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El aire comprimido sin aceite, los compresores lubricados de aceite con tratamiento especial, lubricantes de grado alimenticio FG y el vacío son parte integral del procesamiento, la fabricación y el envasado de alimentos y bebidas.
Industrias alimentarias
Empacadores, panaderos, molineros, refinadores y muchos otros en la industria alimentaria utilizan aire comprimido para agilizar numerosos procesos. Transferir líquidos y materiales granulares desde camiones y vagones de ferrocarril es una aplicación común. Un transportador neumático puede descargar un vagón lleno de grano en tres horas.
Las refinerías de azúcar y las panaderías utilizan aire comprimido para transferir jarabes. Las grasas vegetales y otros líquidos se transfieren de la misma manera. La agitación de ciertos alimentos líquidos o sumergidos en líquidos, como los encurtidos, se logra burbujeando aire comprimido a través de ellos.
El filtrado a presión también utiliza la misma fuente de energía. Las conserveras utilizan aire comprimido en las máquinas llenadoras de latas y para cocinar y esterilizar. Las atmósferas enriquecidas con nitrógeno en las áreas de almacenamiento retardan el deterioro de muchos alimentos, prolongando la vida útil de las manzanas, por ejemplo, durante muchos meses. El bajo nivel de oxígeno es en gran parte responsable de esto, pero se añade dióxido de carbono y otros gases en pequeñas cantidades para controlar las reacciones enzimáticas y retardar el crecimiento de hongos o moho.
Los ejemplos de un sistema para cargar vagones de ferrocarril con gases inertes utilizan un camión de suministro. La lechuga se enfría y se vuelve crujiente sometiéndola a un vacío que evapora la humedad libre entre las hojas, eliminando así su calor latente. Las atmósferas enriquecidas con nitrógeno también se utilizan en transporte por ferrocarril y carretera, especialmente adaptadas a los requisitos de aislamiento para llevar la lechuga y otros alimentos perecederos frescos al mercado.
El nitrógeno líquido también se utiliza como refrigerante en camiones y vagones que transportan alimentos perecederos. El líquido se almacena en contenedores especialmente aislados y se libera en la zona de carga cuando se requiere refrigeración. Los alimentos se pueden congelar mucho más rápido con nitrógeno líquido que en un congelador convencional de aire refrigerado. Muchos alimentos se envasan en gases inertes para excluir el oxígeno, con el cual la mayor parte del deterioro está directamente relacionado. Los gases más utilizados son el nitrógeno y el dióxido de carbono, siendo el nitrógeno el preferido en la mayoría de los casos por su alta inercia. El dióxido de carbono es soluble en agua, por lo que, en algunos casos, puede impartir un sabor ácido. El nitrógeno es preferible para alimentos con un aroma intenso. El dióxido de carbono parece conservar el color de las carnes curadas.
Cuando el envasado al vacío puede provocar que las rebanadas de alimento se aplasten o se adhieran y sean difíciles de separar, se prefiere el envasado con gas. El envasado con gas también es especialmente adecuado para alimentos frágiles liofilizados. En las panaderías, el aire se utiliza para limpiar moldes de galletas, rociar manteca en moldes y prensar la masa en cantidades medidas desde las máquinas de laminación automáticas. Los chorros de aire son el mejor método para limpiar las migas de las rebanadoras de pan sin tener que detenerlas. Los aparejos y elevadores neumáticos también se utilizan comúnmente en la panadería y en el muelle de carga. El aire comprimido también se utiliza para rociar fumigaciones en las cámaras de almacenamiento de las panaderías. Una de las aplicaciones más importantes y en expansión del aire comprimido en las panaderías es la manipulación de la harina mediante transportadores neumáticos. Estos transportadores realizan la manipulación completa de la harina de forma automática, comenzando con la descarga de vagones o camiones de mercancías. Todo el proceso de manipulación de la harina se realiza de forma económica e higiénica en un sistema de tuberías herméticamente cerrado, sin manipulación directa por parte del personal del almacén.
Forja
Los talleres de forja utilizan ampliamente aparejos neumáticos, amoladoras, martillos cinceladores, abrazaderas, arenadoras, etc. Muchas plantas han instalado martillos neumáticos o están convirtiendo martillos de vapor a martillos neumáticos. Se debe realizar un estudio económico comparando el costo de la energía eléctrica para operar los compresores con el costo de generar vapor. El aire no genera costos de energía de reserva durante los turnos de inactividad o los fines de semana, como es habitual cuando se utiliza vapor.
La neumática permite que la maquinaria de gran tamaño en acerías y fundiciones funcione de forma eficiente y segura.
Fundición
La mayor parte del hierro fundido para nuestras fundiciones se funde en el horno de cubilote, donde la combustión del coque proporciona el calor necesario. La combustión del coque requiere un gran volumen de aire, que se introduce en el cubilote a través de las toberas. Las fundiciones, donde antes la mayor parte del trabajo se realizaba a mano de forma muy ineficiente, ahora están mecanizadas en gran medida. La mayor parte del equipo de la fundición mecanizada depende del aire comprimido como fuerza motriz debido a su flexibilidad y a la robustez de los equipos neumáticos.
