No te pierdas el artículo sobre Metcar publicado en la edición de octubre de 2022 de la revista Pumps & Systems, donde se explica cómo el carbón grafito puede ser una solución eficaz para la industria de procesamiento de alimentos y bebidas.

Las empresas utilizan carbón grafito para reducir costos, mejorar la eficiencia y contribuir a la seguridad en distintos procesos de la industria alimentaria. Sus propiedades mecánicas y químicas, junto con sus características higiénicas, lo convierten en un material a considerar al diseñar hornos transportadores, equipos de escaldado y sistemas de esterilización, entre otras aplicaciones.

Este artículo destaca algunas de las propiedades clave del carbón grafito que lo convierten en un material tan versátil para la industria de alimentos y bebidas.

ESTRUCTURA MOLECULAR DEL carbón grafito

Imagen 1: Estructuramolecular de la grafita
Las características autolubricantes del carbón grafito también le permiten funcionar en seco cuando no hay un fluido de operación presente. Como es fácil imaginar, eliminar la necesidad de lubricación con aceite o grasa en equipos de procesamiento y manipulación de alimentos resulta fundamental para reducir riesgos de contaminación.

Otra ventaja importante del carbón grafito es que puede hacerse impermeable y libre de porosidad. El carbón grafito simple presenta una red interconectada de poros causada por la desgasificación durante el proceso de fabricación.

Esta porosidad puede rellenarse con distintos tipos de metales, resinas y sales mediante un proceso de impregnación al vacío. Esto ayuda a garantizar que el material de carbón grafito no absorba sustancias extrañas durante su operación.

Esto resulta especialmente beneficioso en aplicaciones de procesamiento de alimentos, ya que evita que las bacterias crezcan dentro del carbón grafito. Además, al eliminar la porosidad, el material puede limpiarse y desinfectarse con mayor facilidad.

La siguiente propiedad que presenta el carbón grafito es el amplio rango de temperatura en el que el material puede funcionar. Dos ejemplos de esto, situados en ambos extremos del espectro, son los hornos de cinta transportadora y las cintas transportadoras de congelación. En el caso de los hornos de cinta transportadora, las zonas calientes pueden alcanzar más de 600 F. Los rodamientos fabricados con plásticos de ingeniería fallan a aproximadamente 350 F.

Otra propiedad importante del carbón grafito es su capacidad para operar dentro de un amplio rango de temperaturas.

Dos ejemplos ubicados en extremos opuestos del espectro son los hornos transportadores y los sistemas transportadores de congelación.

En el caso de los hornos transportadores, las zonas calientes pueden superar los 600 °F. Los cojinetes fabricados con plásticos de ingeniería suelen fallar alrededor de los 350 °F.

Las grasas de alta temperatura pueden ser costosas y no debe pasarse por alto el trabajo que implica sustituir constantemente esta grasa en cientos de cojinetes. El carbón grafito ofrece un material capaz de operar a temperaturas de hasta 850 °F.

En los sistemas transportadores de congelación, las temperaturas de operación pueden descender hasta -400 °F. Esto dificultaría el uso de cojinetes fabricados con materiales tradicionales, ya que la grasa necesaria para la lubricación aumenta su viscosidad y puede provocar agarrotamiento.

Las propiedades autolubricantes del carbón grafito no se ven afectadas por estas temperaturas bajo cero.

Imagen 2: Horno de cinta transportadora

Durante el procesamiento de alimentos, es probable que algunos componentes entren en contacto con líquidos ácidos procedentes de frutas cítricas, como las naranjas y los limones. La exposición constante a estos líquidos que contienen ácido cítrico provocará, con el tiempo, la corrosión de muchos materiales diferentes, pero no afectará al carbón grafito. Es un material inerte que puede entrar en contacto habitual con algunos de los ácidos más cáusticos, como el ácido fluorhídrico y el ácido sulfúrico, sin que se produzcan reacciones químicas adversas.

El carbón grafito cuenta con las propiedades necesarias y las homologaciones de las agencias pertinentes para su uso en la industria de procesamiento de alimentos. Está perfectamente adaptado a estas aplicaciones gracias a su capacidad de autolubricación, su resistencia a un amplio rango de temperaturas y su capacidad para mantenerse higiénico y libre de bacterias.

No son solo las altas temperaturas las que plantean retos de diseño a los fabricantes de cintas transportadoras. Los fabricantes de cintas transportadoras para congeladores deben encontrar la forma de soportar rodillos que funcionan a temperaturas bajo cero, en las que el aceite y la grasa convencionales se espesan y pierden fluidez.


Imagen 3: Cinta transportadora de congelación

Las frutas, verduras y carnes congeladas suelen someterse a un proceso de congelación rápida en condiciones criogénicas. Aunque estas temperaturas causan estragos en la mayoría de los rodamientos, no afectan a la capacidad autolubricante del carbón grafito, que prácticamente no tiene límite de temperatura mínima.

Por eso, los materiales de carbón grafito se utilizan a menudo en aplicaciones criogénicas críticas para la seguridad, como las superficies de sellado en los propulsores de cohetes de oxígeno líquido para viajes espaciales (¡donde se pueden alcanzar temperaturas de hasta -400 °F!). Aunque el uso de rodamientos de carbón grafito en cintas transportadoras de congeladores no es tan crítico para la seguridad como una superficie de sellado en un propulsor de cohete, resulta igual de eficaz a la hora de resolver el problema en cuestión.

Robert Riccio es ingeniero de aplicaciones en Metalized Carbon Corporation. Se licenció en Ingeniería, con especialización en Ingeniería Mecánica, por el Instituto Politécnico Rensselaer en 2019. Cuenta con más de tres años de experiencia profesional en diseño y fabricación. Se le puede contactar en rariccio@metcar.com.