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PROCESOS DE MANUFACTURA

CO2

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3. CO2 Objetivo Esta sección pretende dar una visión general del dióxido de carbono como materia prima para nuestras bebidas.

Principios de Operación Funciones del dióxido de carbono en la bebida: El dióxido de carbono gaseoso de es uno de los elementos más importantes del atractivo de las bebidas carbonatadas. La correcta proporción de dióxido de carbono en la bebida mejora su sabor y apariencia. El dióxido de carbono imparte un sabor picante, ligeramente ácido al producto terminado; además mejora la apariencia visual de la bebida. Cada producto en particular debe ser carbonatado al nivel más adecuado para ese sabor. Además de estas importantes contribuciones al sabor y a la apariencia del producto, el dióxido de carbono actúa en cierta medida como preservativo. Mientras esto no disminuye la necesidad de que se sigan estrictamente los procedimientos de saneamiento, el CO2 proporciona al producto una garantía de protección sanitaria adicional, por tanto, alarga su vida de anaquel.

Función del CO2 en el Equipo de Producción El dióxido de carbono gaseoso además de carbonatar el producto, contribuye al proceso de producción en sí: • • •

desplaza el aire del agua y del producto durante el proceso proporciona la contrapresión necesaria llenar ciertos tipos de envase desplaza el aire del cabezal de las latas antes de la operación de sellado

Fuentes y Métodos de Recuperación El dióxido de carbono se obtiene comercialmente a partir de una diversidad de fuentes que incluyen: • • •

Combustión de carbón, aceite combustible y gas natural. Hornos quemadores de cal, cemento magnesita, etc. Subproducto de plantas de síntesis de amoníaco.

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• •

Procesos de fermentación para la producción de alcohol y de bebidas alcohólicas. Fuentes naturales de gas carbónico.

El dióxido de carbono crudo obtenido de estas fuentes no es puro. Debe ser separado de otros gases y purificado en varios grados para liberarlo de olores extraños y de la contaminación por aire. El dióxido de carbono obtenido a partir de hornos quemadores, combustión de combustible o como subproducto de una reacción tiene un contenido relativamente bajo de CO2. En estos casos se realiza un proceso de separación (enriquecimiento del CO2) para extraer el dióxido de carbono del gas crudo. Esto se hace antes de la filtración y de la purificación final. El dióxido de carbono obtenido a partir de fuentes naturales o de procesos de fermentación generalmente tiene una alta pureza. Sin embargo, este gas necesita una purificación extensa para garantizar que se eliminen todos los compuestos de fermentación y olores contaminantes. Independientemente de la fuente de origen del suministro, todas las plantas embotelladoras de PCI que reciban certificados de análisis/ de cumplimiento deben emplear un sistema estándar de filtración para el dióxido de carbono llamado "pulidor final del vapor"; este sistema de filtración consiste de una carga de carbón activado seguida de un filtro de partículas de cinco micrones (absolutos) o más pequeños. Este filtro es obligatorio y los lineamientos para la selección del filtro y de la carga de carbón pueden encontrarse en el Volumen de Estándares y Especificaciones del Manual de Calidad, en la sección de Materiales para el Proceso. Además, las plantas que no reciben el certificado de análisis/ de cumplimiento deben instalar un filtro complementario con sílica gel (o un desecante similar) y alúmina activada (o algún tamiz molecular similar). Es posible que algunas plantas necesiten un tratamiento más sofisticado antes de utilizar el dióxido de carbono en la bebida (ver más adelante).

Diagrama de Flujo / Descripción del Proceso En general, la manufactura/recuperación del CO2 puede separarse en tres procesos básicos: 1. Separación 2. Purificación 3. Licuefacción

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1. Separación Existen substancias como la monoetanolamina que pueden ser utilizadas para extraer el dióxido de carbono a partir de un gas crudo con impurezas; estas substancias son luego calentadas para obtener el CO2 que será recolectado posteriormente. 2. Purificación El dióxido de carbono enriquecido obtenido a partir de una combustión requiere de un “lavado” con agua y de un tratamiento químico para eliminar impurezas, por ejemplo compuestos de azufre. El dióxido de carbono proveniente de hornos debe pasar por un tratamiento de eliminación del polvo. El dióxido de carbono obtenido a partir de procesos de fermentación requiere de una purificación extensiva que consiste de un lavado con agua y un lavado químico seguidos de tratamiento con carbón activado para remoción del olor. El objetivo principal del tratamiento al que se somete el dióxido de carbono es que el gas resultante satisfaga los estándares de Pepsi-Cola. No debe impartir olores ni sabores extraños al agua carbonatada o a la bebida terminada. Aún en los casos en los que el suministro de dióxido de carbono sea de alta calidad se recomienda que la planta embotelladora instale un cartucho desecador y un purificador de carbón activado en la línea de baja presión del CO2 antes del carbonatador (como se mencionó anteriormente). En algunas áreas donde los suministros de CO2 tengan una calidad extremadamente baja debe utilizarse un tratamiento químico más extenso. En la tabla siguiente se dan ejemplos de impurezas asociados con cada fuente de gas de origen. A menos que se indique lo contrario las concentraciones están expresadas en ppm.

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Impureza

Rango Alimentación Amoníaco/ Hidrógeno

RangoAlimentación Hidrógeno

Rango Alimentación Fuentes Naturales

Rango Alimentación Etanol

Rango Alimentación Syngas

Rango Alimentación Óxido de Etileno

Rango Alimentación Combustión

Rango Alimentación Geotérmico

Amoníaco

0

0

0

0

0

0

0-10

0

Monóxido de Carbono

1-100

1-100

1-1000

1-100

1-10000

1-100

1-100

1-1000

Sulfuro de Carbonilo

0

0

1-10000

1-100

1-1000

0

0-100

1-10000

Sulfuro de Hidrógeno

0-2

0-2

1-10000

0-2

1-1000

0-2

0-100

1-10000

Dióxido de Azufre

0

0

1-1000

1-100

1-1000

0-2

0-100

0-100

Oxido Nítrico

0

0

0

0

0

0

0-100

0-100

Dióxido de Nitrógeno

0

0

0

0

0

0

0-100

0-100

Oxígeno

1-1000

1-1000

1-10000

1-10000

1-100

1-1000

1-1000

1-10000

Agua

1-40%

1-40%

1-40%

1-3%

1-10%

1-10%

1-40%

1-60%

Hidrocarburos Volátiles (como CH)

