso.

Soporte de los moldes para su introducción en la cámara.

AUTOCLAVE INDUSTRIAL

Autoclaves industriales son recipientes a presión utilizada para procesar piezas y materiales que requieren exposición a elevada presión y temperatura. La fabricación de componentes de alto rendimiento de avanzada compuestos a menudo requiere tratamiento en autoclave.

Autoclaves industriales utilizadas en la industria aeroespacial. El autoclave a la

izquierda es el gas como combustible, en la máquina a la derecha se calienta

eléctricamente. A la presión máxima, la fuerza que actúa contra la puerta de la

máquina gris es más de mil toneladas. Ambas máquinas utilizan rotación puertas

virola, el más grande es hidráulicamente la vuelta, la más pequeña es neumática.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Autoclave con calor eléctrico pequeño, que se

utiliza en la fabricación de piezas de composite

avanzado. Este autoclave cuenta con un manual

de bajo costo-cierre diseño de la puerta. Tenga

en cuenta las obras-en-un-carro extraíble back-

end.

Un autoclave se aplica calor y presión para la carga de trabajo dentro de ella. Por lo general, hay dos clases de autoclave. Aquellos a presión con vapor de cargas de trabajo de proceso que puede soportar la exposición al agua, al circular gas caliente proporciona una mayor flexibilidad y control de la atmósfera de calefacción.

Procesamiento por autoclave es mucho más costoso que el horno de calefacción, por lo que generalmente se utiliza sólo cuando la presión isostática se debe aplicar a una carga de trabajo de forma relativamente compleja. Para los más pequeños las partes planas, prensas calienta mucho que ofrecer menores tiempos de ciclo. En otras aplicaciones, la presión no es requerida por el proceso, sino que es integral con el uso de vapor, ya que la temperatura del vapor está directamente relacionada con la presión del vapor. De caucho vulcanizado es un ejemplo de esta categoría de esterilización en autoclave.

Para conocer los requisitos excepcionales, como la curación de las boquillas de ablación compuesto de cohetes y de misiles de motor nosecones , un hydroclave se puede utilizar, pero esto implica costos de los equipos extremadamente alta y el aumento del riesgo en la operación. El hydroclave está presurizado con agua, de la presión mantiene el agua en fase líquida a pesar de las altas temperaturas.

El componente clave de la autoclave industrial es la puerta de apertura rápida, lo que también es el componente crítico en el costo de la construcción del autoclave. Por un lado, el operador debe ser capaz de abrir y cerrar la puerta de forma rápida y sencilla, y por otra, la puerta debe cumplir con estrictos requisitos de seguridad. Tal es la calidad del diseño de la puerta de autoclave que los EE.UU. experiencias tan sólo unos cinco o seis fracasos autoclave año.

Diseño de autoclave es impulsado por las normas de seguridad distintas, entre las cuales es la presión de ASME Código de buques . Aunque la mayoría de los países el uso de la ASME código, algunos han desarrollado su propia cuenta. La norma CE en Europa aplica a los buques, así como a los controles eléctricos, y China requiere que los recipientes a presión cumplir con su código interno. [4] Todos los códigos de especificar los requisitos conservador pretende maximizar la seguridad. Los gobiernos locales también pueden imponer requisitos de licencia relacionados con el funcionamiento del autoclave.

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN

RECIPIENTES A PRESIÓN

Diseño de recipientes a presión consiste en la fórmula de Barlow , que se utiliza para calcular el espesor necesarios. Sin embargo, el diseño de un sistema de presión de contención complejo implica mucho más que la aplicación de esta fórmula. Para casi todos los recipientes a presión, el código ASME establece los requisitos para el diseño y pruebas. Antes de la entrega, la vasija de presión es hidrostática probado en el 130% de su presión nominal bajo la supervisión de un inspector de código ASME. Está lleno de agua, y una pequeña bomba eleva la presión hasta el valor de prueba necesarios, en la que se lleva a cabo por un tiempo determinado (30 minutos de acuerdo con el código ASME). El inspector verifica que no haya fugas, así como la evidencia de fallas o deficiencias en la soldadura .

El diseño de autoclaves pequeñas no es necesario tener en cuenta la posibilidad de elaborar un vacío dentro de la vasija de presión, pero este supuesto no se debe hacer en las grandes. Autoclaves de vapor, por ejemplo, puede estar expuesto a un vacío interior, si el vapor se condensa totalmente, mientras el buque permanece sellada. A pesar de la presión externa no puede exceder de una atmósfera, que puede ser suficiente para contraer la nave, en algunos casos. Por lo tanto, la rigidez puede ser requerida.

En situaciones excepcionales, el propio autoclave podría tener que ser cuadrados o rectangulares en vez de redonda, o puede ser vertical en vez de horizontal. Si el autoclave es muy grande, puede que tenga que ser puesto en una excavación en el suelo si no se carga al nivel del suelo, como es generalmente el caso.

MATERIALES

La selección de los materiales con que está fabricado el autoclave se convierte por completo de la aplicación. Para autoclaves de vapor, de acero al carbono se utiliza, pero un sobreespesor de corrosión se añade que el espesor calculado. Esto da cabida a la oxidación que ocurre con los ciclos repetidos de exposición al vapor, agua y aire. Esto lleva implícita la necesidad de controlar la pérdida de metal y retirar el buque cuando la pérdida de espesor excesivo se ha producido.

Para temperaturas de hasta 650 ° F (343 ° C), sin ajuste debe ser hecho en el cálculo de espesor de la pared del vaso. Por encima de esta temperatura, la tensión admisible se reduce. Por encima de 750 ° F (399 ° C), aleaciones de alta temperatura se utilizan. La temperatura nominal, que es grabado en la placa de la nave de datos, se aplica a la pared del vaso en sí, no para el gas que circula en el autoclave. Esto es relevante cuando aislamiento interno se utiliza para hacer circular el aire o gas a una temperatura más allá de la clasificación del buque.

Aunque el ingeniero de diseño puede utilizar el material de su elección propia, la selección normal es SA516 grado 70 PVQ (Calidad de recipientes a presión) de acero al carbono. Este acero es especialmente adecuado para su uso en recipientes a presión, en virtud de tener un difusión excepcional entre su relativamente baja resistencia a la fluencia de 38 ksi y su resistencia a la tracción de 70 a 90 ksi. Elongación en 2 pulgadas de espesor (51 mm) la placa es de 21%. Esto significa que el metal se extiende considerablemente bajo un estrés excesivo antes de fallar. En el caso de una presión excesiva, las partes se deforman antes de romperse, causando una gradual en lugar de una catastrófica pérdida de estanqueidad. Esta pérdida de presión, entonces actúa para

aliviar la sobrecarga de crítica sobre la estructura de recipiente de presión. Este tipo de falla supone la ausencia de grietas importantes en el metal muy estresado.

