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Vapor Húmedo vs Vapor Saturado Seco

Publicado: 20 de abril de 2020
Por: Marc Manich, AMS Steam Technology • abr. 20, 2020
¿Sabías que las calderas no generan vapor 100% saturado seco? 
Cuando una caldera calienta agua, las burbujas que rompen la superficie del agua incorporan pequeñas gotitas de agua en la corriente de vapor y esto causa que el flujo de vapor esté parcialmente húmedo (vapor húmedo) debido a la presencia de líquido.
Vapor Húmedo vs Vapor Saturado Seco - Image 1
 El Título de Vapor o porcentaje de sequedad se utiliza para cuantificar la cantidad de agua que contiene el vapor. Si el vapor contiene un 10% de agua en forma líquida, se dice que es un vapor 90% seco, o que tiene un Título de 0.9. Si el vapor contiene un 15% de agua en forma líquida diremos que tiene un Título de 0.85 y así sucesivamente.
 
El Título de vapor es importante porque tiene un efecto directo en la cantidad de energía transferible contenida en el vapor, lo cual afecta la calidad y la eficiencia del calentamiento.
 
El vapor saturado seco contiene 100% del calor latente disponible a la presión dada. El agua saturada, que carece de calor latente, tiene 0% de sequedad y contiene sólo calor sensible, esto lo explicamos más en detalle en el articulo: La temperatura del vapor NO determina el grado de sequedad (calidad) del mismo.
 
Las tablas de vapor contienen valores como la entalpía, el volumen específico, la entropía, etc. para el vapor saturado 100% seco y para el agua saturada, pero típicamente no los tienen para vapor húmedo.
 
A menor Título de Vapor, es decir, cuando más húmedo sea el vapor, su volumen, entalpía y entropía específicos serán menores. Como el Título de Vapor tiene un efecto significativo en estos valores, para obtener la mayor eficiencia es crucial suministrar vapor lo más cercano al Título 1.
 
Al transportar el vapor, las pérdidas por radiación de la tubería y las caídas de presión (válvulas, codos…) causan que parte del vapor pierda su calor latente y se convierta en agua, por tanto, disminuyendo el Título del vapor.
 