1000-

1000-

10000-

1000-

1000-

1000-

0-

1000-

10000

10000

100000

10000

10000

10000

1000

10000

Residuos No Volátiles

0-5

0-5

0-1000

0-5

0-100

0-5

0-5

0-5

Olor

ninguna

ninguna

si

ninguna

si

si

si

ninguna

Pureza

95-99

95-99

40-99

90-99

85-99

95-99

10-14

20-95

Benceno

0.01

0.01

1-1000

0.01

1-10

0.01

0

0-1000

Etil Benceno

0

0

1-1000

0

1-10

0.01

0

0-100

Tolueno

0

0

1-1000

0

1-10

0.01

0

0-100

Xilenos

0

0

1-1000

0

1-10

0

0

0-100

Hidrógeno

1000-

1000-

1-

1-10

1-1000

1000-

0-10

0-1000

5000

50000

1000

1-10000

1-10000

1-100000

80-90%

1-10000

Nitrógeno

5000 1-10000

1-100

1-10000

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Impureza

Rango de Alimentación Amoníaco/ Hidrógeno

RangoAlimentación Hidrógeno

Rango Alimentación Fuentes Naturales

Rango Alimentación Etanol

Rango Alimentación Syngas

Rango Alimentación Óxido de Etileno

Rango Alimentación Combustión

Rango Alimentación Geotérmico

Acetal dehído

0-5

0-5

1-1000

1-1000

0-5

0-5

0-5

0-10

Etanol

0

0

1-1000

1-10000

0

0

0

0-10

Acetato de Etilo

0

0

1-1000

1-100

0

0-2

0

0-10

Metanol

1-1000

1-1000

1-1000

1-10

1-10000

1-1000

1-10

1-10

Dimetil Eter

1-5

1-5

1-1000

1-5

1-1000

1-5

0

1-5

Oxido de Etileno

0

0

0

0

1-100

1-100

0

0

Fosfinas

0

0

0

0

0

0

0

0

Cianuro de Hidrógeno

0

0

0

0

0-2

0

0

0

3. Licuefacción El CO2 purificado está aún en estado gaseoso y debe ser convertido en líquido para almacenarlo de manera económica antes de ser envasado en cilindros de alta presión y despachado a la planta embotelladora. Esto se hace comprimiendo el gas a una presión de aproximadamente 250 - 300 psig, enfriándolo posteriormente hasta una temperatura de -22º C. El CO2 resultante es almacenado en un recibidor de CO2 líquido para ser luego: •

envasado en cilindros a alta presión (aproximadamente 1,000 psig, dependiendo de la temperatura ambiente)

•

envasado en tanque portátiles a baja presión (250 - 300 psig)

•

convertido en hielo seco, lo que requiere de una gran inversión de capital y es generalmente poco económico (a menos que sea parte de otro tipo de negocio).

Estos tres pasos generales aplican al CO2 manufacturado por un proveedor externo y al CO2 elaborado en la planta embotelladora (a partir de gases de combustión). Las plantas embotelladoras que reciben CO2 ya purificado requieren un sistema de tratamiento más simple en el punto de uso antes de introducirlo a la bebida (carbón activado y un filtro de partículas). En las áreas en donde haya plantas modernas de CO2 situadas a uno o dos días de la planta embotelladora se pueden hacer despachos de CO2 a granel; de hecho, usualmente es el método más económico.

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En la planta embotelladora se instalan tanques diseñados especialmente para almacenar CO2 líquido a baja presión (250 - 300 psig). Estos tanques cuentan con aislamiento térmico y deben tener sistemas de refrigeración y de calefacción para mantener la presión del CO2 líquido en el tanque entre 250 y 300 psig. El proveedor despacha el dióxido de carbono líquido en camiones con aislamiento térmico y lo bombea directamente al tanque de almacenamiento de la planta. El líquido debe ser mantenido a temperaturas por debajo de cero para mantener una presión constante de entre 250 y 300 psig. Para usarlo en la producción, el CO2 debe ser convertido de líquido en vapor, es decir, debe ser vaporizado; el vapor resultante se calienta hasta 10o C (50o F). Los vaporizadores usados para estos fines pueden ser: •

Calentados eléctricamente

•

Calentados con vapor

•

Calentados con agua

•

Calentados con aire ambiental

El método utilizado depende de la situación geográfica y de las condiciones operacionales de cada planta embotelladora en particular. El método más recomendado para la vaporización es mediante el uso del vaporizador con agua caliente, que además de vaporizar el CO2 líquido suministra a la planta refrigeración "gratis". En algunas áreas, aunque el suministro de CO2 sea comprado como gas “puro”, su calidad varía considerablemente. Este CO2 "puro" puede tener realmente una calidad muy baja, con un olor extraño y puede impartir impurezas a la bebida. Si no existe otra opción, es posible corregir esta condición instalando sistemas de purificación especialmente diseñados para el CO2.

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La siguiente figura muestra un lavador de permanganato de potasio seguido de un lavador de agua y un filtro de carbón activado:

LAVADORES

PERMANGANATO

AGUA

DEODORIZADOR DE CARBON

PRE- ENFRIADOR DE CO2

CO2 GASEOSO

COMPRESOR DE CO2

SISTEMA DE PURIFICACION PARA EL CO2 El primer lavador contiene una solución de permanganato de potasio para depurar el CO2 y efectuar la mayor parte del tratamiento del CO2. Es recomendable tener dos lavadores de permanganato de potasio para que cuando una solución se "use" o se agote y deba recargarse la otra unidad pueda ponerse en línea para mantener la planta en operación. La solución de permanganato de potasio se prepara de acuerdo a la siguiente fórmula: Por cada 10 litros de agua tratada añadir 60 gramos de carbonato de sodio y 300 gramos de permanganato de potasio.

El permanganato de potasio imparte a la solución un color morado fuerte. Este color morado es un indicativo de la fuerza de la solución. Cuando el color desaparezca completamente, las cualidades de purificación del permanganato de potasio habrán sido “usadas” totalmente. Es conveniente reemplazar la solución de permanganato de potasio apenas el color morado comience a desaparecer.

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Después de pasar por el lavador de permanganato de potasio el CO2 fluye hacia un lavador de agua que remueve las trazas de permanganato de potasio que hayan sido arrastradas en el torrente de gas y cualquier impureza soluble en agua (alcoholes, algunos aldehídos, etc.). Después del lavador de agua, el CO2 fluye a un tercer recipiente que contiene carbón activado. El carbón activado removerá las últimas trazas de olor y sabor que hayan quedado en el CO2 además de remover contaminantes orgánicos. Después de que CO2 sale del sistema de tratamiento, debe pasar a una unidad de purificación / secado normal. El sistema de purificación/tratamiento debe ser instalado en el lado de baja presión de la línea de CO2. La carga de carbón activado y los cartuchos de material desecante deben cambiarse al menos cada seis meses o inmediatamente después de que ocurra o se sospeche la ocurrencia de algún incidente de calidad. Deben ser revisados semanalmente para garantizar que el material desecante no se haya saturado con aceite o con agua. Esta situación requeriría cambios más frecuentes.

Equipo •

El equipo para la separación, purificación y licuefacción varía mucho El tipo y la dependiendo de la fuente de origen del CO2. concentración de los contaminantes varía dependiendo del origen del gas.

•

El equipo para la recepción y almacenamiento del CO2 en las plantas de Pepsi varía dependiendo del proveedor de CO2 de las condiciones locales del suministro, de la infraestructura, etc. Este equipo va desde los recibidores de granel de 10-60 toneladas hasta múltiples (manifolds) de numerosos cilindros de 50 libras cada uno.

El sistema del Dióxido de Carbono proporciona a la planta la capacidad de recibir, levantar inventario, vaporizar y transferir dióxido de carbono en forma líquida o de vapor hacia los puntos de uso, como un ingrediente individual e importante de las bebidas de Pepsi Cola. Equipo Básico del Sistema para el Dióxido de Carbono •

Tanque(s) de almacenamiento. "Recibidor a granel" con la capacidad suficiente (10 - 60 toneladas) para cubrir las necesidades de producción y los programas de despacho. − Construido y acuñado cumpliendo los estándares actuales de ASME o código equivalente.

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− Aislamiento: Espuma con un espesor mínimo de 10 cm. (o con una camisa de vacío) para lograr un bajo ciclo de refrigeración, alargar la vida del compresor y reducir los gastos en electricidad. − Cubierta Exterior: Resina de poliéster reforzada con fibra de vidrio, con recubrimiento de poliéster blanco resistente a las condiciones ambientales. •

Tapas con candado para las líneas de recepción para el líquido y el vapor.

•

Vaporizador para convertir la fase líquida en fase de vapor (dimensiones: 1.5 veces las necesidades de consumo) − Opciones: Sistemas con vaporizador eléctrico - intercambiadores de calor con vapor o con agua.