De toda la máquina, la pieza más cara (en función del tamaño de la autoclave) y el más importante del hardware es la puerta de apertura rápida. Debe ser de diámetro completo para permitir el acceso al espacio de trabajo, selle firmemente contra la presión nominal a la temperatura más alta shell, operar con facilidad y rapidez, y cumplir con el código de seguridad misma que rige el resto de la vasija de presión. De todas las preocupaciones relacionadas con la seguridad, los más importantes son las que se refieren a la operación de la puerta.

Hay varios tipos de rápida apertura de las puertas de uso común. El tipo más simple y primitiva de la puerta, una placa atornillada o cápsula con pestaña en una especie de bisagra, ya no se considera ni siquiera mínimamente aceptable para autoclaves de producción, ya que es cualquier cosa menos rápido en la apertura y cierre. Para buques de hasta cuatro metros de diámetro y valorado en no mucho más de 125 psi, una bisagra semi-elíptica puerta está asegurada por la palanca de accionamiento de bloqueo de leva-T-pernos trabaja esencialmente lo más rápido y con tanta facilidad como el más comúnmente utilizado puerta girando el anillo de bloqueo. Este diseño de la puerta utiliza hasta una docena de enganche T-pernos en el cubo de la puerta (ver fotos), la parte fija instalada en el mismo recipiente cilíndrico, que se dedican a terminales de juego soldada a la puerta. Cuando las palancas de operación se giran sobre el centro, los tornillos T-dibujar las orejas más y sellar la puerta por medio de un anillo de la junta.

Autoclaves más de cuatro metros de diámetro o los clasificados a presiones más altas en general, utilizar el bloqueo de la puerta anillo giratorio, también conocido como cerradura de la puerta de nalgas. Esta puerta puede ser diseñada para cualquier tamaño y presión. Tanto el centro y la propia puerta no suelen ser de rotación. El centro está soldado a la embarcación y se mueve la puerta con bisagras que se alinean con el centro, ya que se cierra.

La puerta tiene terminales de dientes en todo su perímetro, con las orejas alineadas con las aberturas correspondientes en el anillo de seguridad, que se convierte en el centro. Cuando está cerrado, la puerta se enfrenta el centro y una junta tórica proporciona los medios de sellado contra la presión interna. Como el anillo de bloqueo gira, cámaras de los terminales de la puerta delantera, al presionar la puerta contra el cubo. De esta manera, no hay movimiento de deslizamiento de la cara de la puerta a través de la junta tórica. Por lo tanto, la junta puede ser un costo O-ring, sustitutos de los que se puede hacer en la tienda del propio usuario el uso ordinario de O-ring de valores, y dura mucho tiempo. Las piezas de desgaste muy pocos en la puerta son reemplazables, lo que hace el autoclave una inversión de larga duración.

En puertas de hasta ocho o diez pies de diámetro, la oscilación puede ser manual. Que no es raro ver a dos metros de diámetro autoclaves cuyas puertas se puede girar completamente abierta o cerrada con un solo dedo. La ventaja de giro manual, además de menor coste y mayor fiabilidad, es que hay mucho menos riesgo de que alguien se los dedos atrapados en la puerta de cierre si es que se mueva a sí mismo con la mano.

En las máquinas con las puertas manualmente osciladas, un detalle trivial, pero importante, es una parada de puerta para evitar golpear al abrir. Si un gran autoclave se instala en un suelo nivelado un poco fuera, entonces la puerta, una vez abierto, los cambios con rapidez hasta el final de su recorrido. Sin amortiguador de cualquier tipo instalados, poco a poco se acumulan los daños y el desgaste.

En las pequeñas autoclaves, la rotación del anillo de seguridad a veces se logra por medio de dispositivos orientados de accionamiento manual. En los más grandes, cilindros neumáticos o hidráulicos se utilizan. Cilindros neumáticos a menudo proporcionan la rotación bruscos, pero a veces puede ser más seguro [12] debido a que generalmente no se puede mover el anillo de la puerta con tanta facilidad cuando hay mucha presión contra la puerta.

El bloqueo de la puerta giratoria del anillo requiere un bloqueo de seguridad para evitar la operación cuando no hay ningún tipo de presión en el autoclave. Es una buena práctica de incorporar la capacidad de revertir el bloqueo de la puerta de rotación del anillo en cualquier momento y sin demora. Con algunas puertas, es posible que los devuelve no cerró bastante lejos y luego tener el atasco de anillo de seguridad, ya que trata de cerrar.

Otros tipos de puertas simples se pueden proporcionar para los pequeños, de baja presión autoclaves, a veces a los ahorros que vale la pena en el costo de adquisición, pero no siempre en el costo de operación.

Un aspecto a menudo pasado por alto de acceso autoclave es la parte trasera. En muchos casos, la mejor autoclave es la que tiene dos puertas. En el autoclave industrial típico, no hay hardware mecánico en la parte posterior, incluida la unidad de ventilador de circulación. Un autoclave con una puerta trasera va a costar más al principio. Durante su vida útil, sin embargo, va a costar menos de mantener, en gran parte debido a la fácil accesibilidad de los componentes internos se animan a sus inspecciones más frecuentes. En cualquier autoclave, como en cualquier máquina, todos los componentes mayores y menores deben ser accesibles para su inspección, reparación y reemplazo. Pasar por alto esto, y el dueño con el tiempo se van a arrepentir.

Un total de diámetro no se abren rápidamente y los costos de la puerta trasera poco, considerando todas las cosas. En las máquinas más grandes, se puede montar en una bisagra, pescante , o plataforma de montaje (ver foto arriba) que le permita girarse o alejado de la autoclave, una vez la brida de montaje atornillados se ha separado. Esto proporciona el mejor acceso posible a las obras en el interior. También significa que los componentes críticos no están enterrados en el interior de la máquina donde son difíciles de conseguir en y por lo tanto muy probable que sea ignorada hasta que causen problemas. Un tamaño medio de autoclave construidas para una tienda de reparación de aeronaves del sur para ser tan barato como sea humanamente posible no tenían acceso fácil al ventilador de circulación, y, la última vez observado por uno de los ingenieros de servicio del fabricante, se toma el más alarmante en seco teniendo ruidos cada vez que que se ejecutó.

Al comparar diseños alternativos, tenga en cuenta la cantidad de trabajo que cualquier tarea de mantenimiento dado que requieren, así como el grado de dificultad y el riesgo de daños o lesiones a los trabajadores. Si, por ejemplo, un caballo de fuerza sesenta internamente montado en el motor del ventilador tiene que ser manejado por el hombre a través de un pasadizo pequeño o de acceso al puerto, el potencial de problemas es inevitable. En un autoclave de uso fácil, la puerta de atrás se abrió y el motor es rápida y fácilmente sacados con un montacargas o grúa mástil sencillo.