Vapor Húmedo vs Vapor Saturado Seco - Image 2

Puesto que el vapor húmedo no solo afecta la eficiencia de transferencia de calor, sino que también causa erosión en la tubería y a equipos críticos como las alabes de la turbina, es altamente recomendado tomar medidas preventivas como instalar un acondicionador de vapor para retirar toda el agua presente en el vapor. 
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Autores:
Marc Manich
AVC
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Bernardo Serrano
17 de mayo de 2020
Excelente aportación Marc Manich Definitivamente la instalación de estos equipos debe realizarlas un profesional como traje a la medida como lo han señalado diversos foristas . Lo que nunca va ha cambiar es la interpretación que tienen los operadores de los equipos como bien se ha señalado . Si los operadores cuentan con un buen diseño en la adición de vapor se les facilita su trabajo . No siempre los operadores conocen a ciencia cierta todas las formulad de los productos por ser confidenciales. Pero lo que los hace excelentes cocineros Es su experiencia en manipular el producto y calibrar las condiciones de adición de temperatura y vapor en las condiciones ideales para obtener al final un producto de calidad peletizado o extruido . Así se tenga con el mejor sistema de pruduccion y adición de vapor , si no se tiene un operador experimentado en su uso ; todo será un desperdicio . Saludos
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ENRIQUE MACIAS M.
Rycemm
12 de mayo de 2020
Mucho muy interesantes las intervenciones de Marc Manich relativas al vapor. Nunca había visto una gráfica como la que incluyó en su primera exposición, la que muestra las gotículas de agua, gotas minúsculas, casi imperceptibles, y su contenido en el vapor en estado gaseoso. Con la gráfica es muy fácil de entender el concepto. A propósito, ¿cómo se hace para incluir en la exposición este tipo de imagenes y las otras que incluyó de válvulas, codo y tuberías? Sería muy valioso para todos nosotros los mortales supiéramos pegar fotos, y diagramas que facilitan enormemente el entendimiento de lo expuesto en estos foros. Me llamó la atención lo del acondicionador de vapor, separador de humedad, y acondicionador de alimento, a grado tal que busque en el diccionario la definición de acondicionar: “Disponer o preparar algo de manera adecuada”. De acuerdo con esto, es correcto lo del “acondicionador” de vapor, así como lo del “acondicionador” de alimento. En cuanto a separador de humedad (moisture separator) también está bien en vista de que este equipo, así como el acondicionador de vapor, lo que hacen es separar, remover, las gotículas en el vapor, dejándolo seco, sin humedad. Para confundir mas, un fabricante de peletizadoras diseñó su propio “Separador Purificador de vapor”, que hace lo mismo que los otros dos equipos. Algo que no se ha comentado mucho, es que después de la válvula reductora/reguladora de vapor, se debe instalar tubería de mayor diámetro que la de alta presión, para que el vapor a baja presión se pueda manejar, y fluir apropiadamente. Lo mismo se puede decir de las válvulas de corte rápido y controladora de flujo, de lo contrarió pueden ser cuellos de botella, que impidan el flujo suficiente de vapor a baja presión para acondicionar el alimento en forma óptima. El tren de adición de vapor al acondicionador de harinas por peletizar, debe ser diseñado e instalado correctamente por verdaderos profesionales que son expertos en la producción y distribución del vapor, así como de las técnicas de peletizado de los diferentes grupos de fórmulas. Las fórmulas altas en granos requieren de mucho vapor que aporte calor y humedad. En el otro extremo están las fórmulas de lechones que llevan azúcar y suero de leche. Estas fórmulas se peletizan con muy poco vapor, o sin vapor, pero agregándoles agua para mantener baja la temperatura en el paso por los orificios del dado, y aportar algo de lubricación. Si el alimento se sobrecalienta dentro de los orificios del dado, el azúcar y el suero de leche se pueden caramelizar y tapar el dado, o rendir velocidades muy bajas de peletización. Espero que esta aportación les sea de interés y les sea útil en la mejora continua de sus operaciones.
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Nestor Londoño
24 de abril de 2020
Buenos días, a todos; desde la óptica de uno de los usos del vapor, , el proceso productivo de alimentos concentrados para animales tanto en peletizacion como en extrusión debemos entender que cuando hablamos de acondicionadores, entendemos: el equipo responsable de acondicionar la harina con el vapor para ser peletizada y/o extruida entonces, ahora sumaremos a nuestro léxico el uso de "acondicionador de vapor" al elemento responsable de recuperar el titulo de vapor a ser usado y que haría parte de los elementos para el manejo y control del vapor aguas arriba del acondicionador de harinas. ACONDICIONAR HARINAS: únicamente nos estamos refiriendo a la homogenizacion de la harina con humedad y temperatura constantes y estables. La participación eficiente del vapor en el proceso de acondicionamiento de harina depende de varios aspectos físico-químicos del vapor como: energía (entalpica), velocidad de ingreso al acondicionador, masa, "limpieza" (me refiero al agua con que se produjo), cantidad de agua Vs cantidad de agua gaseosa, tiempo de caída de vapor a agua, tiempo de liberación de temperatura. ACONDICIONAR HARINA (LLAMAREMOS FORMULA) , no es igual en todos los casos, hay formulas que aceptan la participación del vapor, otras en forma menos porcentual y algunas en minina cantidad, pero todas si necesitan de la energía máxima posible del vapor para poder alcanzar buenas temperaturas, que se traducen en un buen desdoblamiento de almidones para gelatinizar la peletizacion y/o extrusión y compactar el producto final con durabilidad y estabilidad , para garantizar el almacenamiento empaque manipulación transporte hasta el consumidor final. Contar con un "buen vapor", es todo un proceso que debe ser la sumatoria de aspectos claros y certeros en la producción del vapor como de conocimiento y experiencia en el uso del vapor , los operadores de peletizadoras y extruder contemplan al vapor como una sola variable, ellos manejan otros aspectos como tipo de producto, tipo de formula, cantidad y volumen de los bath. Quiero decir con esto que la interpretación que el operario le da al uso del vapor, parte de un elemento mas, ajeno a toda la variabilidad de aspectos que hay tras el hecho de abrir una válvula o no. Saludos
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Nestor Londoño
20 de abril de 2020

