casos de éxito
Skid de vapor sobrecalentado en inox para una envasadora
Descripción del proyecto
Un fabricante de maquinaria de envasado necesitaba 12 kg/h de vapor limpio sobrecalentado para una nueva línea de mayor capacidad, con margen para picos de demanda y una solución completa sobre skid.
Situación original
¿Qué retos nos planteó el cliente?
Un fabricante europeo de referencia en maquinaria de envasado industrial, con el que Giconmes ya había desarrollado un skid de vapor limpio sobrecalentado para una línea de termoformado destinada al envasado de queso fundido, volvió a contactar con nosotros ante un nuevo proyecto.
En esta ocasión, la máquina a equipar presentaba una mayor capacidad productiva y, en consecuencia, una demanda de vapor superior a la del sistema suministrado anteriormente. El cliente había estimado una necesidad de 12 kg/h de vapor, y solicitaba expresamente un dimensionamiento con margen de seguridad que garantizase la estabilidad del suministro incluso en los picos de ciclo de la envasadora.
Los requisitos planteados fueron los siguientes:
- Caudal de vapor de 12 kg/h como mínimo, con reserva de potencia suficiente para absorber las puntas de demanda sin oscilaciones de presión.
- Vapor en contacto directo con el producto envasado, lo que obligaba a garantizar una calidad de vapor apta para uso alimentario, libre de partículas y de arrastres.
- Vapor sobrecalentado, para evitar condensaciones en el interior del envase y preservar las condiciones higiénico-sanitarias del proceso.
- Construcción en acero inoxidable, tanto del generador de vapor como del sobrecalentador, requisito que el cliente señaló como prioritario por tratarse de un entorno húmedo sometido a rutinas de limpieza intensiva.
- Tratamiento de agua independiente, que asegurase una calidad de agua de alimentación constante y protegiese la vida útil del equipo.
- Depósito de recuperación de condensados y válvula de retorno, integrando el retorno desde la máquina para optimizar el rendimiento energético del conjunto.
- Cuadro eléctrico propio, que centralizase la protección y el control del sistema y simplificase la conexión a la instalación de fábrica.
- Montaje sobre plataforma skid, con todos los elementos interconectados y ensamblados de fábrica, replicando la arquitectura del proyecto anterior para facilitar la estandarización interna del fabricante.
Solución aportada
Solución de vapor desarrollada adhoc por Giconmes
Solución propuesta
Partiendo de la arquitectura ya validada en el proyecto anterior, el equipo técnico de Giconmes escaló el sistema hacia la nueva demanda de proceso mediante un generador eléctrico de vapor NGV-3022 de 22 kW, con una capacidad de producción de hasta 30 kg/h y un rango de trabajo entre 0,3 y 7 bar.
Este dimensionamiento sitúa el punto de operación del sistema en torno al 40 % de su capacidad instalada respecto a los 12 kg/h requeridos. Lejos de ser un sobredimensionado innecesario, se trata de una decisión deliberada: la reserva de potencia permite absorber los picos de demanda de cada ciclo de envasado sin oscilaciones de presión, y garantiza un margen de regulación amplio y estable. A ello contribuye la configuración de doble calentador (15 + 7 kW), que permite al equipo trabajar por etapas y ajustar el consumo eléctrico a la demanda real del proceso.
Todos los componentes en contacto con el agua y el vapor se fabricaron en acero inoxidable AISI 304, incluido el carenado exterior, atendiendo al requisito prioritario del cliente de disponer de un conjunto íntegramente inoxidable, apto para entornos húmedos y rutinas de limpieza intensiva.
El sobrecalentamiento del vapor se resolvió mediante un OVERHEATER GI-6000 SS, fabricado en su totalidad —tubos aleteados, accesorios y carenado— en acero inoxidable AISI 304. Funciona por laminación de vapor en el paso al uso y permite regular la temperatura de salida entre 100 y 300 °C mediante termostato, evitando condensaciones en el interior del envase y preservando las condiciones higiénico-sanitarias del proceso.
Para garantizar la calidad culinaria del vapor en contacto directo con el producto, el sistema incorpora un filtro de partículas de 5 micras, complementado por un equipo de tratamiento de agua que reduce la dureza total del agua de alimentación a valores admisibles, protegiendo la vida útil de la caldera y asegurando la pureza del vapor generado.
El conjunto se completó con un depósito de recuperación de condensados DRC0083 de 80 litros en AISI 304, con regulador de nivel, electroválvula y termostato, que permite el retorno y reutilización de los condensados procedentes de la máquina, optimizando el rendimiento energético de la instalación.
Integración con la envasadora
Uno de los ejes del proyecto fue la integración eléctrica y de señales con la máquina del cliente, resuelta mediante un paquete específico de elementos:
- Sonda 4-20 mA para la transmisión analógica de la señal de proceso.
- Válvula de retorno para la gestión del condensado hacia el skid.
- Relé de contacto que informa a la envasadora de que el generador se encuentra en marcha.
- Relé de aviso de activación del presostato de seguridad.
- Baliza luminosa y acústica con señalización de funcionamiento estándar y de alarma.
- Actualización completa de planos y esquemas eléctricos conforme a la nueva configuración.