Interior

La distribución interna varía de un autoclave a otro. Algunos tienen un conducto de aire en la posición seis de la tarde que también lleva el carro de los carriles, mientras que otros tienen un piso amplio con los componentes mecánicos debajo de ella. Otros

tienen el conducto de aire en la parte superior. Por lo general, autoclaves utilizan un conducto de aire anular corriendo por toda la circunferencia del interior.

El conducto anular es atractivo en virtud de la creación de la menor intrusión en la red el espacio de trabajo disponible en el interior del autoclave. Se reduce el diámetro del volumen cilíndrico de sólo varios centímetros. También crea la mayor fricción de la piel pérdida de presión. Esto significa que el ventilador tiene que ser mayor para la misma cantidad de circulación de aire, y que hay más calentamiento de la potencia del motor.

Si es necesario para mantener las temperaturas bajas con circulación completa, esto puede requerir ejecutar el enfriamiento en lugar de la calefacción. La circulación vigorosa de aire bajo presión genera calor por sí mismo, y esto puede ser importante cuando se trata de operar a temperaturas inusualmente bajas y altas presiones. La decoración interior del autoclave puede ser galvanizado , de aluminio o acero inoxidable . Hasta 400 ° F (204 ° C), galvanizado es económico y confiable, hasta tal vez 800 ° F (427 ° C) a 1.000 ° F (540 ° C), de aluminio se necesita, por encima de eso, uno se encuentra en territorio exótico.

Otra cuestión es si la cáscara interior, las paredes del espacio de trabajo, debe ser desmontable. ¿Cuánto pesa este muro debe ser? Representante de metal espesores van desde calibre 18 (0.0478 pulgadas) hasta 1 / 8 de pulgada (0,125 pulgadas). Cuanto más pesada sea la pared, la más duradera y resistente será a las abolladuras, también, más energía que absorbe durante el calentamiento y el más que se dará a conocer durante el enfriamiento. Para tomar un ejemplo típico, considere un autoclave con un niño de 8 pies (2,4 m) de diámetro interno y una longitud de trabajo de 40 pies (12 m). [14] Si la pared interior es de calibre 11 (0.1196 pulgadas) de acero , entonces tendrá un peso de más de cinco toneladas. Calentar en la propia pared a una temperatura de operación de 300 ° F (149 ° C) en una hora se llevará a unos 90 kilovatios de potencia. En los cargos por demanda típica, que tendrá un costo aproximado de $ 2.000 (por mes), además de la carga de energía (por cada ciclo). La reducción del espesor de la pared de calibre 18 se reducirá este gasto en un 60 por ciento. Para un ahorro de $ 13.000 al año, el operador autoclave promedio puede vivir con una gran cantidad de estudiantes.

En algunas autoclaves, ruidos extraños vienen desde el interior, ya que el calor y enfriar. Estos ruidos son causados por las distorsiones en el interior de metal que se expande y contrae con los cambios bruscos de temperatura. El interior de la autoclave se ha descrito anteriormente se cultivan cerca de una pulgada de largo en la parte de calentamiento de su ciclo. Es necesario prever para el alivio adecuado de estos

movimientos o que a la larga la hebilla de la interior.

Si la máquina es grande, se requerirá un piso interior adecuada al personal de soporte de caminar en él, así como los dispositivos de seguridad para proteger al personal dentro de la máquina contra la puesta en marcha involuntaria. [15]

Calefacción

Calor introducir en la cámara de trabajo se puede hacer en una variedad de maneras. Para la mayoría de autoclaves, y en particular

los que se utilizan para procesar piezas de composite o llevar a cabo la unión adhesiva de estructuras metálicas, el principio más fácil y menos costoso es el calor eléctrico . Calentadores de resistencia son compactos y fiables y se puede colocar convenientemente en el conducto de aire que circula. Puesto que la masa térmica de estos calentadores es pequeña, control de temperatura de la cámara es preciso y calentadores adicionales por lo general se puede instalar en una fecha posterior sin molestarse excesivo. Estos calentadores son esencialmente 100% eficiente y se puede instalar en cualquier fase de tensión, monofásico o trifásico.

La instalación de más capacidad que se requiere para prolongar la vida de los calentadores por lo que les permite funcionar a temperaturas de la superficie más baja y ofrece una mayor garantía de lograr requiere tiempos de calentamiento. El aumento de la capacidad de calefacción general, cuesta un poco en el precio inicial. No es seguro asumir automáticamente que todos los fabricantes de autoclave de alta calidad utiliza tubular Incoloy con cubierta de cañas, pueden reemplazar individualmente y con un buen apoyo. En aras de la economía, algunos esperan que el cliente acepte cables de nicrom ensartadas en los aisladores de cerámica.

El inconveniente de calor eléctrico es de costes de explotación. Para un autoclave pequeño operado sólo en forma periódica, no puede llegar a ser un problema importante. Para un autoclave de tamaño medio o grande, la cuenta de electricidad durante la vida útil de la máquina se suman a unas cuantas veces el costo total del autoclave.

La forma más fácil alternativa a esto es la calefacción de vapor. Esto presupone la presencia de una caldera capaz de generar vapor a alta presión suficiente para alcanzar las temperaturas requeridas. Una planta existente de vapor de alta presión es una cosa buena para tener a mano, y facilita el uso de bobinas de vapor, que son sencillas, compactas y fácilmente controlables. El precio de compra de la calefacción de serpentín de vapor es más o menos comparable a la de la calefacción eléctrica, pero el costo de operación es notablemente inferior. Si el vapor de alta presión no está disponible, considere una caldera pequeña dedicada a la autoclave. Donde los suministros de gas son susceptibles de interrupción, con un pequeño pero de gran presión de la caldera de vapor para ejecutar el autoclave y hornos puede ser un salvavidas, cuando dos combustibles de cocción se incorpora.

Una caldera vertical pequeño requiere poco espacio. Si las leyes locales exigen que la concesión de licencias de operadores de calderas de alta presión, esto a menudo puede ser una simple cuestión de la capacitación del personal de plantas existentes y para que estén con licencia para un solo funcionamiento de la caldera. Igualmente económico de operar es un autoclave con un intercambiador de calor a gas incorporado en la vasija de presión. Aunque esto presenta algunas limitaciones de diseño, es más simple que el uso de sintéticos fluidos de transferencia térmica , y de costo algo menor. El quemador de gas de montaje se coloca en el extremo o en el costado del buque y los incendios en un intercambiador de calor en el interior del conducto de aire. El extremo caliente del tubo reemplazable está cubierto con turbuladores para una mejor transferencia de calor . Esto se recupera la mayor parte de la energía de los gases de combustión . Es simple y confiable, utilizando corrientes de gas natural , butano , propano , o de otro tipo industrial de gas combustible .