•

Tuberías de Distribución hacia los puntos de uso - como mínimo para 600 psi

•

Filtros de carbón en línea adecuadamente dimensionados (mínimo 2 X velocidad de flujo máxima) con manómetros de presión

•

Bomba de Transferencia para Líquidos

•

Sistema Acumulador de Presión (P.B.)

Instalación del Equipo para el Dióxido de Carbono •

Exterior: Cercado, con puertas de acceso con candado

•

Interior: Protegido del tráfico; las válvulas de alivio entubadas hacia el exterior

•

Instalación: En un lugar seco y bien ventilado, evitando sitios expuestos al polvo o a aceites que puedan afectar la eficiencia de las operaciones

•

Instalación sobre una superficie de concreto diseñada para evitar la acumulación de suciedad y de agua alrededor del recibidor

•

Las instalaciones de los tanques recibidores a granel nuevos deben hacerse en el exterior del edificio.

Equipo Mínimo Obligatorio estándar de la planta, tratamiento en el punto de uso para aquéllas plantas que reciban CDC/CDA (confirmación de la calidad) consistentemente: 1. filtración con carbón activado, seguida de 2. un filtro de partículas (5 micrones absolutos o más pequeño)

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Equipo Mínimo Obligatorio estándar de la planta, tratamiento en el punto de uso para aquéllas plantas que tengan el CDC/CDA pendiente (confirmación de la calidad) consistentemente: 1. sílica gel (o un desecante equivalente), seguido de 2. alúmina activada (o tamiz molecular equivalente), seguida de 3. filtración con carbón activado, seguida de 4. un filtro de partículas (5 micrones absolutos o más pequeño) De nuevo, el tratamiento en el punto de uso descrito anteriormente pretende ser un paso de "pulitura final del vapor" para salvaguardar nuestra marca en caso de que ocurriese alguna pequeña desviación de la calidad. Ninguno de estos sistemas puede considerarse como un sistema de purificación completo y riguroso para el dióxido de carbono. Es posible que algunas plantas, debido a sus limitaciones de suministro de dióxido de carbono de alta calidad necesiten un tratamiento primario mucho más sofisticado (por ejemplo columnas de lavado con permanganato, con agua, sistemas de combustión catalítica, adsorbentes especializados, etc.). Al momento de esta actualización, el Support Center de Valhalla ha identificado las siguientes compañías que han demostrado su capacidad en sus respectivas categorías de servicio. Se recomienda contactarlas cuando haya preguntas o dudas en lo referente al tratamiento o los aspectos de Ingeniería del Dióxido de Carbono:

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Plantas Completas de Producción de CO2, Filtración en Línea y Consultas Técnicas: Union Engineering a/s

Toromont Process Systems

Snaremosevej 27 DK-7000 Fredericia Dinamarca

10815 Telge Road Houston, Texas 77095 USA

Contacto: Sr. Sven Dam Harder Teléfono: +45-76-20-7700 Fax: +45-76-20-7800 E-mail: [email protected] Web site: www.union.dk

Contacto: Sr. Paul Selz Teléfono: (281) 345-5023 Alterno: (281) 345-9300 Fax: (281) 345-7434 E-mail: [email protected]

The Wittemann Company 2 Commerce Blvd. Palm Coast, Florida USA 32164-3126 Contacto: Dan Gruber Teléfono: (904) 445-4200 Fax: (904) 445-7042

Plantas Completas de Producción CO2 Unicamente: Asco Carbon Dioxide, Ltd. Industriestrasse 2 CH-8590 Romanshorn/Suiza Contacto: Sr. Thomas Trachsel Teléfono: +41-71-466-80-80 Fax: +41-71-466-80-66

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Equipo para el CO

2

Filtros en Línea para el CO2

(Tanques, bombas, filtros, etc.): TOMCO2 Equipment Co.

Domnick Hunter, Ltd.

3340 Rosebud Road Loganville, Georgia USA

Industrial Division Dukesway, Team Valley Trading Estate Gateshead, Tyne and Wear Inglaterra NE 11 OPZ

Contacto: Sr. Andrew Pazahanick Teléfono: 770-979-8000 ext. 2121 Fax: 770-978-5861 Email: [email protected] Website: www.tomcoequipment.com

Contacto: Profesor Rob Fielding Teléfono: +44-191-402-9000 Fax: +44-197-1211 Email: [email protected]

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Procedimientos •

Certificado de Análisis / Certificado de Cumplimiento (CDA/CDC) o resultados equivalentes con cada despacho; éstos deberán ser mantenidos en un archivo.

•

Muchos procedimientos serán específicos para cada tipo de planta. El fabricante del dióxido de carbono deberá suministrar los detalles de los mismos.

•

Cada despacho debe venir con resultados de pureza (%) y deberá ser evaluado en lo relativo a olores atípicos, olor y apariencia. Los métodos para ambas evaluaciones pueden encontrarse en la sección de Métodos Analíticos de este manual.

•

El sabor, olor y apariencia deben ser evaluados antes del inicio de la producción.

Para Plantas que producen su propio CO2:

Análisis

Frecuencia

Sabor, Olor y Apariencia

Cada 8 horas

Pureza

Cada 8 horas

Azufre Total

Cada 8 horas o en línea

Hidrocarburos Totales

Cada 8 horas o en línea

Todos los parámetros de la especificación

Mensualmente (mejor práctica) o trimestralmente (mínimo)

Certificado de Análisis del combustible (debe incluir como mínimo azufre total, gravedad específica, viscosidad y grado)

Con cada despacho de combustible (mejor práctica)

Mantenimiento de Registros •

Mantener los Certificados de Análisis/ Certificados de Cumplimiento (o sus equivalentes) en un archivo para estos fines.

•

Seguir las recomendaciones de monitoreo del proveedor del equipo y las de la tabla anterior.

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•

Asentar en una bitácora los registros de mantenimiento de todos los componentes del sistema del dióxido de carbono incluyendo la documentación de todos los procedimientos que se detallan a continuación.

•

% de pureza

•

Sabor, olor y apariencia evaluados en cada despacho y antes de la producción.

•

Certificado de Análisis del combustible.

Saneamiento •

Seguir las recomendaciones del proveedor, aunque por lo general esto no es necesario para los sistemas de dióxido de carbono.

Mantenimiento Diariamente: • Inspeccionar visualmente las válvulas de alivio de la presión para descartar fugas. Si es necesario, reparar. •

Escuchar para detectar la presencia de fugas o de evidencias de mal funcionamiento del sistema.

•

Antes de cada despacho, ventilar las líneas para remover el aire que pueda haber en el sistema.

•

Verificar el nivel del líquido y la presión en el recibidor a granel. Registrar la información en la bitácora.

•

Evaluar el Sabor, Olor y Apariencia siguiendo el método del Manual de Calidad

•

Hacer análisis con los tubos de detección necesarios (por ejemplo, en suministros que tienen una historia de contaminantes conocidos)

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Semanalmente: •

Para los sistemas con vaporizadores acumuladores de presión: purgar utilizando la válvula de purga para remover las impurezas.

Mensualmente: •

Inspeccionar el recibidor y las líneas de distribución para detectar fugas o señales de corrosión y reparar según sea necesario.

Cada seis meses: •

Ventilar la presión (purgar) de la parte superior del recibidor para remover las acumulaciones de inertes (nitrógeno, hidrógeno, monóxido de carbono, metano, oxígeno).

•

Hacer la prueba de pureza con el probador de pureza Zahm Nagel para verificar que la pureza sea de al menos 99%.

•

Programar con el proveedor una Purga de Vapor

•

Recargar los filtros de carbón con carbón nuevo.

•

Recargar los demás filtros con medio nuevo (sílica gel, tamiz molecular, etc.)

•

Verificar la ausencia de aceites, benceno y de no volátiles.

