Al seleccionar una válvula para una línea de vapor en una planta de alimentos, conviene distinguir primero si “el vapor entra en contacto directo con el producto o no”. A partir de ahí, si se controlan tres puntos —la higiene del material y del sello, la reducción de presión adecuada a la presión de servicio y las condiciones reales de caudal—, resulta más fácil compatibilizar la gestión higiénica con el ahorro de energía. En las plantas de alimentos, donde abundan las aplicaciones de calentamiento, esterilización, humidificación y limpieza, seleccionar solo por el diámetro de catálogo tiende a provocar sobredimensionamiento o subdimensionamiento, así como condensación o acumulación de líquido. A continuación ordenamos, en el orden que sigue la práctica real, los criterios de decisión que conviene verificar al seleccionar.
Puntos clave de este artículo
- Según se trate de una “aplicación directa”, en la que el vapor toca el producto o la superficie de contacto con el alimento, o de una “aplicación indirecta”, como el calentamiento por camisa, cambian el nivel de higiene y el material requeridos.
- El ahorro de energía es la suma de “reducción a la presión adecuada”, “control de fugas y de pérdidas de calor” y “diámetro acorde con las condiciones de caudal”; no existe una única válvula milagrosa.
- Si se controla no solo el caudal máximo, sino también el caudal mínimo y las variaciones de la presión de entrada, mejora la precisión de la selección.
Distinguir el nivel de higiene según sea aplicación directa o indirecta
Aun tratándose de la misma línea de vapor, la higiene exigida a la válvula difiere entre una aplicación directa, en la que el vapor se inyecta sobre el alimento o la superficie de contacto con el alimento, y una aplicación indirecta, en la que el calor se transmite a través de un intercambiador de calor o una camisa. En las aplicaciones directas hay situaciones en las que se maneja vapor de alta pureza (el llamado vapor limpio), por lo que la elección del material de las partes en contacto con el fluido y del material del sello adquiere mayor importancia.
Como referencia general, para las partes en contacto con el fluido y con el vapor se utiliza acero inoxidable (SUS304, SUS316, etc.), y para el material del sello y del diafragma se eligen materiales que consideren la resistencia al calor y la aptitud para uso alimentario. El punto de partida para una selección sin excesos ni carencias es confirmar primero, tanto en los planos como en la operación, a cuál de las dos aplicaciones corresponde la línea de la propia planta.
Observar el material, el sello y la “facilidad de limpieza”
En la gestión higiénica, además del material en sí, también son criterios de decisión la facilidad de desmontaje y limpieza y la menor tendencia a que se formen acumulaciones de líquido o zonas muertas (dead legs). Las formas de estructura compleja, en las que el agua de limpieza o el condensado tienden a estancarse, pueden convertirse, según las condiciones, en un foco de suciedad o de microorganismos. Es más seguro verificar, incorporando también el punto de vista del personal de mantenimiento, si la válvula se adapta a la operación de inspección y desmontaje periódicos y a la limpieza CIP (limpieza in situ).
El ahorro de energía es la suma de “presión adecuada, control de fugas y diámetro adecuado”
El efecto de ahorro de energía no lo determina una sola válvula, sino la suma de varios factores. En primer lugar, en vez de enviar el vapor a alta presión tal como se genera, ajustar con una válvula reductora la presión necesaria de cada equipo facilita reducir el calor desperdiciado y el consumo excesivo de vapor. A continuación, reducir las fugas en las conexiones y en la prensaestopas, así como las pérdidas de calor por falta de aislamiento, es una medida discreta pero de efecto fácil de obtener.
Elegir un diámetro acorde con las condiciones de caudal
Un aspecto importante tanto para el ahorro de energía como para un control estable es adecuar el diámetro. Si se selecciona ajustándolo sin más al tamaño de la tubería, puede resultar sobredimensionado respecto al caudal real, con lo que el control se vuelve inestable o pierde eficacia en la zona de caudal mínimo. A la inversa, si es demasiado pequeño, aumenta la pérdida de carga. Como criterio, conviene identificar no solo el caudal máximo, sino también el caudal mínimo, que varía entre el arranque y el régimen estable, así como el rango de variación de la presión de entrada, y seleccionar según el caudal real previendo cierto margen.
Preguntas frecuentes
Q1. Por ser una planta de alimentos, ¿deben ser todas las válvulas de acero inoxidable?
A1. Como referencia básica, el acero inoxidable se aplica en las partes en contacto con el fluido y con el vapor y en los puntos con posible contacto con el alimento. No es necesariamente imprescindible uniformizarlo hasta las zonas de aplicación indirecta con bajas exigencias higiénicas; se decide según cada aplicación.
Q2. ¿Cuánto ahorro de energía se obtiene al instalar una válvula reductora?
A2. Como el efecto varía mucho según las condiciones de presión, el caudal y la operación, no se puede indicar una cifra única. Entiéndalo bajo el criterio de que bajar la presión excesiva a la presión necesaria tiende a favorecer la reducción del consumo de vapor y de las pérdidas de calor.
Q3. ¿No basta con ajustar el diámetro al tamaño de la tubería?
A3. Tomar como criterio el tamaño de la tubería tiende a producir un sobredimensionamiento. En muchos casos es más ventajoso, tanto para la controlabilidad como para el ahorro de energía, seleccionar tomando como base el caudal real (en especial el caudal mínimo) y la presión de entrada.
Q4. ¿Cambia la selección entre vapor limpio y vapor normal?
A4. Cuando en una aplicación directa se exige pureza, pueden cambiar los requisitos del material de las partes en contacto con el fluido, del material del sello y del acabado superficial. Es más seguro seleccionar tras definir con claridad la aplicación y el nivel de exigencia.
Q5. ¿Qué hay que tener en cuenta al renovar una válvula existente?
A5. En lugar de buscar un equivalente solo por el número de modelo, se verifica si el caudal, la presión y la operación han cambiado entre aquel momento y la actualidad. Si ha habido cambios en la operación, revisar las condiciones aprovechando la renovación mejora la precisión de la selección.
Q6. ¿Qué hacer si no se conoce el caudal mínimo?
A6. Se confirma con el área de operación el estado en condiciones de baja carga, como el arranque o la operación de mantenimiento de calor. Si no se dispone de elementos de juicio suficientes, lo más seguro es recurrir a una consulta técnica tras ordenar las condiciones.
Resumen
La selección de válvulas de vapor en una planta de alimentos es un trabajo que parte de distinguir entre aplicación directa e indirecta y va sumando la higiene y la facilidad de limpieza del material y del sello, junto con el ahorro de energía derivado de la presión adecuada, el control de fugas y el diámetro adecuado. En todos los casos, la precisión depende de partir de una “referencia” y trasladarla al caudal real, la presión y la operación de la propia planta.
Si tiene inquietudes como “conozco el tamaño de la tubería, pero no puedo juzgar si el diámetro es el adecuado”, “conozco el caudal máximo, pero desconozco el caudal mínimo” o “quiero seleccionar un equivalente a una válvula existente, pero la operación ha cambiado”, ordene las condiciones y aproveche la consulta técnica y de selección de Yoshitake. A partir de la aplicación, las exigencias higiénicas y las condiciones de caudal y presión, estudiaremos junto a usted la selección de válvula más adecuada.