Buenos días; es importante identificar el paso a paso del consumo de vapor; el primero es LA GENERACIÓN DEL VAPOR: debemos confirmar que tan eficiente es la generación de vapor, teniendo en cuenta la conductividad del agua, la eficiencia de combustión, la eficiencia en la transferencia de calor, la conversión BTU combustible con BTU -BHP producido, el consumo de agua Vs consumo real vapor (balance másico)....... 2do: TRANSPORTE DE VAPOR: es aquí donde la mayoría de nuestras instalaciones carecen de un buen manejo, desde el diseño hasta la instalación de tuberías siempre optamos por diseños arquitectónicos hasta tuberías y accesorios de baja especificación, diseños e instalaciones que se convierten en taxímetros económicos porque el día a día del trabajo de la red presenta fallas de rendimiento y eficiencia del vapor (No olvidar que desde el momento en que el vapor sale de la caldera, por naturaleza entalpica se inicia el descenso efectivo del estado gaseoso, tratando de forma inmediata de volver a la fase liquida), entonces la calidad de vapor desciende de forma vertiginosa (producción de condensados), llegando a títulos de hasta .6, .7; y por ultimo, 3er aspecto CONSUMO DE VAPOR; si agregado a lo anterior poseemos sistemas de trampeo no adecuados, válvulas de regulación de vapor no correspondientes, válvulas de corte y manejo de vapor que producen turbulencia, como resultado tenemos tiempos de proceso muy altos, procesos no alcanzados por falta de entalpia efectiva, que se convierten en enfermedades silenciosas que muy pocas veces son identificadas y superadas (77% de las veces según mis estudios) concluyendo que tan solo el 23% de la industria alcanza el uso eficiente del vapor al 100%.

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Alberto Garcia Olazabal
6 de junio de 2020

Muy buena explicación, para incentivar a los ingenieros termodinámicos ,que tanto pueden aportar,y los que no, aprender a lidiar con máquinas térmicas o procesos fisicoquímicos, conocimientos que se pueden aplicar directamente.

De tal forma que la termodinámica es el punto de partida de numerosos dispositivos y mecanismos que hacen posible el estilo de vida que llevamos: y del día a día...

Muchas gracias por su aportación
saludos cordiales

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Santiago AP
12 de mayo de 2020
Vapor saturado es importante sobre todo en la industria de alimentos gracias por compartir .
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Alfredo Pinillos
25 de abril de 2020
Estimado Marc Manich gracias por sus comentarios.
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Alfredo Pinillos
23 de abril de 2020
Marc Manich, Estimado Marc, agradeciendo su aporte para difundir conocimientos me gustaría saber si nos puede compartir su opinión acerca de instalar un sistema compuesto un separador de humedad aguas arriba de una válvula reductora de presión y de ser necesario otro separador de humedad aguas abajo en comparación con los acondicionadores de vapor que usted menciona de la firma AMS. En que se diferencian y porque podría ser uno mejor que el otro. No me refiero a ninguna marca en particular ya hay amplia variedad en el mercado, aquí en latino américa tenemos por ejemplo Armstrong, TLV, Gestra, Spirax Sarco entre otros. (Me refiero a elementos correctamente dimensionados, muchas de estas empresas brindan soporte en ese sentido, y con los accesorios correspondientes sin faltar la/s valvula/s de seguridad de ser necesarias. Saludos
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Carlos Navarro
Energetica y Agroindustria scrl
20 de abril de 2020
Se agradece por los comentarios Saludos Tambien.
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Carlos Navarro
Energetica y Agroindustria scrl
20 de abril de 2020
Muy buena explicación, con alta Calidad de Vapor, se ahorra Energía en el Proceso. Por tal razon, se debe hacer algunas cosas previas en la Instalación de Vapor antes que llegue al Digestor: Instalar un Separador de Humedad en la Linea de vapor antes del ingreso a la estación Reductora de Presión. En este Separador se Instala su respectiva trampa de vapor. La válvula Reductora de Presión, trabaja a Entalpía Constante a pesar de Reducir la Presión del vapor; pero lo Sobracalienta y por tanto; el vapor final,tendrá menor Humedad.. También hay que instalar una buena Trampa en el cabezal de Ingreso de vapor al Agitador (Es decir, elegir la trampa adecuada). Para este servicio con gran Flujo de vapor, es preferible Usar una Trampa , De Flotador y Termostática....permite Gran Flujo de condensado. Saludos amigos.
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