Anualmente: •

Programar con el proveedor el mantenimiento preventivo y una inspección de seguridad anual - en el Apéndice 1 hay una muestra de un reporte de inspección.

Purga del Sistema e Inspección Interna del Tanque •

Será necesaria cuando una evaluación del sistema indique o haga sospechar que ha ocurrido una contaminación

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•

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Cuando haya indicadores (basados en el análisis del producto, la filtración del producto (p/p) y la evaluación del exterior del sistema) de que existe corrosión / agrietamiento o cualquier otro problema

Seguridad •

Seguir todos los procedimientos de cierre / marca

•

Usar equipos de protección personal adecuados al trabajar cerca del CO2 o cuando se esté realizando el mantenimiento preventivo del sistema

•

Programar con el gerente de servicio del proveedor las purgas de líquido y de vapor en el tanque recibidor a granel

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Detección de Fallas Problema

Causa Probable

Polvo negro o partículas en la llenadora, carbocooler o en el producto

•

Paso de partículas de los filtros

Caída en la presión del Vapor

•

Revisar el fusible del calentador / baja temperatura

Espumeo en la llenadora

•

Gas muy caliente

•

Gas muy frío

•

Formación de hielo en el carbocooler

No hay presión de vapor

•

La línea de alimentación de la planta está cerrada

El sistema de refrigeración de alta presión no funciona

•

Fusible quemado

•

Electricidad desconectada

•

Controles fuera de ajuste

•

Insuficiente aire a través de las bobinas del condensador

•

Bobinas del condensador sucias

•

Presión de succión muy alta o muy baja

•

Válvulas del compresor dañadas

•

Problemas mecánicos internos en el compresor

•

Bajo nivel de refrigerante

•

Control diferencial de la presión de CO2 muy amplio

•

Los contactos del control están trabados en posición cerrada

•

Bobinas del condensador sucias

•

Insuficiente aire a través de las bobinas del condensador

•

El diferencial es muy estrecho

•

Interruptor defectuoso

El sistema de refrigeración de alta presión funciona

El sistema de refrigeración funciona durante períodos muy largos o continuamente

El sistema de refrigeración funciona pero en ciclos cortos con el interruptor en la posición de "encendido"

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Problema

Causa Probable

El sistema de refrigeración funciona pero la línea de succión y el compresor están congelados

•

La válvula de expansión deja pasar exceso de refrigerante

•

Válvula de expansión trabada en posición abierta

•

Sobrecarga de refrigerante

•

Piezas flojas

•

Tintineo de las tuberías

La válvula de alivio de presión se activa cuando la presión en la unidad no es muy alta

•

Válvula defectuosa

Lectura del nivel del líquido errática, se sobrellena, lectura por debajo de cero o lectura de cero cuando hay líquido

•

La válvula ecualizadora no está completamente cerrada

•

Fuga en el instrumento - la válvula de cierre no está completamente cerrada

•

Entrada de líquido congelada / restringida

•

Manómetro defectuoso

•

Calibración

Sistema de refrigeración ruidoso

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Para las plantas que producen su propio CO2 Problema

Causa Probable

Azufre en el CO2

•

Cambios en el nivel de azufre del combustible

•

Combustión incompleta y formación de H2S

•

El lavador del combustible no funciona adecuadamente

•

El carbón debe ser reemplazado

•

El purificador no funciona adecuadamente o debe ser recargado

•

Arrastre de monoetanolamina

•

Fugas en el sistema de refrigeración

•

Combustión incompleta

•

Combustible de mala calidad (carbón de hulla)

•

Mala operación del desecador

•

Desecante agotado

•

Arrastre de humedad al desecador

•

Purificación incompleta o incorrecta

•

Cambios en el gas de origen

•

Compresor defectuoso

•

Contaminación posterior al mantenimiento

Etilén Glicol

•

Fugas en el sistema de refrigeración

Hidrocarburos Totales Altos

•

Combustible no apropiado

•

Combustión inadecuada

•

El carbón y/o la alúmina deben ser cambiados

•

Cambios en las impurezas del gas de origen

•

Combustión incompleta

•

Quemador sucio

•

Baja relación aire/combustible

•

Falta de destilación

•

Mal control de la presión en el separador de llama

•

Cambios en las impurezas del gas de origen

Amoníaco en el CO2

Cianuro de Hidrógeno en el CO2 Alto contenido de humedad

Baja Pureza

Aceite y Grasas

Alto CO

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Problema

Causa Probable

NO, NOX

•

Muy poco aire

•

Relación aire/combustible aumenta, el nivel relativo de NOX disminuye

•

Acumulación en el espacio de vapor del tanque de almacenamiento (es necesario purgar)

•

No hay destilado en la columna de destilación

•

Fuga de permanganato de potasio. El lecho de permanganato se ha agotado

•

Cambios en las impurezas del gas de origen

Políticas •

El CO2 utilizado en cualquiera de nuestras bebidas no debe afectarlas adversamente ninguna manera ni impartir olores o aromas extraños ni otros defectos físicos/químicos.

•

La compra del CO2 como materia prima debe hacerse a un proveedor aprobado por la Unidad de Negocios (BU). El Support Center de Valhalla ha desarrollado la Herramienta de Calidad para el CO2. Esta referencia incluye las directrices para desarrollar un programa de aprobación de proveedores de CO2 y debe ser utilizado para los nuevos proveedores.

•

El CO2 manufacturado en las plantas embotelladoras debe satisfacer los mismos estándares y especificaciones del CO2 comprado.

•

Los Certificados de Análisis / Certificados de Cumplimiento (CDC/CDA) de cada despacho deben mantenerse en archivo.

•

La planta embotelladora debe instalar un "pulidor final de vapor" para el CO2 ( un filtro de carbón activado).

Operación con Cilindros: Equipo y Operación Los cilindros en los que se despacha dióxido de carbono tienen generalmente las siguientes capacidades: • • •

50 lb. (peso total lleno, 158 lb.) 20 kg. (peso total lleno, 60.18 kg.) 25 kg. (peso total lleno, 67.67 kg.)

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La salida normal de dióxido de carbono de un cilindro puede ser de hasta 4 lb. de CO2 por hora. Por ejemplo; si la extracción para la producción fuera de 40 lb. de CO2 por hora, deberían conectarse al menos 10 cilindros a un múltiple para dar las 40 libras deseadas. La excesiva extracción de dióxido de carbono de los cilindros causa “congelamiento”. Para que la operación sea continua se deben instalar dos múltiples para que uno pueda ser recargado mientras el otro está en uso. Esto facilitará el reemplazo de los cilindros vacíos sin cerrar el suministro al equipo de carbonatación. Se recomienda que la línea del múltiple de CO2 al carbonatador no exceda los 17 metros de longitud (50 pies). El dióxido de carbono gaseoso proveniente del múltiple del CO2 está a relativamente alta presión; esta presión debe ser reducida antes de que el dióxido de carbono entre a la unidad de carbonatación. Esto se hace expandiendo el gas a través de una válvula de orificio en un regulador. La válvula del regulador es operada por un diafragma que permite al personal de la planta mantener una presión preestablecida en la parte baja del regulador. Siempre que se ponga en uso un banco de cilindros es extremadamente importante que se afloje totalmente el tornillo de ajuste del diafragma. Esto evita daños al diafragma debidos a la salida inicial del CO2 hacia el sistema. Los reguladores nuevos vienen con instrucciones sobre ese particular. Es necesario expandir el gas con calor antes de que entre al regulador; de otra manera el regulador se congelaría y se obstruiría el flujo de gas. En los múltiples de CO2 es necesario aplicar calor a las líneas de gas justo antes del lugar donde el gas pasa a través de la válvula reguladora. Bajo ninguna circunstancia se deberán calentar los cilindros de CO2. Cilindros de CO2: Seguridad Los cilindros de dióxido de carbono son recipientes a altas presiones y deben manejarse y tratarse con cuidado. La firma que produce y licúa el dióxido de carbono deberá hacer las pruebas a los cilindros y purgarlos periódicamente de aceite y agua y repararlos o reemplazar las válvulas. Hay una serie de reglas de seguridad para la planta embotelladora y éstas son de suma importancia: 1. Debido al peligro involucrado se recomienda no calentar el exterior de los cilindros de CO2. Un cilindro de CO2 llenado adecuadamente (68 por ciento del volumen) tiene una presión interna de 1.465 psi a 100 º F (38 º C). Al incrementar la temperatura se aumentará la presión interna a una velocidad muy elevada y peligrosa. 2. Al igual que con todos los recipientes a presión, los cilindros deberán manejarse y almacenarse con extremo cuidado. No deben dejarse caer o golpear violentamente en ningún momento.

