Las plantas industriales requieren de diferentes tipos de recipientes. Algunos cumplen con la finalidad de almacenar sólidos o líquidos que se dirigen a otro recipiente o que convergen ahí después de algún procedimiento. Estos reciben el nombre de tanques de almacenamiento.
El diseño de estos tanques depende de la sustancia o material a almacenar. Entre las operaciones que se pueden realizar en estos recipientes están: agitación, calentamiento o enfriamiento, distribución, refinación y tratamiento químico. Estas operaciones requieren de ciertos dispositivos para llevarse a cabo.
Estos pueden incorporarse al tanque por medio de una soldadura o simplemente colocarse dentro de este. En el caso del calentamiento o enfriamiento una posibilidad es utilizar chaquetas, es decir, coberturas para cumplir estos propósitos. El tanque que se complementa con una cubierta de este tipo se le llama tanque enchaquetado.
¿Qué son los tanques de proceso?
Se caracterizan porque permiten realizar diversos procesos en el mismo tanque. Son muy comunes dentro de industrias como la alimentaria, de bebidas, láctea, farmacéutica, entre otras.
Cada tanque es fabricado de acuerdo con los procesos que se van a desarrollar en él y según el campo de aplicación al que va a ser destinado, por lo tanto, puede haber tanques con características muy distintas. A pesar de esto, los tanques de proceso se dividen principalmente en tres:
- Tanques con agitación. Su propósito es mezclar y homogeneizar las sustancias que contienen o su temperatura.
- Tanques calefaccionados. Su objetivo es tener control de la temperatura de los productos que se están procesando. Estos tanques pueden hacer uso de diversos aparatos para atemperar las sustancias contenidas como las chaquetas de enfriamiento o calentamiento, los aislamientos tipo barrera, las resistencias y los serpentines.
- Tanques combinados. Representan la fusión de los tanques anteriores, pues han sido diseñados para realizar los dos procesos: mezclar y mantener una temperatura específica, al mismo tiempo.
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La temperatura, la fricción y la viscosidad son variables que debes considerar para saber el tipo de lubricación que necesitas. Conoce más sobre estos sistemas en nuestro artículo.
¿Qué es el tanque enchaquetado?
Un tanque enchaquetado es un recipiente que está equipado con una chaqueta de enfriamiento o calentamiento, es decir, con una cubierta que hace posible que un producto se mantenga o llegue a una temperatura específica, según las necesidades industriales para las que haya sido destinado el tanque.
La incorporación de una chaqueta de calentamiento o enfriamiento al tanque permite un adecuado manejo de la temperatura.
La chaqueta va de forma externa recubriendo al tanque que, en la mayoría de las ocasiones, está provisto de algún tipo de agitador (de hélice, paleta, de rodillos, turbina, vertical) para mejorar la transmisión de calor.
Las industrias optan por utilizar una chaqueta cuando el tanque necesita de una limpieza interior frecuente o condiciones de higiene, siendo complicado colocar otros sistemas de intercambio de calor internos como los serpentines (tubo espiralado).
Tipos de tanque enchaquetado
Los tanques enchaquetados pueden clasificarse según el estilo de transferencia de calor que se utilice en la chaqueta. Hay tres opciones:
- Chaqueta doble pared
- Chaqueta media caña
- Chaqueta de hoyuelos
La elección de una u otra va a estar condicionada por la aplicación y composición de los productos involucrados en el proceso industrial. En relación con el rendimiento, las tres proporcionan excelentes resultados. Debido a su alto uso en la industria de los alimentos, a continuación ahondamos en las camisas o chaquetas con hoyuelos o dimple-jackets.
Dimple-jacket
Una dimple-jacket es una lámina con hoyuelos de acero inoxidable que se añade al recipiente.
Los hoyuelos se sueldan alrededor del tanque, por lo que entre la chaqueta y el cuerpo de este se crea un espacio en el cual se introduce agua caliente o vapor a presión que cede calor al cuerpo principal del tanque. Los hoyuelos cumplen con la función de dispersar de manera uniforme el flujo de calor. Asimismo, son útiles para los procesos de enfriamiento que involucran agua fría, helada y con refrigerante.
Al igual que en los tipos de tanques enchaquetados, la fuente de calor de estas chaquetas depende de los productos que se estén produciendo. Esta elección es de suma importancia porque puede impactar de forma directa en la eficiencia de los ciclos de producción y en el resultado final.
