Diseño de un intercambiador de calor de tubos concéntricos en contracorriente, para enfriar un líquido viscoso en una industria de alimentos.

Abstract

En este trabajo se diseñó un intercambiador (ver título). La transferencia de calor por producción dura 48 minutos y se transfiere una carga térmica de 16,368.28 kJ/s. De ésta manera se cumplen con los requisitos de producción. El intercambiador de calor cuenta con agua como refrigerante, la cual proviene de un enfriador a 3º C.

El intercambiador de calor cuenta con 9 horquillas compuestas por dos tubos concéntricos de 0.0381 m y 0.0635 m de diámetro nominal y una longitud de 6.096 m (20 pies). El material de los tubos es acero inoxidable 316 de cédula 40. Se cuenta con una bomba centrífuga de 52.20055 kW, la cual entrega el agua al intercambiador de calor.

Se debe realizar una inversión inicial de Q. 183,946.77, la cual se recupera a los 15 meses iniciado el proyecto. La tasa interna de retorno obtenida es de 39.3%, la cual indica que es un proyecto rentable pues y se debe de realizar para obtener una mejora en el proceso. También muestra que el proyecto es factible, pues no solamente posee un tiempo de recuperación corto sino también es rentable pues se logra economizar en la producción.

Se debe realizar la inversión para mejorar la eficiencia del proceso de producción de la fábrica de alimentos. Y se recomienda establecer un sistema de mantenimiento preventivo para los equipos del intercambiador de calor, así como establecer un sistema de limpieza periódica.

No se tomó en cuenta diseñar un intercambiador de concha y tubos debido a que la limpieza de éste es más difícil que la de tubos concéntricos, pues posee más lugares que se pudieran dar incrustaciones no deseadas que interfieren con la transferencia de calor, provocando un déficit en la transferencia de calor.