Cualquiera que sea su proceso, las probabilidades son muchas que un equipo moderno al vací­o de vapor a chorro le pueda ayudar a aumentar Ia eficiencia de operación de su planta y además disminuir sus costos de operación.

library_technicalarticles_10_pic1Los sistemas al vacío de vapor a chorro proporcionan un servicio economico para procesos de alto vacío porque su fuente de energía es vapor relativamente a baja presión. Además no contienen partes movibles y por consiguiente son casi completamente libres de mantenimiento. Un sistema al vacío de vapor a chorro usado en servicio de refrigeración, por ejemplo, no requiere refrigerantes químicos ni contiene partes mecánicas movibles. Tal sistema enfría grandes cantidades de agua, usadas en el proceso, a costa mínimo sin necesidad de operadores entrenados y virtualmente sin mantenimiento. Muchas instalaciones similares enfrian agua de sistemas en compañias grandes de productos químicos, papel y comida procesada en los Estados Unidos.

El Sistema Básico: La unidad básica en el sistema al vacío de vapor a chorro es el expulsor, un aparato que convierte Ia energía de presión de un fluido estimulante en energía de velocidad para poder atrapar el fluido de succión … y luego comprime los fluidos ya mezclados por medio de Ia conversión de Ia energía de velocidad de nuevo a energía de presión. Los expulsores son constituidos por tres partes esenciales: el pitón, Ia camara de mezcla, y el dispersador (vea Ia Fig. 1 ). Un fluido estimulante a alta presión entra por 1, se expande a traves del pitón de convergencia y divergencia a 2. El fluido de succión entra por 3 y se mezcla con el fluido estimulante en Ia camara mezcladora, 4. Ambos son comprimidos de nuevo a traves del dispersador a Ia posición 5. El dibujo tambien ilustra los cambios que ocurren en Ia presión y velocidad.

Materiales de Construccion del Expulsador: Expulsadores de vapor a chorro son usualmente hechos de hierro fundido o acero con pitones de acero inoxidable. Los dispersadores en tamaños pequeños (3.8 em – 5.0 em) son usualmente de bronce. Perc estas unidades son frecuentemente especificadas en aleaciones especiales y plasticos tales como carbón y acero inoxidable, Monel, Hastelloy, Niresist, Haveg, Teflon, hule, plomo, titanic, polyesters y otros materiales requeridos para aplicaciones especiales.

library_technicalarticles_10_pic2Tipos de Sistemas: Los expulsadores generalmente se clasifican en cuatro tipos basicos: acción única; acción múltiple sin condensación; acción múltiple con condensación; y acción múltiple con etapas con condensación y sin condensación. Expulsadores de acción única son los más simples y corrientes. Son recomendados generalmente para presiones de Ia atmósfera a 76 mm.Hg. Abs, estas unidades descargan cerca o a Ia presión atmosférica. Expulsadores de acción múltiple sin condensación operan cuando se requieren presiones mas bajas en succión.

Expulsadores de acción múltiple con condensación vienen con dos o más etapas. Un condensador intermedio entre las etapas condensa el vapor de Ia etapa previa y reduce Ia presión. Este diseño se recomienda generalmente para presiones de succión de los 100 mm. Hg. Abs. a los 12mm. Hg. Abs. en unidades de dos etapas; de los 25mm. Hg. Abs. a los 2mm. Hg. Abs. en unidades de tres etapas. Para tratar cantidades grandes de vapor condensable, un condensador generalmente sigue al “booster” de Ia primera etapa. Un expulsador de dos etapas para comprimir los no-condensables a presión atmosférica sigue al condensador.

Aplicaciones: Sistemas al vacío de vapor a chorro encuentran su aplicación donde sea que se requieran presiones sub-atmosféricas. Esto cubre Ia industria química entera – productos químicos pesados, farmaceuticos, comidas, refinación de aceites vegetales, aceites esenciales y salsas, fertilizantes y otros. Además esta incluído en todos los procesos: cristalización, evaporación, deodorización, aeración, desecación de sólidos, enfriamiento de líquidos y sólidos, destilacion al alto vacío, metalurgia al vacío, filtración y aún Ia simulación de grandes alturas y pruebas de motores de cohete.