Montaje sobre skid
Todos los elementos —generador, sobrecalentador, tratamiento de agua, filtración, depósito de condensados y elementos de control— se interconectaron y ensamblaron en fábrica sobre una misma plataforma skid, entregada lista para conectar. Esta configuración reproduce el estándar del proyecto anterior, lo que permite al fabricante replicar la solución en futuras líneas sin necesidad de rediseño.
Cumplimiento normativo
El generador se construyó conforme a la Directiva de Equipos a Presión 2014/68/UE (PED CE), transpuesta por el RD 709/2015 y afecta al RD 809/2021. El cuerpo de presión se diseñó y fabricó según UNE-EN 13445, con certificados de calidad que permiten la trazabilidad del acero durante un mínimo de diez años. La calidad del agua de alimentación se ajusta a los requisitos de la UNE-EN 12952-12.
El resultado es un sistema compacto, higiénico y plenamente integrado, capaz de suministrar vapor limpio y sobrecalentado de forma continua y estable durante todo el ciclo de envasado, con el nivel de acabado en acero inoxidable exigido por el entorno alimentario.
Tecnología utilizada
- Generador de vapor NGV-3022 de 22 kW, hasta 30 kg/h y 7 bar, con doble calentador 15 + 7 kW
- Sobrecalentador OVERHEATER GI-6000 SS en AISI 304, regulable entre 100 y 300 °C
- Filtro de 5 micras y sistema de tratamiento de agua para vapor de calidad alimentaria
- Depósito de recuperación de condensados DRC0083 de 80 litros con retorno automatizado
- Integración 4-20 mA, relés de estado y seguridad, baliza de señalización y montaje completo sobre skid
RETOS
Cumplimos con los requisitos del cliente
La instalación cumplió plenamente los objetivos marcados por el cliente. Entre los principales resultados destacan:
Vapor de calidad alimentaria. Filtración de 5 micras y tratamiento de agua dedicado garantizan un vapor apto para el contacto directo con el producto, sin riesgo de contaminación.
Construcción íntegra en acero inoxidable. Caldera, componentes en contacto con el agua, carenado y sobrecalentador en AISI 304, resistentes al ambiente húmedo y a las rutinas de limpieza intensiva.
Eficiencia energética. La recuperación y reutilización de condensados reduce el consumo de agua y de energía del conjunto, y la configuración de doble calentador ajusta el consumo eléctrico a la demanda real.
Solución estandarizada y replicable. Conjunto montado y cableado en fábrica sobre skid, listo para conectar, que el fabricante puede reproducir en futuras líneas sin necesidad de rediseño.
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No hay ningún tipo de emisiones contaminantes más allá de las producidas en el proceso de producción eléctrica, por tanto, pueden llegar a ser neutras en función del mix eléctrico. Las calderas eléctricas de vapor son el presente y el futuro.
Perfectamente. Incluso es recomendable para obtener la máxima eficiencia. No hay problema en control remoto siempre que se respete la normativa vigente.
Un generador de vapor es un equipo a presión que junto a la red de tuberías afecta está sometido a control reglamentario e instrucciones técnicas complementarias, según Reglamento publicado en Real Decreto 809/2021, de 21 de septiembre. Su mantenimiento está dividido en una parte de sencillo cumplimiento por parte del propietario:
- Conocer y aplicar las instrucciones del fabricante en lo referente a la utilización, medios de seguridad y mantenimiento.
- No poner en servicio la instalación o impedir el funcionamiento de los equipos a presión si no se cumplen los requisitos del Reglamento.
- Disponer de al menos la siguiente documentación de los equipos a presión mientras estén instalados: Declaración de conformidad, en su caso, instrucciones del fabricante, y si procede, certificado de instalación, junto con otra documentación acreditativa (en su caso, Proyecto de Instalación, acta de la última inspección periódica, certificaciones de reparaciones o modificaciones de los equipos, así como cualquiera otra documentación requerida por la correspondiente instrucción técnica complementaria (ITC) de este reglamento). Respecto a contenidos consultar anexo IV del reglamento. Esta documentación estará a disposición del órgano competente de la comunidad autónoma y de las empresas que efectúen las operaciones de mantenimiento, reparación o inspecciones periódicas.
- Utilizar los equipos a presión dentro de sus límites de funcionamiento previstos por el fabricante y retirarlos del servicio si dejan de disponer de los requisitos de seguridad necesarios.
- Realizar el mantenimiento de las instalaciones, equipos a presión, accesorios de seguridad y dispositivos de control de acuerdo con las condiciones de operación y las instrucciones del fabricante, debiendo examinarlos al menos una vez al año.
- Ordenar la realización de las inspecciones periódicas que les correspondan de acuerdo con lo dispuesto en el artículo 6 del reglamento.
- Disponer y mantener al día un registro de los equipos a presión de las categorías I a IV, del RD 709/2015, de 24 de julio, o asimilados a dichas categorías según artículo 3.2 del reglamento, así como sus instalaciones.
Es conocido que aplicando una fuente de calor al agua, ésta se transforma en vapor a partir del punto de ebullición y a presión atmosférica. A partir de aquí, en función del grado de saturación requerido del vapor para su correcta aplicación, deberemos incrementar la presión con el fin de obtener mayor temperatura. Para cambiar la temperatura y grado de saturación del vapor, siempre deberemos modificar la presión.
Es una unidad de presión equivalente a 1Kg/cm2, a 0,98 atmósferas o 14,50 PSI
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