En algunas aplicaciones, un autoclave de vapor de baja presión puede sustituir a un horno de curado normal. La combinación de la consolidación de vacío, lo que equivale a la presión de psi aproximadamente diez-catorce externa, y vapor de agua a presión sobre el mismo calibre, dará mejores resultados y más rápido de calentamiento que el horno se. Este enfoque sería menos adecuado para los materiales que tienen que ser

llevados a la curación de la temperatura lentamente, ya que el vapor transfiere su calor bastante rápido incluso en comparación con un flujo turbulento de aire que circula. Además, desde el interior de la nave es expuesta repetidamente a vapor y aire, una y otra vez, un preciso tener en cuenta para la corrosión de las paredes de los vasos.

En algunas circunstancias, un calentador externo disparado trae sintético fluido térmico a temperaturas de 600 ° F (316 ° C) a 800 ° F (427 ° C) y bombas especiales que circulan a través de intercambiadores de calor dentro del autoclave. Esto tiene ventajas - gas o aceite puede ser usado como combustible sin mucha preocupación por el espacio que ocupa dentro del volumen de autoclave de trabajo - y desventajas - el costo es muy alto, y puede ser más difícil de mantener adecuadamente. Además, puede servir para calentar y enfriar el autoclave mediante el direccionamiento del fluido de transferencia de calor a través de cualquiera de la calefacción o el serpentín de refrigeración, como lo requiere el proceso.

Enfriamiento

De enfriamiento al final del ciclo del proceso requiere un medio de extraer el calor del autoclave. La necesidad de controlar el enfriamiento se va a depender de la labor que se está procesando. Con un poco de materiales compuestos en la espesa lay-ups, lento enfriamiento evita microfracturas internas de la matriz de resina resultante de las tensiones inducidas térmicamente.

El método de refrigeración utilizado dependerá de la temperatura más alta alcanzada antes de enfriamiento y el grado de precisión que se debe mantener como las rampas de temperatura de la cámara hacia abajo. Por las bajas temperaturas y las tasas de enfriamiento que se puede permitir que varían significativamente o, simplemente, de enfriamiento, a cualquier velocidad de un flujo fijo de refrigeración , el agua circula a través de una bobina en la corriente de aire sea efectivo y barato. Una serpentina con aletas colocado a la entrada del ventilador de circulación o adyacentes a la matriz del calentador sirve para este propósito con agua de la planta como refrigerante. Si una vez-a través del agua de enfriamiento y una torre de refrigeración no están disponibles o no son aceptables, entonces un refrigerador cerrado simple puede ser construido en el autoclave. Controlar con precisión las tasas de enfriamiento puede ser o no ser fácil de alcanzar con este acuerdo. En un autoclave funcionan a altas temperaturas, las precauciones se deben tomar especiales en refrigeración. Bombeo de agua fría en un serpentín de enfriamiento a 800 ° F (427 ° C) puede acortar la vida de la bobina. También hace más difícil controlar la velocidad de enfriamiento.

Cuando el agua fría golpea una bobina de intercambio de calor a 800 ° F (427 ° C), vapor de expansión se genera, junto con los golpes mecánicos en el sistema y la ampliación considerable dentro de la bobina en la medida en que el agua contiene sólidos disueltos. La eliminación del vapor y el agua caliente puede resultar difícil, y la vida útil del sistema de enfriamiento puede ser corta. Esto se puede aliviar en cierta medida por primera pre-enfriamiento de la bobina con un flujo de aire comprimido seguido por una niebla de agua y aire comprimido. Esto es apenas un poco mejor que el agua fría por sí mismo, y hace poco para eliminar vapor flash.

Para temperaturas de hasta unos 800 ° F (427 ° C) y enfriamiento tarifas, debe considerarse que las tolerancias, fluidos de transferencia de calor que va a extraer el calor del autoclave, sin un cambio de fase (es decir, punto de ebullición). Pasando el aceite caliente a través de una bobina de calentamiento de aire con flujo de aire controlado que permitirá al sistema para modular el flujo de calor de la autoclave con precisión suficiente para mantener un determinado enfriamiento de rampa. Este aire caliente puede ser objeto de dumping donde quiera que se traducirá en el daño más o

menos bueno. El inconveniente de la utilización de fluidos de transferencia de calor es el costo inicial. Añade quizás un diez por ciento del precio de la autoclave en instalaciones de gran tamaño mediano. La vida del fluido se estima en un rango de cinco a quince años, dependiendo de la duración de la exposición a las altas temperaturas, así como el mantenimiento de la limpieza interna.

Si la mayor temperatura interna no superior a 300 ° F (149 ° C), propilenglicol puede ser utilizado como un medio de transferencia de calor. Como esta sustancia es un componente de los productos alimenticios, como helados, no hay necesidad de problemas de toxicidad. Tiene aproximadamente la misma gravedad específica del agua, por lo que el bombeo es directo. Puesto que no hay cambio de fase, bobinas no se acumulen depósitos de cal. La vida del fluido es muy bueno si el aire se mantiene fuera del circuito. El glicol de propileno debe ser utilizado sin dilución de agua y tuberías de acero inoxidable no es necesariamente obligatorio. El costo de glicol de propileno no es trivial, por lo que la cantidad de refrigerante en el circuito tiene que ser equilibrada entre los intereses de la economía y la disipación de calor.

Circulación

Motor externo en autoclave pequeña, el

sello del eje, durante la construcción.

A menos que el autoclave utiliza la inyección de vapor, el ventilador de circulación tiene la carga de asegurar la uniformidad de la temperatura a lo largo de la cámara de trabajo. Ya que el calor fluye de la fuente, si la resistencia eléctrica, serpentín de vapor, o el despido del tubo, en la corriente de aire que circula y luego en la carga de trabajo, mayor será el flujo de aire turbulencia , mayor será la

transferencia de calor, especialmente con cargas de trabajo que son pesados y densos .

El accionamiento del ventilador debe ser de un tamaño para las condiciones de la creación de la mayor carga en el ventilador , es decir, la más baja la temperatura y la presión más alta, a pesar de que esta combinación de condiciones rara vez ocurre. Idealmente, esto significa que se inclinan hacia atrás, los aficionados, que son más eficientes que el impulsor radial y tipos de curva hacia delante.

El propósito de hacer circular el aire o gas inerte a través del autoclave es asegurar la transferencia de calor eficaz y uniformidad de la temperatura. Circulación vigorosa y una cuidadosa atención a que el flujo de aire va realmente son las mejores maneras de lograr esto. Como regla empírica, no tienen en cuenta menos de 300 pies por minuto de velocidad media del aire a través del espacio de trabajo vacío de la autoclave. Más que esto hará que la transferencia de calor más eficaz.

La industria aeronáutica tiene características relacionadas directamente con la uniformidad de temperatura. Incluso si la aplicación no es la industria aeroespacial, una de estas especificaciones puede ser vale la pena adoptar para asegurar la calidad del proceso y la fiabilidad.

