Las industrias de la alimentación y las bebidas llevan muchos años utilizando con éxito materiales de carbón grafito durante muchos años en una amplia variedad de aplicaciones.
La FDA ha determinado que los componentes impermeables de carbón grafito se consideran GRAS, es decir, generalmente reconocidos como seguros, para su uso en equipos de manipulación de alimentos. Esto ha permitido que los productores de alimentos y bebidas utilicen materiales de carbón grafito para resolver algunos de sus retos de diseño más complejos.
Además de esta determinación de la FDA, otras organizaciones como NSF, USP y WRAS han aprobado distintos grados de carbón grafito para su uso en aplicaciones de alta higiene, como la producción farmacéutica y la distribución de agua potable.
Podrían desarrollarse numerosos casos de aplicación sobre el uso del carbón grafito en distintos procesos de la industria de alimentos y bebidas. A continuación, se presentan algunos ejemplos de sectores que se benefician de su versatilidad.
En entornos industriales, los productos de panadería suelen elaborarse en hornos transportadores largos. Estos hornos pueden utilizar cientos de rodillos, cada uno soportado por dos cojinetes. En las zonas de alta temperatura de estos hornos, no cualquier material para cojinetes es suficiente.
Los plásticos de ingeniería tienden a ablandarse y deformarse alrededor de los 350 °F, mientras que muchos lubricantes convencionales a base de aceite o grasa, utilizados para lubricar los cojinetes de los rodillos, comienzan a carbonizarse. Existen grasas de alta temperatura aptas para uso alimentario, pero suelen ser costosas, y lubricar constantemente cientos de cojinetes puede convertirse en una tarea abrumadora para la mayoría de los equipos de mantenimiento.
El carbón grafito ofrece una opción resistente al calor y autolubricante que prácticamente no requiere mantenimiento. Además, en muchos casos puede utilizarse como sustituto directo de otros tipos de cojinetes.
Las altas temperaturas no son el único reto de diseño para los fabricantes de transportadores. Los fabricantes de sistemas transportadores para congelación también deben encontrar formas de soportar rodillos que operan a temperaturas bajo cero, donde los aceites y grasas convencionales se espesan y pierden fluidez.
Frutas, verduras y carnes congeladas suelen someterse a procesos de congelación rápida en condiciones criogénicas. Aunque estas temperaturas afectan gravemente a muchos tipos de cojinetes, no comprometen la capacidad autolubricante del carbón grafito, que prácticamente no tiene un límite mínimo de temperatura.
Por esta razón, los materiales de carbón grafito se utilizan con frecuencia en aplicaciones criogénicas críticas para la seguridad, como superficies de sellado en propulsores de cohetes de oxígeno líquido para viajes espaciales, donde pueden alcanzarse temperaturas de hasta -400 °F.
Aunque el uso de cojinetes de carbón grafito en transportadores para congelación no sea tan crítico como una superficie de sellado en un propulsor de cohete, resulta igualmente eficaz para resolver el reto técnico de la aplicación.
Muchas verduras pasan por un proceso llamado escaldado, que consiste en sumergirlas en agua hirviendo y luego en agua con hielo para detener el proceso de cocción.
El escaldado ayuda a evitar que las verduras se deterioren demasiado rápido, ya que detiene la acción de enzimas que pueden provocar pérdida de sabor, color y textura. En un entorno industrial, este proceso suele realizarse haciendo pasar las verduras por un baño de agua hirviendo mediante una cinta transportadora.
El carbón grafito no solo puede funcionar completamente sumergido en agua caliente; el agua también mejora su capacidad autolubricante. Esto convierte al carbón grafito en el material de elección para los cojinetes utilizados por muchos fabricantes industriales de equipos de escaldado.
Los cítricos, como naranjas y limones, representan un reto específico para los fabricantes de equipos industriales de procesamiento de alimentos. La acidez de estos productos limita los materiales que pueden utilizarse, ya que la exposición continua incluso a un ácido relativamente suave, como el ácido cítrico, puede provocar corrosión con el tiempo.
El carbón grafito, sin embargo, está preparado para este tipo de condiciones. El carbono es un material extremadamente inerte y puede soportar la exposición a productos químicos cáusticos en entornos muy exigentes.
Bajo ciertas condiciones, el carbón grafito puede resistir la exposición a algunos de los ácidos más agresivos, como el ácido fluorhídrico y el ácido sulfúrico. En comparación con estos productos químicos, el ácido cítrico es mucho menos cáustico, razón por la cual los productores de cítricos y jugos valoran los materiales de carbón grafito.
Los cojinetes de carbón grafito se utilizan habitualmente en peladoras, exprimidoras y equipos de procesamiento de cítricos en distintas partes del mundo.
5. Esterilización | Autoclaves rotativos de vapor
Una de las formas más eficaces de esterilizar productos alimenticios es mediante exposición al vapor. El vapor saturado elimina microorganismos, como bacterias, que pueden ser perjudiciales para los seres humanos si se ingieren.
Los componentes mecánicos de los equipos de esterilización de esterilización de alimentos deben diseñarse para funcionar en presencia de vapor saturado con el menor desgaste posible.
Se han desarrollado grados de carbón grafito con excelentes propiedades autolubricantes y alta resistencia al desgaste en presencia de vapor. Esto no puede decirse de muchos materiales alternativos para cojinetes.
Por este motivo, los cojinetes de carbón grafito se utilizan habitualmente en retortas rotativas de esterilización al vapor empleadas en la producción de distintos tipos de alimentos, desde frutas hasta frutos secos.
La mayoría de las industrias utilizan carbón grafito de una forma u otra. Su versatilidad y durabilidad permiten que los cojinetes de carbón grafito funcionen en condiciones donde otros cojinetes no pueden operar de manera confiable.
Existen cientos de grados de carbón grafito disponibles, cada uno diseñado para aplicaciones específicas. Para obtener más información sobre qué grado es el adecuado para tu aplicación, ponte en contacto con los ingenieros de Metcar.