Estudio y reingeniería de equipos y ductos para cocción de azúcar en vacio

Abstract

El uso de ductos y recipientes sometidos a presión en la industria de elaboración de productos alimenticios es de suma importancia para poder llevar a cabo gran cantidad de procesos y transiciones entre los mismos. Para garantizar un seguro y continuo funcionamiento de los sistemas es necesario ser cuidadosos al momento de diseñar, construir y mantener los equipos y partes que los componen. Existe un código creado por la ASME (American Society of Mechanical Engineers) que instruye a los ingenieros en el diseño, cálculo y construcción de calderas y recipientes sometidos a presión, y que establece los más altos estándares de calidad y seguridad con gran aceptación a nivel mundial. El presente Proyecto de Título tiene por objetivo el mejoramiento en la confiabilidad y operatividad de un sistema de vacío, usado para cocción de azúcar en la planta de IANSA S.A Chillán, el cual ha presentado colapso en algunos de sus elementos constituyentes debido a las extremas condiciones de presión a las cuales es sometido de forma continua. El primer paso para el desarrollo de este trabajo es conocer el sistema a evaluar, el proceso en que es usado y los equipos que lo componen para luego dar lugar al estudio y comprensión del Código ASME que pone a nuestra disposición varios procedimientos y criterios aptos para cumplir con el objetivo de este proyecto. Los procedimientos mencionados, que permiten obtener las presiones admisibles en ductos y equipos según su espesor de pared, son explicados pasó a paso con el fin de permitir una mejor y más clara aplicabilidad de ellos. En consideración de todo lo anteriormente mencionado se generan dos casos de cálculo, el primero para analizar la presiones admisibles y de operación alcanzables por el sistema en condiciones actuales y sin correr riesgo de falla y el segundo que corresponde al recálculo de espesores de los equipos y partes que componen el sistema para lograr operar a presión interna de 0,01 MPa absoluto o bien una presión externa de 0,09 MPa la cual se establece como ideal para este tipo de proceso. Una vez obtenidos los resultados de los dos casos de cálculo se proponen dos opciones para lograr la operación del sistema bajo las condiciones deseadas, una de reparación de los elementos existentes, que se detalla y formula conforme a lo exigido por el código ASME, y otro caso que considera la instalación de un nuevo sistema el cual cumpliría con las dimensiones de diseño a partir de la misma herramienta (Código ASME).Mediante el uso de software se analiza y respalda el apoyo que realmente proporcionan las mejoras propuestas para finalmente establecer un análisis económico simple que permite aclarar cuál es la mejor opción en estos términos.