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3. Los cilindros llenos deben ser separados de los cilindros vacíos para evitar errores en su manejo. 4. Los cilindros no deben exponerse nunca a ambientes congelados. 5. Se recomienda que se soliciten al proveedor dispositivos protectores para las válvulas. Cilindros de Pequeños para el uso con Pre-Mix y Post-Mix: El proveedor de CO2 o la planta embotelladora pueden llenar los cilindros pequeños de dióxido de carbono (5 a 20 libras de capacidad) para utilizar en las máquinas expendedoras de bebidas. NOTA: Es recomendable que el proveedor normal de dióxido de carbono llene los cilindros pequeños de las plantas embotelladoras. Además de minimizar los peligros y dificultades de producción, la responsabilidad de la inspección adecuada, revisión y mantenimiento de los cilindros de CO2 recae sobre el proveedor de dióxido de carbono. En los casos en los que la planta embotelladora llena sus cilindros pequeños de CO2, se hace generalmente: •

por gravedad desde cilindros grandes,

•

mediante el uso de bombas de alta presión de un recipiente grande de almacenamiento a granel hacia un cilindro pequeño

•

de un convertidor de hielo seco.

Cualquiera sea el caso, es necesaria la asistencia técnica del proveedor principal de CO2 para garantizar que se hayan tomado en cuenta los procedimientos adecuados y las consideraciones de seguridad, incluyendo: Manejo de Cilindros •

Maneje siempre los cilindros cuidadosamente para evitar daños.

•

No exponga los cilindros a condiciones de congelación. Si se forma hielo, puede haber daños que requieran nuevas pruebas hidrostáticas.

•

Almacene y transporte los cilindros asegurados y en posición vertical. Si es necesario almacenarlos o embarcarlos acostados, sujételos y proteja las válvulas de posibles daños.

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•

No transporte nunca los cilindros en la cabina del camión o en una camioneta. Una fuga de CO2 puede desplazar el oxígeno del ambiente y provocar sofocación.

•

Mantenga los cilindros anclados en posición vertical cuando estén conectados al sistema dispensador para evitar que entre CO2 líquido a los reguladores y tuberías.

•

Cuando abra un cilindro hágalo siempre abriendo la válvula totalmente para garantizar el sello de los asientos superiores. El CO2 a alta presión puede fugar alrededor del vástago de una válvula parcialmente abierta.

•

Mantenga las válvulas de los cilindros vacíos cerradas para evitar la entrada de contaminantes y de humedad.

Inspección previa al Llenado •

Examinar los cilindros para detectar válvulas dobladas, corrosión, abolladuras y raspones. Las válvulas dobladas deben ser reemplazadas; las abolladuras y raspones pueden ser lo suficientemente importantes para obligar a descartar el cilindro. Los cilindros expuestos a calor extremo o a llamas directas deben ser descartados.

•

La presencia de corrosión interna puede hacerse golpeando suavemente el cilindro vacío con un martillo. Un cilindro con una superficie interior limpia tendrá un sonido limpio (de campana). Los cilindros con corrosión interna tendrán un sonido más apagado, dependiendo de la extensión de la corrosión.

•

Todos los cilindros tienen una válvula de sobrepresión (válvula de seguridad); ésta debe ser inspeccionada para ver si ha sido forzada. Si el cilindro tiene fugas, muestra evidencias de daños que lo puedan debilitar o si se expande permanentemente (más del 10 por ciento de su expansión total), debe ser eliminado. Los cilindros que han estado en un incendio deben ser sacados de servicio hasta que vuelvan a pasar por una prueba hidrostática. Cualquier cilindro del que se sospeche por cualquier razón (particularmente las mencionadas anteriormente) debe ser identificado y sacado de servicio hasta que pueda ser revisado adecuadamente por una compañía calificada y aprobada. Los cilindros de dióxido de carbono son

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bombas potenciales. Un mal manejo de los mismos puede causar daños personales o a la propiedad. •

Verificar la fecha troquelada en el cilindro. Si han pasado cinco años desde la última fecha de inspección, el cilindro deberá sacarse fuera de servicio y deberá hacérsele una prueba hidrostática si así lo requieren el Departamento de Transporte u otras agencias regulatorias.

•

Invertir los cilindros sobre un soporte la noche anterior al llenado. Esto permite el drenaje de lodo y de humedad del cilindro. Antes del llenado y con el cilindro invertido, abrir la válvula y dejar salir cualquier materia extraña. Esto evita de oxidación, que puede reducir la resistencia de las paredes e impartir un olor extraño a la bebida y elimina otros materiales que pueden impartir sabores atípicos al producto.

•

Si los cilindros regresan completamente vacíos, deben llenarse parcialmente antes de invertirlos y drenarlos.

•

Si los cilindros muestran alguna evidencia (olores o líquidos) de que han sido utilizados en sistemas de cerveza o de que contienen líquidos fermentados es necesario sacarlos de servicio para su mantenimiento - abrirlos y esterilizarlos antes de recargarlos.

Procedimiento de Llenado •

NO SOBRELLENAR. El cilindro no debe contener más del 68 % del peso de su capacidad total de agua; este punto es por lo general reglamentado por agencias locales. Si se sobrellena o si se expone a temperaturas muy altas la presión interna puede aumentar de manera extrema y puede ocurrir una explosión.

•

Los cilindros tienen impreso un peso tara (peso del cilindro vacío con la válvula). Un cilindro recargado adecuadamente deberá pesar su peso tara más el peso de la carga del cilindro. Ejemplo: Un cilindro de CO2 lleno de 20 libras deberá pesar su peso tara impreso más 20 libras.

•

Las válvulas para CO2 están equipadas con un disco de sobrepresión (o disco de seguridad) diseñado para explotar y liberar la presión interna muy por debajo de la presión de prueba del cilindro. Utilizar solamente discos con la calibración adecuada (de acuerdo al tamaño del cilindro) en cada válvula.

•

Cualquier tanque que tenga el disco roto deberá ser sacado de servicio para su mantenimiento respectivo.

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•

Pesar el cilindro de CO2 vacío sujeto a la manguera de recarga para determinar su peso tara.

•

Agregar a este peso tara el peso del CO2 a llenar; fijar el peso bruto en la balanza.

•

Para llenar el cilindro, la secuencia es: 1. Abrir la válvula del cilindro 2. Abrir la válvula de la línea de llenado y la válvula de la bomba de CO2. Bombear CO2 al cilindro hasta que se obtenga el peso bruto deseado. 3. Cerrar las válvulas en secuencia inversa: bomba de CO2, línea de llenado y del cilindro.

Por seguridad es muy importante que los cilindros no se sobrellenen. NUNCA SOBRELLENE LOS CILINDROS.