Las unidades de ventilador pueden ser internas o externas. Las unidades internas tienen el motor en el interior del autoclave en una cámara de calefacción. Una gruesa pared de aislamiento mantiene el calor, y el motor se encuentra bajo presión autoclave completo. Las unidades externas requieren un sello del eje para realizar el eje de transmisión a través de la pared del recipiente de presión. Las unidades internas son más simples, el resultado en el espacio del piso un poco menos tomada, e imponer una carga de refrigeración pequeños, pero esenciales, discos duros externos requieren de arreglos disco más elaborado del eje y el uso de sellos de alta presión.

El acceso a la sala de motor en un autoclave con una unidad ventilador interno es a través de la puerta trasera o un pozo de acceso. El espacio de trabajo autoclave no se reduce, como la vasija de presión se hace un poco más largo para dar cabida a la unidad del ventilador. La accesibilidad de los equipos en la parte trasera es de la esencia. Finalmente, el personal de mantenimiento tendrá que llegar a ella, y el acceso de repente se convierte en mucho más que un problema.

Si el impulsor del ventilador está montado en el eje del motor o una extensión del mismo (transmisión directa), entonces la velocidad del ventilador está limitada a la del motor, por lo general 1.750 rpm, y que tendrá como resultado más probable en el funcionamiento del ventilador óptimo, dada la sensibilidad de los aficionados a la velocidad de rotación.

Algunas aplicaciones permiten hacer sin el ventilador de circulación y de calefacción de aire por completo. Si las piezas están siendo procesados estén bastante simple forma geométrica, puede ser factible el uso de moldes que se están integralmente con calefacción. Por ejemplo, es factible para la fabricación de planos y de una sola curvatura en avioneta resortes del tren de aterrizaje en los moldes de aluminio de bajo costo con almohadillas de calefacción eléctrica acoplado directamente a la parte inferior del molde. Esto elimina el costo del motor y ventilador, así como los calentadores de aire y utiliza mucho menos electricidad que un autoclave eléctrico comparable requeriría. De esta manera, el autoclave proporciona una presión de consolidación de paz. Hay limitaciones a este enfoque, tales como la complejidad del molde. A veces, las piezas se calientan por un solo lado, a veces, el molde tiene partes superior e inferior, cada uno equipados con calentadores. Aunque no suele ser factible en un taller de trabajo, este tipo de autoclave puede permitir un ahorro significativo que sólo un reducido número de piezas relativamente simples se está haciendo.

Desde el fracaso del ventilador de circulación tendrá consecuencias inmediatas e infeliz por el intercambiador de calor o elementos de calefacción, detección de falta de circulación del ventilador es de vital importancia. Esto se puede hacer de varias maneras. En primer lugar, controlar la temperatura de la superficie de la estufa, si la bobina o elemento. Si el flujo de aire no funciona, esta vendrá de repente, y el sistema de control se puede ejecutar un cierre inmediato. En segundo lugar, instale al menos uno y preferiblemente dos sensores de flujo de aire. Dado que el flujo de aire puede ser a muy altas temperaturas, esto se puede hacer con interruptores de presión montado de forma remota que se conectan a los lados de alta y baja del ventilador por medio de tubos de acero inoxidable lo suficiente como para poner los interruptores bien dentro de la zona más fría de la en el interior del buque. Estos interruptores deben ser conectados en serie en un lado del circuito de control, de tal manera que ya sea abriendo un interrumpirá la potencia del calentador, y en paralelo en el otro lado para que el equipo puede detectar que uno ha cambiado de estado.

Aislamiento

Aislamiento de fibra de vidrio interna

(tubos y tabla de depósito) aplicado por

retención mecánica, con capacidad de 450

° F (232 ° C).

La masa considerable de la vasija de presión proporciona una garantía de contención de la presión, sino que representa un disipador de calor igualmente masiva que debe ser calentado y enfriado cíclicamente en el autoclave funciona. Autoclaves de vapor son necesariamente aislado en el exterior, por lo que esta pérdida de calor inevitable. Autoclaves que utilizan aire u otro gas

emplean el aislamiento térmico en el interior, y esto incurre en una penalidad de una sola vez en el costo de la vasija de presión y un costo operativo ligero como resultado de que el volumen un poco mayor para ser interna a presión.

El aislamiento, el cual está protegido detrás de una carcasa metálica, es de tamaño para mantener la pérdida de calor dentro de un rango aceptable y para mantener la temperatura de la superficie exterior del buque por debajo de lo que podría afectar la seguridad del trabajador. En general, este es de 120 ° F (49 ° C), con 140 ° F (60 ° C) A veces se permite a los accesorios y tuberías. Dependiendo de la política de la empresa en la conservación de energía, esta temperatura se puede establecer aún más bajos.

Tanto la lana mineral y fibra de vidrio se utilizan en autoclaves. El espesor varía con la temperatura interna, que van desde un mínimo de dos a tres pulgadas de tres a cuatro veces mayor que la regla básica es de una pulgada por cada cien grados F. punto de vista económico, el mayor efecto es elevar el costo de recipientes a presión mediante el aumento de su diámetro. Esto efectivamente disuade más a especificar el grosor del aislamiento.

Uno de los factores de menor importancia es garantizar que el aislamiento puede "respirar", ya que las corrientes de aire dentro y fuera de ella ya que la presión en los cambios de autoclave. Además, la chapa de retención del aislamiento requiere una provisión para la expansión térmica. Incluso un autoclave tan corto como seis metros de experiencias de movimiento a través de una considerable diferencia de temperatura de varios cientos de grados.

La presurización

La elección del agente de presurización es impulsada por el proceso. El aire puede ser aceptable para autoclaves que funcionan a temperaturas relativamente bajas, [17] , pero puede ser totalmente inaceptable allá de eso. La inflamabilidad de los materiales de uso frecuente en piezas de material compuesto aumenta la presión, ya que la presión parcial de oxígeno aumenta. Por lo tanto, el dióxido de nitrógeno o de carbono puede ser utilizado para la presurización.

Hidroclaves el uso del agua como el medio de presurización. Desde el punto de ebullición del agua aumenta con la presión, el hydroclave puede alcanzar altas temperaturas sin la generación de vapor. Aunque simple en principio, esto trae complicaciones. Una importante capacidad de bombeo es necesario, ya que incluso la capacidad de compresión leve de agua significa que la presurización de las tiendas no

trivial de la energía. Sellos que funcionan de forma fiable contra el aire u otro gas no funcionan bien con agua muy caliente. Las fugas se comportan de manera diferente en hidroclaves, como los destellos de una fuga de agua en vapor, y esto continúa durante el tiempo que el agua permanece en el buque. Por estas y otras razones, muy pocos fabricantes que consideren la posibilidad de hidroclaves, y los precios de estas máquinas en este sentido.

