Vapor Limpio y Puro

¿Ha considerado la calidad de su vapor? En la producción de determinados artículos, tales como alimentos, productos electrónicos y farmacéuticos, es fundamental poder contar con vapor de alta calidad. Para satisfacer esta necesidad, lo ideal sería utilizar vapor sin condensado, suciedad ni otro tipo de impurezas (o casi sin ellas). El objetivo de la producción de vapor filtrado, limpio o puro es aproximarse todo lo que sea posible al estado ideal del vapor para cada aplicación específica.

Como el vapor se obtiene a través de la ebullición del agua, es fácil creer que el vapor producido a partir de agua destilada o purificada puede considerarse suficientemente limpio. Sin embargo, en realidad, el proceso no es así de simple. El vapor limpio debe generarse en un estado de alta calidad, la cual debe mantenerse a lo largo de la distribución y la aplicación del vapor. El vapor puro puede tener requisitos aún más estrictos.

Factores que inciden en la calidad del vapor

Hay tres factores principales que pueden incidir en la calidad del vapor:

• La calidad del agua de alimentación de la caldera (procesamiento y tratamiento)
• Los equipos de generación de vapor
• Las tuberías y las válvulas de distribución de vapor

En general, al agua que se usa en calderas se le somete a un tratamiento de ablandamiento que reduce la concentración de iones de magnesio y calcio, a menudo presentes en un nivel aceptable en el agua. Toda suciedad visible se eliminará en esta etapa.

Aun así, seguirá habiendo pequeñas cantidades de estos iones, además de otros iones que no son tomados en cuenta por los tratamientos de aguas convencionales. Asimismo, el agua de alimentación de las calderas puede contener gases, tales como oxígeno y dióxido de carbono, e incluso trazas mínimas de contaminación de recubrimientos de protección aplicados a la mayoría de las tuberías y calderas estándar.

Cuando el agua se convierte en vapor y se eleva desde la caldera, los gases disueltos en el agua también pueden elevarse y fluir junto con el vapor. Además, gotículas de agua de la caldera pueden quedar adheridas a la superficie externa de las burbujas de vapor a medida que rompen la superficie del agua, lo que hará que el vapor arrastre todos los iones y trazas de productos químicos contenidos en el agua. Como resultado, estos contaminantes, a menos que los elimine con medios de separación, a menudo son capaces de llegar a los equipos que consumen vapor, en donde podrían poner en riesgo la calidad y la seguridad del producto. En aplicaciones sensibles, es fundamental pensar detenidamente en los contaminantes que podrían estar presentes en el agua de la caldera y tomar las medidas necesarias para eliminarlos, según sea necesario.

Diferentes niveles de calidad del vapor

Hay diferentes niveles de calidad del vapor dependiendo de la aplicación. Los sistemas deben diseñarse de modo que se alcance el nivel de calidad requerido. A continuación, presentamos algunos ejemplos generales:

Sistema de vapor típico (vapor en planta)

• Se utiliza en aplicaciones de calentamiento indirecto. En general, pequeñas cantidades de impurezas no causarán problemas.

Vapor filtrado

• El nivel de calidad de vapor que se utiliza en ciertos procesos de elaboración de alimentos. El vapor se filtra inmediatamente antes de su uso.

Los más altos niveles de calidad de vapor (vapor limpio y puro)

• El agua de la caldera ha sido sometida a un tratamiento para eliminar contaminantes potenciales; el vapor se genera y se transporta utilizando equipos de acero inoxidable para prevenir la contaminación durante su distribución.

Producción de vapor limpio/puro

El vapor limpio y el vapor puro deben satisfacer requisitos muy estrictos que pueden variar según la aplicación final. El agua que se utiliza para generar ambos tipos de vapor de alta calidad debe estar virtualmente libre de impurezas. Un proceso común para lograr esto es la ósmosis inversa (OI), que utiliza una membrana fina semipermeable para eliminar físicamente las impurezas.

Además de garantizar la calidad del agua, las superficies de calentamiento que entran en contacto con el agua y con todas las válvulas y tuberías usadas en la distribución de vapor, deberían ser de acero inoxidable de alto grado para minimizar la contaminación y preservar la calidad del mismo. Como resultado, muchos procesos que consumen vapor limpio/puro utilizan un generador de vapor de acero inoxidable por separado y suministran calor a ese generador con vapor común de la planta, con lo que se aísla eficazmente la línea de vapor limpio/puro.

¿Más limpio todavía?

En su definición del máximo nivel de calidad de agua, las normas JIS (Japanese Industrial Standards) incluyen criterios tales como una muy baja concentración total de carbono de origen orgánico (la cantidad de carbono contenida en la materia orgánica) y una resistencia eléctrica de 18MΩ⋅cm o superior, pero no menciona límites específicos para todas las impurezas posibles.

La calidad del agua puede controlarse aún más mediante la aplicación de tratamientos adicionales, tales como el tratamiento con carbón activado, tratamiento UV o ultrafiltración. Con el objeto de generar vapor puro, a menudo considerado el máximo nivel de calidad de vapor, también puede ser necesario eliminar rigurosamente la presencia de productos químicos y microorganismos. El vapor puro se usa habitualmente en aplicaciones farmacéuticas o en procedimientos de esterilización en sitio (SIP, Sterilization in Place).

La siguiente es una guía general que ofrece algunos ejemplos de diferentes niveles de calidad de vapor y sus aplicaciones:

Separadores y su Papel en Sistemas de Vapor

Problemas de Temperatura Ocasionados por el Aire