Hielo Seco El hielo seco (cuya temperatura es aproximadamente -79o C [110 º F]) se despacha usualmente en cubos de 10 pulgadas; cada uno de estos cubos pesa aproximadamente 50 libras. También puede obtenerse en bloques de 10x10x20 pulgadas o de 20x20x10 pulgadas con pesos de 100 y 200 libras respectivamente. Para poder utilizarlos en la planta embotelladora, estos cubos se colocan en cilindros sellados llamados convertidores de hielo seco. A partir del momento en se fabrica el hielo seco hasta que se coloca en el convertidor, éste se va evaporando lentamente. La velocidad de esta evaporación depende mucho del aislamiento térmico del empaque y de la temperatura exterior. Normalmente, si se empaca un bloque de 50 libras de hielo seco en un cartón con buen aislamiento, el hielo seco sufrirá una disipación de 20 por ciento en 24 horas. Para poder utilizar hielo seco en la planta embotelladora, una de las necesidades primordiales es que el proveedor esté a corta distancia de la planta embotelladora. Los convertidores de hielo seco vienen en una gran variedad de tamaños, desde 150 hasta 2.000 libras de capacidad. Los fabricantes de este tipo de equipo están bien informados acerca del número de convertidores necesarios para una operación de embotellado de un tamaño determinado y es aconsejable seguir sus recomendaciones: Las velocidades de extracción para los convertidores dependen de la temperatura. A 21o C (70o F), las velocidades de extracción deben ser:

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Convertidores (lb)

CO2 por hora (lb)

150

10

300

20

750

52

1000

70

Es recomendable que las líneas del convertidor al carbonatador no tengan más de 17 metros (50 pies) de longitud. El dióxido de carbono gaseoso que sale del convertidor está relativamente a alta presión y es necesario reducir esta presión antes de que el dióxido de carbono entre a la unidad de carbonatación. Esto se hace expandiendo el gas a través de una válvula de orificio en un regulador. La válvula del regulador es operada por un diafragma que permite al personal de la planta mantener una presión preestablecida en el lado bajo del regulador. Es extremadamente importante cuando se ponga en uso un convertidor que se afloje totalmente el tornillo de ajuste del diafragma para evitar daños al diafragma debido a la descarga inicial de CO2 en el sistema. Los reguladores nuevos vienen con instrucciones a este respecto.. Es necesario expandir el gas antes de que entre al regulador; para ello es necesario aplicar calor; de no hacerse esto, el regulador puede congelarse y puede obstruirse el flujo de gas.

Mantenimiento y Seguridad Los convertidores deben lavarse con detergente y enjuagarse periódicamente. De esto dependerá la calidad del hielo seco. El propósito general de la limpieza es remover cualquier traza de aceite o escombros del hielo seco que se hayan acumulado en el convertidor. Si el hielo seco es de buen grado, una limpieza una vez al mes será suficiente. Además, recordar siempre que los convertidores están cargados con una presión extremadamente alta, que todas las válvulas de seguridad deben estar en buen estado (operativo) y que deben tomarse todas las precauciones pertinentes.

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Plantas que Elaboran su Propio CO2 Es posible comprar e instalar plantas de producción de CO2 en la planta embotelladora /enlatadora si: •

Por razones geográficas no es posible comprar el CO2 o si el costo del transporte es prohibitivo

•

La calidad del CO2 es baja y no puede ser purificado hasta satisfacer los estándares

Manufactura de CO2 a partir de Hidrocarburos Combustibles En 1936 R. R. Bottoms inventó el proceso de absorción de CO2 con aminas a partir de otros gases. La Corporación Girdler desarrolló la monoetanolamina (MEA) para usarla en la recuperación del CO2 a partir de gases de combustión en los años 40. La tecnología Girdler fue ampliamente utilizada en los años 50 y 60 por numerosas compañías industriales de gas para recuperar CO2 a partir de los gases de combustión para su purificación y licuefacción subsecuentes. Es también ampliamente utilizada para la remoción del CO2 a partir del gas natural. Hoy en día hay muchas plantas construidas hace veinte o treinta años que queman algún combustible (diesel, gas natural) y recuperan el CO2 utilizando MEA. En el pasado, la mayor parte de estas plantas experimentó los mismos problemas: de corrosión, alto consumo de reactivos y de confiabilidad. Los aspectos económicos operativos de esas plantas son poco favorables debido a esos problemas. Plantas Productoras de CO2: El sistema más comúnmente utilizado se basa en la combustión de aceite combustible ligero o de gas natural. Este sistema quema el combustible estrictamente para la producción de dióxido de carbono. El CO2 proveniente del gas efluente es absorbido por la monoetanolamina. Esto es seguido por calor para liberar el CO2 gaseoso de la monoetanolamina, de una purificación, compresión, licuefacción y vaporización.

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ENFRIADOR DE CO2 GASEOSO AL TRATAMIENTO LAVADOR

ENFRIADOR DE GAS DE COMBUSTION

ENFRIADOR PARA EL N2 GASEOSO

ABSORBENTE

MEA EMPOBRECIDA

MEA ENRIQUECIDA

SISTEMA DE GENERACION DE CO2 GASEOSO En este tipo de sistema, el gas efluente obtenido a partir de la combustión es sujeto a un proceso de lavado que enfría el gas de combustión y remueve trazas de dióxido de azufre. Dependiendo del sistema, el gas de combustión es luego entubado hacia una torre de absorción donde se separa el dióxido de carbono del gas mediante la absorción con la solución de monoetanolamina. La solución de monoetanolamina rica en CO2 es luego precalentada y pasa a una columna de lavado (separación). El calentamiento posterior en las torres de separación separa al CO2 gaseoso de la solución de monoetanolamina. El CO2 gaseoso pasa por medio de tuberías al sistema de purificación antes de ser comprimido y licuado. En el sistema de purificación, la mayoría de las plantas incorpora un lavador con permanganato de potasio seguido de un lavador con agua y finalmente una torre de purificación con carbón activado. Afortunadamente la tecnología de las aminas ha avanzado y hoy en día las plantas que utilizan MEA pueden operar más eficientemente con menores pérdidas en reactivos químicos. Las plantas más antiguas pueden ser actualizadas para mejorar sus aspectos económicos y su vida química. Este es un método viable para producir CO2 en muchas áreas. Recuperación de CO2 de la Chimenea de la Caldera Este tipo de planta es muy similar a la planta de generación en su proceso de recuperación. La gran diferencia son los costos operativos. Se quema un combustible para producir vapor (energía para la planta) o para cualquier otro uso, permitiendo eliminar el costo del combustible utilizado para obtener el CO2. Sin embargo, en general el costo del vapor utilizado en el calderín se incluye en los costos operacionales.

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Algunas plantas operan sus calderas periódicamente. Es importante notar que la operación de la caldera determina la capacidad de diseño de la planta de CO2 y que puede ser clasificada bajo el término "Grado de Confiabilidad de la Fuente". Un sistema que utilice aminas puede ser operado constantemente con la menor cantidad posible de arranques y paradas. Cuando las calderas estén apagadas, la planta de CO2 estará parada. El CO2 es absorbido por una solución amínica de la misma manera en que se hace en la planta generadora. Esta solución es la monoetanolamina (MEA) con inhibidores de la corrosión. La monoetanolamina puede ser degradada por los compuestos de azufre y de NOX. Estos problemas pueden evitarse con buenas prácticas de ingeniería, alargando de esta forma la vida operativa de la planta. Producción de CO2/Plantas de Recuperación: Estas permiten la utilización de una sola fuente de combustible para producir el vapor y el CO2 necesarios para los requerimientos de la planta. El CO2 es separado por calor de la solución de monoetanolamina, lo que requiere dos libras de vapor por libra de CO2 producido (con la caldera existente). Después de separarlo, el CO2 gaseoso pasa al sistema de purificación. La purificación consiste de un lavador con permanganato de potasio seguido de un lavador con agua y el paso a través de carbón activado. El CO2 es luego comprimido, secado, licuado y almacenado en un tanque para CO2 líquido con una presión entre 250 y 300 psig.