Vacío

Piezas procesadas en un autoclave a menudo en bolsas de vacío para permitir que la presión para operar isostáticamente en las piezas. En forma más simple, la carga de trabajo está totalmente contenida dentro de una bolsa holgadamente ajustada hecha de plástico resistente capaz de soportar las temperaturas involucradas. Cuando el vacío se extrae, la bolsa se comprime por la presión atmosférica y compacta los componentes internos. Entre las partes y la bolsa, un material absorbente proporciona un canal para la evacuación del aire y de mechas hasta el exceso de resina expulsados durante el curado.

En el tratamiento de autoclave de piezas de materiales compuestos, la funcionalidad de bolsa de la aspiradora puede ser que la mayor variedad se puede encontrar. Algunas tiendas se dejan la bolsa al vacío total de despidos hasta después de la cura desmontaje. Otros celebrará el vacío sólo hasta que el autoclave alcanza la máxima presión. Sin embargo, otros volver a llenar la bolsa de vacío con gas inerte , generalmente nitrógeno, a presión cero.

El papel desempeñado por la presión interna de la bolsa de la aspiradora puede ser crítico en la producción consistente de alta calidad de varias capas de piezas de composite. Una bomba de expulsión puede ser utilizado para una rápida evacuación del aire dentro de un autoclave que va a ser presurizados con gas inerte. Para eliminar el oxígeno del interior y reemplazarlo con un agente de presurización que no sostiene la combustión, la forma más sencilla consiste en eliminar casi todo el aire y luego introducir el dióxido de nitrógeno o de carbono. También hay que señalar que autoclaves tienen que ser diseñados para aplicaciones de vacío tal, ya que el propio buque puede requerir refuerzos para soportar la presión externa, y las puertas de acceso y el hombre común-modo cubre a menudo son clasificadas para la presión interna y no podrá para resistir la presión externa que se deriva de vacío interior.

La capacidad de caudal de la bomba de vacío es menos importante que su nivel de vacío máximo. Cualquier flujo significativo quiere decir que hay una fuga en la bolsa de vacío, y una potente bomba a tratar de solucionar este problema, que resulta en una pérdida de vacío más pequeño mide lo que sería el caso con una bomba más pequeña. Esto serviría para ocultar las fallas en las mangas, ya que la caída al vacío sería más difícil de detectar. Dado que en el equilibrio de funcionamiento no debe haber un flujo de aire en todo, es mejor dibujar un vacío mayor que la de tratar de mantener un alto caudal.

Debe haber un tanque de vacío del tamaño adecuado receptor que puede mantener el sistema de vacío, si la bomba falla durante un ciclo de producción. Esto será posible sólo si las tuberías de vacío es prácticamente libre de fugas. Esta es la razón por fugas de vacío es una de las principales preocupaciones en las pruebas previas a la aceptación de la máquina. De un autoclave de compuestos típicos, un niño de 5 a 10 pies cúbicos (140 a 280 L) el receptor puede ser apropiado. Tenga en cuenta que el receptor debe ser el sello ASME para la presión de operación total de la autoclave, ya que es concebible que un fallo del sistema de vacío podría dar lugar a tanta presión de ser ventilados en el receptor.

Cuando varias partes están procesados, puede ser beneficioso tener una línea de vacío por separado para cada uno, lo que reduce la pérdida potencial si una bolsa de fugas de vacío durante el curado. Esto se acomoda fácilmente con tubos de alimentación múltiple de un colector único en el exterior de la autoclave.

Si el proceso genera un flujo considerable de resina de la pieza de trabajo, la especificación del proceso puede exigir trampas de resina. Algunos de los materiales pierden enormes cantidades de resina de gran movilidad durante el calentamiento, y este flujo puede trabajar a veces su camino de regreso a través de las tuberías de vacío tal vez lo suficiente como para conectar los componentes críticos. Es mucho más fácil prevenir este tipo de daño que es para repararlo.

Algunas resinas, tales como poliésteres , emiten cantidades significativas de compuestos volátiles durante el curado. Estas se llevan a cabo a través de los puertos de vacío y en ocasiones causar daños a la bomba. Las bombas de vacío mejor uso de las reservas de petróleo y la recirculación de aceite, y las sustancias volátiles se puede convertir rápidamente el aceite en una pasta repugnante. También atacan a los sellos de las válvulas de vacío y provocar depósitos de acumulación en el tiempo. Para evitar esto, puede ser necesaria la instalación de condensadores en la línea de conexión de vacío. Estos requieren de 35 ° F (2 ° C) de agua fría . Un pequeño refrigerador que añadir varios miles de dólares al costo de la autoclave, además de otros varios cientos de dólares por puerto para el condensador y el separador. Las trampas de acero inoxidable y resina deben ser diseñados y fabricados para ser fácilmente desmontado y limpiado. Naturalmente, también deben ser plenamente accesibles.

LOS CONTROLES Y LA INSTRUMENTACIÓN

Aunque gran parte de la operación de un autoclave simple puede seguir siendo manual, control de temperatura es casi siempre automatizadas, ya que esto es fácil de hacer a bajo costo. El valor de los productos elaborados en la mayoría de autoclaves justifica un alto grado de automatización. El hardware y el software disponible para la automatización de procesos industriales hace que el funcionamiento totalmente automático de un autoclave asequible y fiable. Es realista el diseño e implementación de automatización, sin los servicios de un proveedor externo, en muchos casos.

Temperatura

Al igual que con los otros parámetros, la precisión requerida de control de la temperatura depende de la especificación del proceso . El autoclave debe exceder esta capacidad por un margen suficiente para excluir toda posibilidad de temperaturas inadecuadas o excesivas en la carga de trabajo. Demasiado caliente y las partes pueden ser dañados o sometidos térmica excursión; demasiado frío y las propiedades estructurales completa no puede ser realizado. Igualmente es fundamental la prevención de la variación de la temperatura en todo el volumen de trabajo de la autoclave. Especificaciones aeroespaciales incluyen la variación máxima permitida, así como la forma de prueba para la uniformidad.

La calefacción eléctrica es casi infinitamente variables y por lo tanto se presta a la precisión de control de temperatura , por lo general ± 1 ° a ± 2 °. Este tipo de precisión que se puede lograr con indirectas de gas de calefacción, pero no tan fácilmente. La energía eléctrica elaborado por los elementos de calefacción se puede controlar a 12-bit precisión por SCR dispositivos impulsados por señal analógica de la temperatura de control . El bajo peso del elemento de calefacción hace que sea sensible, y los cambios repentinos y dramáticos en la producción - aunque generalmente no es necesario - se puede lograr.