Refrigeración al Vacío: La refrigeración al vacío es una de las aplicaciones mayores para el vapor a chorro. El agua, o una solución acuosa, o una suspensión, literalmente se enfria ella misma. En el vacío apropiado no se requiere ningún otro refrigerante. Esta gran ventaja, acompanada por Ia ausencia de partes movibles, ruido y vibración, más que justifica Ia sustitución de refrigeración al vacío por muchas de las aplicaciones de refrigeración mecánica. Estas mismas ventajas también son aplicables al enfriamiento al vacío directo de muchos sólidos humedos, o aquellos que se puedan regar con agua durante o antes de enfriar, tales como verdudas frescas, moras y frutas pequeñas.

Enfriamiento Instantáneo: Enfriamiento instantáneo de altas o intermedias temperaturas de proceso a o cerca de Ia temperatura ambiental usualmente no se clasifica como  refrigeración. Pero tales requisitos de enfriamiento intermedio se estan volviendo más y más importantes en las industrias de comida, productos químicos y procesos relacionados.

Enfriamiento instantáneo al vacío puede ser continuo y rapido al compararse con el tiempo requerido para enfriamiento en almacenaje, o con el muy costoso equipo de transferencia de temperatura requerido para otros metodos de enfriamiento contínuo. Enfriamiento al vacío provée grandes economías en equipo de transferencia de temperatura en soluciones viscosas, pero aún rinde mayores economías en soluciones altamente corrosivas tales como acido fosfórico. Como no requiere una superficie para Ia transferencia de temperatura, el material puede fluir continuamente a traves de una camara forrada con hule. Ciertos sólidos se precipitan como soluciones en muchos procesos de enfriamiento. En los canjeadores de temperatura convencionales las superficies rapidamente se obstruyen y se vuelven inefectivas. Pero en el enfriamiento al vacío, Ia materia sólida se puede acumular sin afectar el proceso de enfriamiento, el cual se lleva a cabo en Ia superficie del líquido en contacto con el vacío. La reducción del requerimiento de limpieza añade a las economías. En Ia actualidad los sólidos no se asientan en Ia superficie del envase, pero probablemente se mantienen en suspensión.

library_technicalarticles_10_pic2Evaporación: La evaporación probablemente usa mas expulsadores de una o dos etapas que cualquier otro proceso. Miles de evaporadores en las industrias de comida, productos qufmicos, y otros procesos operan al vacío. Ciertos productos requieren vacíos muy altos para remover Ia humedad a baja temperatura. Para este servicio hasta seis etapas se encuentran en usos comerciales.

Otros Procesos: Otros procesos de importancia incluyen cristalización, desecación, aeración, filtración, impregnación al vacío, deodorización, etc. Expulsadores a vapor de tres etapas, semejantes al equipo al vacío usado para Ia refrigeración al vacío, operan deodorizadores de aceite vegetal en cientos de instalaciones dentro de los Estados Unidos y en otros países. En estas unidades se comprimen cantidades sustanciosas de vapor de una presión de aproximadamente 6mm. a SOmm. Hg. o más, donde agua de cualquier fuente industrial conveniente lo condensa junto con el vapor estimulante.

Depuración al Vacío: Un fabricante de expulsadores de vapor, Croll Reynolds Co. Inc., ha desarrollado un depurador al vacío extremadamente eficiente llamado Scrub-Vactor. Esta unidad remueve los vapores orgánicos del vapor deodorants depurador. El material orgánico recobrado sorprendentemente es muy puro y libre de emulsificaciones. El valor de este material en el mercado paga por Ia instalación en uno o dos afios, pero Ia ventaja mayor es Ia eliminación de Ia contaminación del agua del condensador.

Equipo al vacío de vapor a chorro en Ia operación de su proceso le puede rendir grandes ahorros sobre equipo mecánico convencional en costo inicial de equipo, costo de operación, y especialmente en mantenimiento.

Examínelo.

Por S.W. Croll, Presidente Croll Reynolds Co., Ltd.