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ENFRIADOR PARA N2 GASEOSO

CO2 AL TRATAMIENTO ENFRIADOR PARA CO2 GASEOSO

CALDERA

LAVADOR

ABSORBENTE

VAPOR PARA LA PLANTA

CALDERIN

ENFRIADOR PARA GAS DE COMBUSTION

SISTEMA DE RECUPERACION DE CO2 GASEOSO En todos los casos donde se prefieren las ventajas de la recuperación de CO2 pero no existe el excedente vapor de la caldera, se puede instalar una planta de co-generación. La caldera está diseñada para producir suficiente vapor para la operación de embotellado y para producir el vapor de lavado necesario para la recuperación de CO2 en la planta co-generadora. Una fuente de combustible producirá el vapor para la planta, el vapor para la separación de CO2 y el CO2 necesario para la producción. Esta operación es similar a los sistemas detallados anteriormente; sin embargo, se necesita una solución inhibida de monoetanolamina. En cualquier planta en donde se recupere dióxido de carbono a partir de un combustible, la calidad del combustible es un factor limitante en la calidad del dióxido de carbono producido. En general, estas plantas están diseñadas basadas en el perfil de un combustible en particular. En consecuencia, es muy recomendable que se solicite un certificado de análisis (CDA) con cada despacho de combustible; éste debe incluir la siguiente información (todos los parámetros enumerados a continuación representan la "mejor práctica"; los marcados con un asterisco deben considerarse como el mínimo):

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Grado ASTM o equivalente del combustible *

Gravedad Específica *

Viscosidad *

Azufre *

Punto de Fluidez

Residuo de carbono, 10% del fondo

Carbón

Hidrógeno

Punto de Ignición (Flash Point)

Cenizas

BSW (fondo, sedimento y agua)

Níquel

Vanadio

Hierro

Destilación:

Comentarios

punto de ebullición inicial al 10% al 50% al 90% punto de ebullición final

Antes de decidir la compra e instalación de una planta de producción de CO2, una planta de co-generación o una planta de recuperación de gas, debe hacerse un estudio de costos detallado que tome en consideración la disponibilidad y costo de la materia prima. Las directrices para este estudio económico pueden encontrarse en la Herramienta de Calidad para el CO2 del departamento técnico de su Unidad de Negocios (BU). Recuperación de CO2 a partir del Proceso de Fermentación La recuperación de CO2 de un proceso de fermentación es una práctica que ha venido aplicándose durante muchos años. En el pasado, el CO2 recuperado de una cervecería o destilería vendido en el mercado de alimentos y bebidas tenía muchas impurezas. La inconsistencia en la pureza hacía que el producto fuera rechazado por la Industria de alimentos y de bebidas gaseosas. Hoy en día la purificación del CO2 obtenido a partir de una fermentación ha sido estudiada y las plantas de fermentación son fuentes excelentes para ello. Debido a las impurezas contenidas normalmente en el torrente de CO2 se hacen necesarios varios procesos como el lavado, absorción y en algunos casos una oxidación antes de la licuefacción. El dióxido de carbono proveniente de la industria cervecera es muy susceptible a la contaminación potencial con diversos "oxigenados volátiles", que son compuestos muy activos desde el punto de vista sensorial (alcoholes, aldehídos, éteres, etc.). Estos hechos resaltan la importancia de una rigurosa atención a todos los parámetros contenidos en la especificación de Pepsi, además del monitoreo de rutina esperado de todas nuestras plantas. Además, el dióxido de carbono proveniente de la industria de la cerveza puede representar una fuente de contaminación potencial con levaduras, aunque el riesgo es generalmente considerado bajo. En estos casos,

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el filtro pulidor de vapor en la línea debe ser seguido de un microfiltro capaz de garantizar una reducción de al menos 99.9%. Si necesita más información, contacte a las compañías de equipos/ ingeniería calificadas identificadas anteriormente.

Información General y Aplicaciones El dióxido de carbono es un compuesto químico formado por la combinación de un átomo de carbono con dos átomos de oxígeno. Su fórmula química es CO2. Puede existir en cualquiera de tres estados: gaseoso, líquido o sólido. A temperaturas y presiones normales el dióxido de carbono es un gas incoloro con un olor ligeramente acre a altas concentraciones. Cuando se comprime y se enfría a la temperatura adecuada, el gas se convierte en líquido. El líquido a su vez puede ser convertido en hielo seco (sólido). El hielo seco regresa a su estado natural (gaseoso) al absorber calor. Algunas otras propiedades del CO2 son:

PROPIEDAD

VALOR

DENSIDAD, LIQUIDO

63.69 LB/PIE @ 0 F

DENSIDAD, GAS

0.1234 LB/pie @ 32 F (1.977 kg/m @ 0 C)

PUNTO TRIPLE (Forma Hielo Seco)

(-) 69.9 F (- 56.6 C), 60.43 PSIG (417 kPag)

TEMPERATURA CRITICA

87.8 F /31 C

PRESION CRITICA

1056.3 PSIG (7281 Kpag)

DENSIDAD CRITICA

28.9855 LB/PIE

CALOR LATENTE DE VAPORIZACION

122 BTU/LB (0 F)

VISCOSIDAD, GAS

0.015 CENTIPOISE (32 F)

VISCOSIDAD, LIQUIDO

0.14 CENTIPOISE (0 F)

SOLUBILIDAD EN H2O

1.79 PIE CO2 GAS/PIE H20(32 F)

3

o

3

o

o

3

o

o

o

0

3

o

o

o

3

3

o

El "Punto Triple" es la combinación de presión y temperatura a la cual el dióxido de carbón puede existir simultáneamente en sus tres estados, como gas, líquido y sólido.

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Si se reduce la presión por debajo del punto triple el líquido se inflama y produce gas y nieve. Si se reduce la temperatura el líquido se congela. Si se aumenta la temperatura el líquido ebulle, generando gas. La "temperatura crítica" del CO2 es 87.9o F (31o C). A esta temperatura y por encima es imposible licuar el gas aumentando la presión. A la presión crítica de 1056 psi (7821 kPag) y por encima, es imposible licuar el gas al disminuir la temperatura. La temperatura normal del dióxido de carbono sólido (hielo seco) es menos 109o F (menos 78.5o C). A temperatura ambiente y presión atmosférica, el sólido sublima lentamente sin dejar residuo, al cambiar directamente a su forma gaseosa. El dióxido de carbono se disuelve fácilmente en la mayor parte de los líquidos. Bajo condiciones normales de presión y temperatura [14.7 psia (760 mm de Hg) presión atmosférica a 60o F (15.5o C)], un volumen de gas se disolverá en un volumen igual de agua. A mayor presión, mayor es la cantidad de dióxido de carbono disuelto. El dióxido de carbono permanece disuelto únicamente mientras esté bajo presión. Cuando se libera la presión, el exceso de dióxido de carbono se libera en forma del burbujeo característico de un producto Pepsi destapado. Debido a que el dióxido de carbono es casi 53% más pesado que el aire, se asentará hacia el fondo de un recipiente y desplazará el aire contenido en el mismo. El CO2 disuelto en agua (H2O) forma ácido carbónico (H2CO3), un ácido débil (pH 3.3 a 3.7 dependiendo de la presión de la solución) e inestable, tendiendo a descomponerse de nuevo en CO2 y H2O. La versatilidad del dióxido de carbono en sus tres formas - gaseosa, líquida o sólida - ha estimulado su aplicación en numerosas áreas de la industria. Su habilidad para el enfriamiento rápido controlado convierte al dióxido de carbono en una herramienta de mucho valor en los procesos de producción y de transporte. Las características físicas del dióxido de carbono lo hacen ideal como agente inerte y medio de presurización y sus propiedades químicas únicas le permiten jugar un papel importante en muchos procesos industriales que no pueden ser realizados con cualquier otra substancia.