La necesidad de exactitud y precisión[24] en la medición de la temperatura del aire dentro de la importancia autoclave lugares de la selección y aplicación de los sensores. El más barato y más fácil es un solo termopar colocado en algún lugar de la corriente de aire. Para obtener mejores resultados a un precio insignificante, un promedio de dos o tres RTD trabajar mejor, con mayor precisión y menos a la deriva. Mientras RTD responderá a los cambios bruscos de temperatura más lentamente que los termopares se, esto no importa, ya que los cambios bruscos de temperatura en autoclaves simplemente no ocurren. Se puede colocar en la entrada del ventilador de circulación, lo que uno siente el más bajo temperatura, en el supuesto de que el calentador se encuentra aguas abajo del ventilador. Otro puede ser colocado en el punto en el que el flujo de aire cambia de dirección y comienza a fluir más allá de la carga de trabajo. Una tercera parte se puede colocar cerca de la mitad. Detección de la temperatura del aire cerca de la superficie de la pared por lo general tendrá un capa límite de error, o, peor aún, un estancamiento de error.

Presión

Control de presión presenta el menor número de problemas. Dada una fuente de aire o gas de la presión suficiente y la capacidad de flujo, el sistema de control de autoclave se abre la válvula de presurización y la cierra una vez que la presión interna ha llegado al punto de ajuste. Despresurización ocurre cuando la válvula de descarga se abre. En autoclaves grandes, un silenciador o el silenciador pueden ser necesarios. Las válvulas son de encendido / apagado en lugar de la modulación, por razones de costo.

Cuando la temperatura aumenta, el gas se expande, la conducción la presión al alza. Una válvula de corte libera el exceso, manteniendo el valor de consigna.

En algunas aplicaciones, la precisión de control de la presión recae directamente en el éxito del proceso. Por ejemplo, los materiales básicos han limitado resistencia a la compresión a temperaturas elevadas, incluso un pequeño exceso de presión puede colapsar el núcleo y la ruina de la carga de trabajo. En un autoclave mal diseñados, la oscilación de la presión puede dar lugar a charlar de las válvulas de entrada y salida. Una forma de prevenir esto es la utilización de grandes válvulas para el llenado y la descarga y las válvulas pequeñas para cortar en y cerca del punto de consigna. Por otra parte, las válvulas de modulación que evitar este fenómeno.

Vacío

Con frecuencia el factor menos controlada en un autoclave, el vacío puede o no requerir de modulación. En algunos casos, no es automático en todas y consiste en poco más de una conexión con el sistema de vacío central, un manual de las válvulas de

unos pocos, y un indicador. En el otro extremo, el sistema de control de vacío puede ser considerablemente más complejo que el de la temperatura del aire.

LOS MODOS DE FALLA

El fracaso en un autoclave se diferencia sustancialmente de los defectos de maquinaria ordinaria sólo cuando se trata de la contención de la presión. Desde el aire comprimido, gas, o vapor puede almacenar energía considerable, las estrictas medidas son obligatorias por ley para evitar este tipo de incidentes. En general, la falta de recipientes a presión puede ser de dos formas. Uno de ellos es la ruptura de la embarcación, normalmente por la propagación de grietas . Grietas en el acero bajo tensión puede propagarse a velocidades de hasta más de un kilómetro por segundo. Esto resulta en la liberación de energía almacenada, uno de los efectos de los cuales es la aceleración de la ruptura en sí. Este tipo de divulgación efectiva de las explosiones. La otra forma es la falla de un dispositivo de seguridad mecánico, como el bloqueo que desactiva el mecanismo de apertura de la puerta, siempre y cuando la presión buque es superior a un valor conservador, como ¼ o ½ psi.

Con menos frecuencia, [41] no puede haber un fallo en la presunción de que un anillo breechlock puerta no puede dar vuelta cuando la puerta se encuentra bajo presión. La geometría de los resultados de leva rampas en un par de precisos de rotación tiende a abrir la puerta cuando la presión actúa contra el interior de la puerta. Esta fuerza también crea una fricción que se resiste a esta rotación. Si el coeficiente de fricción en las rampas es lo suficientemente baja, entonces el anillo de seguridad se puede mover por sí mismo. Puede incluso la hebilla de la actuadores hidráulicos utilizados para girar el anillo. Los dispositivos de seguridad en las puertas de autoclave tienen la intención de evitar que las secuencias inadecuada, no para limitar mecánicamente la puerta contra el movimiento. Por lo tanto, el interés de la seguridad es mejor cuando el sistema de control incorpora múltiples dispositivos que no sólo ofrece la redundancia , sino una variedad de métodos, el fracaso de cualquiera de las cuales no puede derrotar el sistema de seguridad completo

Modelo de autoclave observada en la UNAS

AGOTADO (“EXHAUST”)

Eliminación del aire del envase antes de proceder a su cerrado hermético.

Calentamiento de la lata y su contenido antes de sellarse. Tratamiento del contenedor bajo un vacío producido mecánicamente.

PROPÓSITOS DEL AGOTADO

Eliminar el aire de los contenidos de la lata.

Reducción de la corrosión de la hojalata (ya que lacorrosión sucede en presencia de O2).

Inhibir el desarrollo de microorganismos aerobios.

Favorecer la formación de vacío para que losextremos de las latas o tapas metálicas se veancóncavoscondición de sanidad.

Evitar el sobrellenado y facilitar la transferencia decalor. Evitar la tensión excesiva en el envase durante elproceso

PRESIÓN Y ESPACIO DE CABEZA EN PRODUCTOS

Espacio de cabeza.- Volumen no ocupado en un envase hermético es la parte más importante del sistema “Contenido- recipiente”.

VARIABLES RELACIONADOS CON EL ESPACIO DE CABEZA Y LA OBTENCIÓN DE UN AGOTADO EFICIENTE:

A) Tipo y concentración relativa de gas en el espaciode cabeza:En la mayoría de los elementos envasados el aire consistente en :

Vapor de Agua: En la Mayoría éstos se substituyen por N2 u otro gas inerte (se emplea en alimentos muy susceptibles a la oxidación, donde aún pequeñas concentraciones de O2 pueden ocasionar cambios de color, sabor, rancidez, etc. (eg.: leche en polvo, aguacate deshidratado).

B) Volumen del espacio de cabeza.-

Generalmente se supone que no debe exceder el 10% del total de la capacidad del envase. El 90% debe ser el llenado estándar establecido por la FDA. Este volumen afecta el proceso térmico. Si es pequeño la velocidad de calentamiento decrece y el tiempo requerido para destruir a un mínimo determinado de microorganismos aumenta. Si ese volumen de espacio de cabeza es muy grande el envase se ve vacío.

C) El vacío (condición de presión ) en el espacio de cabeza : Vacío .- Término usado para denotar la presión interna de un recipiente hermético. Es una medida del grado o magnitud en que el aire se ha eliminado del recipiente.

Vacío = 0

La presión en el espacio de cabeza = presión atmosférica.