Cada fuente de calor tiene sus ventajas. El beneficio principal del vapor es su alta eficiencia, pues su transferencia de calor es mucho más rápida que la del agua. Esto se explica porque los gases tienen una energía cinética mayor que la de los líquidos.
Así, cuando el vapor se enfría y cambia de estado (de sólido a líquido), la cantidad de calor que transfiere es mucho mayor. Por lo tanto, si se quiere calentar cualquier sustancia en menor tiempo y con una menor inversión térmica, lo mejor es decantarse por el vapor como fuente de calor.
La transferencia de calor que se logra con las chaquetas permite mantener una cierta temperatura y el estado líquido del producto, evitando solidificaciones.
A pesar de lo anterior, hay productos cuya fuente calorífica debe ser el agua caliente. Estos son aquellos en los que la transferencia rápida de calor puede arruinar su consistencia y, por ende, el producto final. Algunos ejemplos son los chocolates y las salsas.
En el caso del agua, esta va a calentar de forma gradual. En otras palabras, al utilizar esta fuente, el calor va a propagarse lentamente sin afectar las sustancias que se estén cocinando o produciendo.
¿Cómo reconocer una dimple-jacket de calidad?
Los tanques enchaquetados con este tipo de camisas se prefieren por su excelente transferencia de calor a lo largo del tiempo; sin embargo, debes ser cuidadoso al revisar que las camisas o chaquetas cumplan con los siguientes tres puntos para asegurar su calidad:
- Distancia. La disposición de los hoyuelos en las paredes de la camisa influye en la resistencia que esta pueda tener; así, a hoyuelos más juntos, paredes más fuertes. Un patrón ideal es de 2″ x 2″ (2″ arriba/abajo y 2″ izquierda/derecha), aunque claro, todo depende del producto que estés calentando/enfriando.
- Grosor. El grosor del material de los hoyuelos tiene efectos directos en el tiempo de vida de la camisa. Por esta razón, te recomendamos que el calibre de tus dimple-jackets sea 12 o 14 para tener paredes más gruesas, pesadas y duraderas.
- Soldadura. Los componentes estructurales deben soldarse directamente al recipiente y después trabajar con la camisa alrededor de estos. De otra forma es posible que la soldadura directa de los soportes a la chaqueta modifique la expansión/contracción de la chaqueta durante los ciclos de calentamiento o enfriamiento.
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Las dimple-jacket se colocan normalmente en la parte cilíndrica del tanque, puesto que esta área es la más expuesta a la temperatura del entorno. Las chaquetas pueden complementarse con controles y accesorios como sistemas de recirculación de agua o válvulas manuales.
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Operación del tanque
Durante la operación del tanque enchaquetado hay que estar al tanto en todo momento de la temperatura, el nivel de los líquidos y la velocidad de agitación.
La temperatura debe medirse con un propósito de monitoreo. También es necesario calcular el volumen de la sustancia en el tanque y la cantidad de producto para evitar cualquier derrame.
El tamaño de una dimple-jacket depende de la transferencia de calor necesaria.
Asimismo, se debe prestar atención a la agitación para evitar desigualdades de concentración o temperatura al interior del tanque, lo que puede provocar productos finales no deseados, por ejemplo, con disminución de rendimiento o residuos.
Los recipientes sujetos a presión son artefactos o aparatos construidos para operar con fluidos o gases a presiones superiores a la atmosférica. Conoce las normativas que rigen su diseño aquí.
Aplicaciones
Un tanque enchaquetado es requerido, principalmente, por la industria alimentaria para:
- Deareación. Quitar oxígeno.
- Mezcla de sabores (helado).
- Enfriamiento (jarabes, rellenos, salsas).
- Cocimiento (jarabes, huevo líquido, salsas).
- Fermentación (esponjas líquidas, masa para pan, yogurt).
- Pasteurización (crema, leche, bebidas de frutas, salsas ligeras).
- Procesamiento de productos viscosos (crema ácida, mantecas, salsas pesadas).
Además de la industria alimentaria, otras como la cervecera, la farmacéutica, la química, la tequilera y la vinícola también requieren de tanques enchaquetados para mantener la temperatura de los líquidos o sustancias que contienen sus tanques de almacenamiento.
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Te invitamos a leer nuestro artículo contenedores industriales donde te proporcionamos información sobre sus características, aplicaciones y tipos existentes.