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Precauciones Fisiológicas de Seguridad para el Dióxido de Carbono El dióxido de carbono no es considerado como un gas tóxico en el sentido aceptado del término (es decir, venenoso) y está presente en forma natural en la atmósfera en una concentración de 0.03% (300 ppm). El dióxido de carbono juega un papel vital de muchas maneras, incluyendo la estimulación respiratoria, la regulación de la circulación sanguínea y la acidez de los fluidos corporales. La concentración del dióxido de carbono en el aire es responsable de todos los puntos anteriores. La exposición prolongada a altas concentraciones es peligrosa debido al aumento del ritmo respiratorio y cardíaco y a los cambios en la acidez corporal. OSHA (Seguridad Ocupacional y Acta de Salud) tiene normas que reglamentan la concentración máxima y el tiempo promedio de exposición al CO2. Antes de instalar cualquier equipo de CO2 es necesario revisar estas normas y verificar que se cumplan completamente todos los requisitos durante su operación y mantenimiento. Debido a que el dióxido de carbono es más pesado que el aire, se puede acumular en áreas bajas o confinadas. Cuando se descargue dióxido de carbono al aire es imprescindible que haya ventilación adecuada. En los niveles inferiores donde puede concentrarse el dióxido de carbono, es necesario utilizar equipos autónomos para respirar (SCBA) o respiradores de aire. No se deben usar máscaras del tipo filtrante. Deben colocarse carteles con los síntomas y señales de advertencia en el exterior de las áreas en donde se puedan acumular altas concentraciones de dióxido de carbono; además se deben preparar procedimientos de evacuación en caso de necesidad. Si necesita información más detallada acerca de la Seguridad y Primeros Auxilios, consulte la Herramienta de Calidad para el CO2 de PCI.

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Apéndice 1: Reporte de Inspección de la Unidad de CO2 Nombre del Cliente:

______________________________________________

Lugar:

______________________________________________

Tipo de Tanque:

_______________

Serial No.

Fecha de Inspección:

_______________

Planta de Servicio _____________

________________

El Cliente usa: Gas: __________ Líquido: ___________ Ambos: ________________

I. General 1. ¿Existe algún daño mecánico en la cubierta metálica, el aislamiento o la base? 2. ¿Hay evidencia de puntos congelados o fugas en el tanque o en alguno de sus accesorios? 3. Inspeccione el registro, quite la tapa y revise si hay evidencia de congelación. Revise el registro para detectar acumulación de agua o hielo. ¿Hay alguna señal de fugas alrededor del registro? 4. ¿Está la señal de Advertencia de Espacio Confinado adherido a o cercana a la cubierta del registro? 5. ¿Están las boquillas del tanque corroídas? 6. ¿Tienen las válvulas de bola el diseño apropiado, es decir está la bola perforada con agujeros de 1/8" dirigidos contra corriente? 7. ¿Debe hacérsele al tanque principal la prueba de seguridad? Si la respuesta es sí, adjuntar el formato.

Si

No

N/A

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I. General 8.

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Si

No

N/A

Comentarios

Si

No

N/A

Comentarios

¿Está el panel de la alarma conectado al sistema de alarma del cliente?

9. Revise las conexiones a tierra del equipo eléctrico (#10 AWG para la conexión a tierra)

II. Conexiones / Líneas de Llenado 1. ¿Es la conexión de llenado de líquido de 2 pulgadas? 2. ¿Es la conexión de la línea de retorno de vapor de 1 pulgada? 3. ¿Hay tapas en ambas conexiones? 4. ¿Hay cadenas de seguridad instaladas para ambas líneas? 5. ¿Hay un sistema de purga instalado en cada línea para que el conductor lo use?

III. Condiciones Actuales 1. Contenido según manómetro

libras o %

2. Presión en el tanque

psig

3. MAWP del tanque*

psig

4. La válvula de seguridad no se ha fijado por encima de la VAWP del tanque *

= Máxima Presión de Trabajo Permitida

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5. Punto fijado para la purga del regulador

____________ psig

6. Interruptor de presión del Acumulador de presión:

Encendido ______ psig ;

Apagado ______ psig

7. Interruptor del Condensador

Encendido ______ psig;

Apagado ______ psig

8. Presión del Refrigerante

Succión

Descarga ______ psig

9. Tipo de Refrigerante

_______________________

Tipo de aceite en el compresor: 10. Salida eléctrica en amps/volts

______ psig;

_______________________ Fase I amps

Fase II amps

Fase III amps

Voltaje

a. Vaporizador de A.P. b. Directa al Vaporizador de proceso c. Compresor No debe exceder la carga total (amps)

Debe estar en ± 10% del voltaje teórico de diseño

IV. Vaporizadores Eléctricos 1. Verifique el funcionamiento del interruptor de alta temperatura. 2. Revise el contacto del interruptor de desconexión (posición cerrada). 3. Revise el tamaño de los fusibles, la caja para fusibles y si están funcionando. 4. Verifique la correcta operación del interruptor de presión: Mono: Encendido - 245 psig: Doble: Encendido - 255 psig Apagado - 255 psig Apagado - 265 psig 5. Revise los contactos del contactor. 6. Destape las cajas de las uniones y revise los cables. Asegúrese de que no estén agrietados y que no haya falsas conexiones. Busque áreas calientes o indicios de sobrecalentamiento. 7. Remueva el elemento del calentador de la caja de uniones. Verifique que no haya formación o acumulación de agua / hielo 8. Limpie el tamiz. 9. Purgue los condensables del vaporizador del acumulador de presión

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V. Condensador 1. Verifique el nivel del refrigerante. 2. Revise el indicador de humedad. 3. Revise el nivel del aceite en el compresor. 4. Revise la presión de succión del refrigerante. (Debe estar entre 15 y 22 psig a temperatura ambiente de 60o F o mayor.) 5. Verifique la presión de descarga de la refrigeración. Compare la lectura con la operación normal para la temperatura ambiente actual. 6. Revise los contactos de los interruptores de presión de la refrigeración. Encendido @ 305 psig Apagado @ 295 psig 7. Verifique la operación del sistema doble de control del refrigerante: Apagado @ 6 psig con caída de presión: Encendido @ 18 psig con aumento de presión; Apagado @ 300 psig con aumento de presión (presencia de no condensables) 8. Revise visualmente si hay fugas o películas de aceite en las tuberías de la refrigeración. Si se usa un detector de fugas, éste debe ser el adecuado para el tipo de refrigerante del compresor 9. Verifique el contacto del interruptor de desconexión en la posición cerrada. 10. Verifique el tamaño e integridad de los fusibles y las cajas de fusibles. 11. Destape todas las cajas de unión y verifique que no haya grietas o falsas conexiones en los cables. Verifique que no haya puntos calientes 12. Verifique los contactos de los contactores. 13. Revise la bobina del condensador. 14. Revise las aspas del ventilador y el soporte del motor del condensador. 15. Revise el calentador del cárter, si aplica (Las correas antiguas, más pequeñas, no tienen calentadores.) 16. Revise las monturas y abrazaderas del compresor y del sistema de refrigeración. Revise que no haya desgaste de la tubería debido a la vibración

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VI. Comentarios

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