Vacío = 30 (in. Hg)

Todo el aire se ha eliminado del recipiente (762 mm. Hg).

VACUÓMETRO.

Aditamento que mide la diferencia entre la presión atmosférica y la presión del recipiente. Usualmente calibrado para leer en pulgadas de mercurio.

Si la presión atmosférica (Patm) exteriores de 29.5 in Hg y la del interior de la lataes de 17 in Hg por tanto el vacío delinterior de la lata será de 29.5-17 = 12.5in Hg valor indicado en la carátula delvacuómetro.

La presión atmosférica decrece a medida que aumenta la altitud sobre el nivel del mar. El vacío en un producto envasado puede variar mucho si se procesa a nivel del mar y se comercializa en lugares muy altos o viceversa.

En algunos productos la adecuación delproceso térmico se basa en un alto vacíoinicial en el recipiente.

La presión interna es un criterio muy importante durante la esterilización, especialmente crítica en los envases de vidrio sellados:

Presiones excesivas (poco vacío) → Aflojan el cerrado

Existen normas oficiales para cada producto alimenticio envasado con especificaciones que establecen límites a estas variables.

1 mm Hg = 0.3937 in Hg.

EFECTO DE LA TEMPERATURA DE CIERRE O SELLADO EN EL GRADO DE VACÍO PRODUCIDO

A medida que aumenta la temperatura será mayor la expansión del aire, habrá un mayor desplazamiento del aire con el vapor → aumenta el vacío en el interior de la lata después de sellada y enfriada.

• Temperatura usual de agotado para frutas: 82-96 °C, Ésta es la temperatura del exhauster o túnel de agotado.

• Temperatura en el centro de la lata: 76.6° C – 82°C.

A medida que aumenta la temperatura de sellado aumenta el vacío obtenidoen los envases después del enfriamiento.

RELACIÓN TEMPERATURA – VACÍO

Los envases que abandonan la planta procesadora en condiciones “buenas” desarrollan una presión interna ligera durante el almacenamiento en un clima cálido. Se observan abombamientos ligeros. • Los envases son más propensos a colapsarse durante su transportación en épocas frías. La baja temperatura aumenta el vacío y se incrementa el efecto de la presión atmosférica sobre las paredes del recipiente. Si los envases grandes se someten a un agotado excesivo pueden deformarse e incluso colapsarse.

EFECTO DEL ESPACIO DE CABEZA EN EL GRADO DE VACÍO PRODUCIDO • Volumen del Espacio de CABEZA.- A medida que aumenta el volumen del espacio de cabeza aumenta el vacío (hasta cierto límite). Si se rebasa este límite disminuye el vacío debido a que la relación entre el área que produce el vapor y el aire que hay que desplazar se reduce mucho cuando el volumen del espacio de cabeza se incrementa demasiado. • El espacio de cabeza adecuado depende del tamaño de la lata, experimentalmente se ha determinado que es de un 6 – 10% en relación con la altura total. • Cuando el espacio de cabeza es muy pequeño o la temperatura de agotado es baja, aumenta el riesgo de abombamiento.

MÉTODOS DE AGOTADO 1.- AGOTADO TÉRMICO Y/O LLENADO EN CALIENTE.- Se calienta el contenido del recipiente a 85°C – 90 °C antes de cerrarlo. Se produce el vacío con la concentración de los contenidos y la condensación del vapor de agua después del sellado y enfriamiento. Se adapta mejor para productos que se calientan rápidamente (aquellos envasados en jarabes o salmueras). No es adecuado para alimentos sólidos o que transfieren el calor por conducción. Se emplean exhausters (túneles de vapor) en productos fluidos muy viscosos (sopas, mermeladas). Se calienta el producto a temperatura de ebullición y se llena elrecipiente, se sella, esteriliza y enfría. El vaporproducido durante la ebullición desplaza al aire y ocupa el espacio de cabeza. 2.- AGOTADO MECÁNICO.-

Una porción de aire en el espacio de cabeza del recipiente se extrae mediante una bomba de vacío directamente al cerrar. Se utiliza en productos muy sensibles al calor, pasteurizados, secos o que necesariamente requieren un vacío (eg. Leche en polvo). Generalmente es la técnica con la que se obtiene vacío más alto. Se adapta a una amplia variedad de alimentos envasados. Sin embargo, no es eficiente para productos líquidos con grandes cantidades de aire disuelto u ocluido. 3.- DESPLAZAMIENTO DEL AIRE DEL ESPACIO DE CABEZA POR VAPOR: Se inyecta vapor en el espacio de cabeza para que “barra” el aire y lo sustituya. Se cierra el recipiente inmediatamente, se produce el vacío cuando se condensa el vapor en el espacio de cabeza. Se usa en productos muy viscosos, sólidos (sopas concentradas, frijoles refritos). Lo más eficiente y práctico para obtener el vacío deseado es la combinación del agotado térmico y desplazamiento por vapor o de llenado en caliente y desplazamiento por vapor o bien llenado al vacío seguido de desplazamiento por vapor.

Modelo de túnel euxhauster observado en laUNAS

Sobre las cintas transportadoras se colocan las latas ya decoradas y se agrega líquido de cobertura caliente, para pasar al túnel de vapor o exhauster, por un

tiempo que varía entre 1 y 1.5 minutos.

Maquina continuo al final del

túnel exhauster: SELLADORA DE LATAS.

III.- CONCLUSIONES

Se adquirió conceptos previos y generalesde las autoclaves y túnel exhaustico.

Se aprendió la importancia de uso de cada máquina en enlatados.

Se conoció los diversos usos por cada tipo de autoclave.

Se profundizo los materiales y construcción de los autoclaves industriales.

Se supo lo básico con respecto al uso del túnel exhaustico en envasados al

vacío.

IV.- BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Autoclave

http://www.tecnologias-sanitarias.com/MD/93-42-EEC-esp.pdf

http://www.directindustry.es/fabricante-industrial/autoclave-62736.html

http://www.inti.gov.ar/sabercomo/sc36/inti5.php

http://es.wikipedia.org/wiki/Autoclave

http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:erJHgjR_uCcJ:docencia.izt.uam.

mx/lyanez/tecnofrutasI/material_adicional/Agotado.ppt+tunel+exhaustER&hl

=es&gl=pe&pid=bl&srcid=ADGEESjSiOCGM-

sAAKVIJDa9KHaIPU3An0Y0O2dodGYReBiXS0aEluJGTMdR5Tk-

mXXwvKZa25NOfKw7lWpcfg2QuByL9-IMUyOGNQSN4YMjJxX9dXnRCgOu-

NtrT9nBDz4PiD9TLrkS&sig=AHIEtbRQ455GI8ieNDQUkPmCW3GeGK3uCQ

http://www.monografias.com/trabajos15/encurtidos/encurtidos.shtml