El aire también transporta la arena de moldeo desde los puntos de entrega hasta los contenedores de almacenamiento, alimenta las máquinas de moldeo y recupera la arena usada para moldes y machos. Uno de los dispositivos neumáticos más importantes de la fundición es, de hecho, la máquina de moldeo. Cilindros de gran diámetro proporcionan la fuerza necesaria para introducir la arena en el molde, y la presión de compresión se regula mediante una válvula en la línea de suministro de aire según las condiciones. La sacudida de alta frecuencia necesaria para compactar la arena de manera uniforme se produce mediante cilindros de aire con un movimiento rápido y alternativo. En varias máquinas de moldeo modernas, especialmente para su uso en plantas altas o para producir impresiones muy nítidas, la sacudida se sustituye por vibración, también producida por aire comprimido.
En las máquinas de moldeo por rodillo de tipo pesado, las operaciones de rodillo y embutición también se accionan neumáticamente, en combinación con dispositivos de refuerzo hidráulico. Se introduce arena en los moldes junto con el aire, y se utiliza aire comprimido para operaciones auxiliares como el soplado y la elevación. El aire comprimido se ha utilizado desde hace mucho tiempo en las fundiciones, y la tendencia hacia la mecanización y el control automático no ha hecho más que aumentar su uso.
El acabado final se aplica a un mueble fino con una pistola pulverizadora precisa, accionada y controlada neumáticamente.
Fabricación de muebles
Se obtiene una mejor producción con muchas máquinas utilizadas en una fábrica de muebles gracias a los dispositivos de aire comprimido. Los chorros de aire limpian las lijadoras, extraen y separan automáticamente el serrín y las virutas de las escopleadoras y taladradoras, y expulsan la piedra pómez después del pulido. Las abrazaderas neumáticas se utilizan para sujetar la pieza en máquinas como las perfiladoras automáticas y para enderezar piezas en las prensas. Se utilizan destornilladores, taladros y llaves neumáticas en el ensamblaje, y otros dispositivos neumáticos se emplean para pulir y tallar madera.
La pintura, el barnizado y el esmaltado se realizan con pistolas de aire comprimido. Las lijadoras, pulidoras, pulidoras de disco y lijadoras de banda neumáticas son especialmente útiles en la fabricación de muebles.
Estas herramientas son insensibles al polvo desarrollado en la carpintería gracias a las propiedades de autoprotección de las máquinas accionadas por aire comprimido y, además, no producen chispas, lo que evita el riesgo de incendio.
Aire comprimido utilizado para inflar neumáticos de autos.
Talleres mecánicos
Prácticamente todos los talleres cuentan con un compresor, al menos para inflar neumáticos. Sin embargo, los talleres de automóviles también utilizan aire comprimido para facilitar los trabajos más difíciles, como el cambio de neumáticos con llaves de impacto, desmontadoras, separadores y elevadores, para agilizar considerablemente la producción. Muchos de estos mismos dispositivos neumáticos se utilizan en plantas de recapado de neumáticos, junto con moldes neumáticos.
La presión del aire se utiliza para limpiar las piezas del motor.
Las lijadoras, amoladoras, pulidoras y equipos de pulverización de pintura neumáticos son útiles en los talleres de reparación de carrocerías.
Cojinetes de aire
Los cojinetes de aire tienen configuraciones muy similares a las de otros cojinetes hidrostáticos e hidrodinámicos. Sin embargo, en estos cojinetes, el aire reemplaza el lubricante líquido habitual, creando la película necesaria para soportar la carga del cojinete y separar las superficies del cojinete para minimizar la fricción bajo carga. Una ventaja principal de los cojinetes de aire es su par de fricción extremadamente bajo. Este par tiende a ser casi constante mientras se mantenga la separación completa de la película, ya que la viscosidad de los gases varía muy poco en un rango considerable de temperatura. Los cojinetes de aire también pueden aplicarse a temperaturas donde las características de viscosidad de los lubricantes de aceite serían inadecuadas.
Existen dos tipos básicos de cojinetes de aire: los de presión externa y los de acción automática. Los cojinetes de presión externa reciben aire a presión de una fuente externa, como un compresor para flotar la carga y separar las superficies del cojinete sin depender del movimiento relativo para mantener la presión en la capa. El tipo auto accionado no depende de la presurización externa, sino que genera su propia presión, de la misma manera que se produce en un rodamiento lubricado con aceite. El aire es transportado al espacio convergente debido a su viscosidad y, por lo tanto, se comprime, proporcionando suficiente presión para soportar la carga.
Fotos: Kaeser Kompressoren, Fanjianhua en Freepik.com, Wirestock en Freepik.com.
Fuente de información: Compressed Air & Gas Handbook. Chapter 1 compressed air applications Industry’s 4th Utility.
CAGI-Compressed Air & Gas Institute
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