Materiales Para Maquinas

Diseo De Maquinarias De Tecnologa Intermedia Para La Industria Alimentaria

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER

Materiales en la construccin de maquinarias

CTEDRA:Diseo de maquinarias de tecnologia intermedia para la industria alimentariaCATEDRTICO:Ing. ANCHIRAICO COSQUILLO, SergioALUMNOS: PAITAN DE LA CRUZ, Marco

HUANCAYO-2013

MATERIALES QUE CONFORMAN UNA MAQUINARIALas maquinarias u objetos tecnolgicos son aquellos que los hombres, con su habilidad, ha creado. Adems pueden ser simples, como una cuchara, o complejos, como un atomizador. El hombre crea objetos tecnolgicos para que las personas puedan hacer todo de una manera ms fcil, producir otros objetos o como tambin productos alimenticios y as mejorar la calidad de vida de todos.Qu debemos saber de los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con los alimentos?Los alimentos entran en contacto con los mas diversos materiales a lo largo de toda su cadena de produccin (elaboracin, envasado, conservacin, distribucin y consumo), lo que incluye todo tipo de herramientas y equipos alimentarios como: envases, maquinas, utensilio y embalajes, as como las envolturas, revestimientos y coberturas. Por tanto, cualquier material u objeto destinado a entrar en contacto directa o indirectamente con alimentos , ha de ser lo suficientemente inerte para evitar que se transfieran sustancias a los alimentos en cantidades lo suficientemente grandes para poner en peligro la salud humana o para ocasionar una modificacin inaceptable de la composicin de los productos alimenticios o una alteracin de las caractersticas organolpticas de stos.

TIPOS DE MATERIALES EN CONTACTO CON ALIMENTOSMATERIALES PERMITIDOSTodos los materiales con que se disea una mquina, que vayan a estar en contacto con los alimentos, deben estar hechos con materiales adecuados y permitidos , de manera que no modifiquen el alimento, ni le cedan sustancias indeseables que supongan un riesgo para la salud.La lista de grupos de materiales y objetos para los que pueden establecerse son: El hierro: El metal ms empleado hoy en da es el hierro, pues es abundante y tiene buenas propiedades. El hierro puro tiene una dureza que oscila entre 4 y 5. Es blando, maleable y dctil. Se magnetiza fcilmente a temperatura ordinaria, y es difcil magnetizarlo en caliente. El punto de fusin del hierro, es de unos 1.535 C, un punto de ebullicin de 2.750 C. La densidad relativa de este metal es de 7,86. Su masa atmica es 55,847. Es hierro puro en un 99,9 % o ms. El Hierro, debido a su abundancia y a sus propiedades qumicas, se ha convertido en uno de los metales ms usados en la civilizacin actual. Tambin, el hierro se puede combinar con otros metales para formar nuevos compuestos con diferentes propiedades, denominados aleaciones. Tambin se llama hierro forjado porque es muy dctil y maleable. Se emplea en trabajos de forja y para construir electroimanes y transformadores elctricos.

ACEROS

Acero inoxidable.- pueden ser slo o recubierto de cromo, estao o zinc. El acero inoxidable est presente en una de las industrias de mayor importancia, como la de los alimentos, los beneficios que este brinda en todo el proceso son muy importantes para la produccin de comestibles. Este material se utiliza en la industria alimentaria porque es higinico al presentar las siguientes caractersticas:

Elevada resistencia a la corrosin. Superficie totalmente compactada. Elevada resistencia a choques y tensiones mecnicas. Elevada resistencia a variaciones trmicas. Ausencia de recubrimientos de fcil deterioro. No aporta partculas por desprendimiento. ptima capacidad de limpieza y en consecuencia, elevado grado de eliminacin de bacterias.

CLASIFICACION AISI-SAE DE LOS ACEROS

La clasificacin es la identificacin especfica de cada grado, tipo, o clase de acero dado por un nmero, letras, smbolos, nombre, o su combinacin para la completa designacin de un acero en particular. Dentro de la industria esta clasificacin tiene una vital importancia y un uso especfico por ejemplo el grado es usado para denotar a composicin qumica, el tipo es usado para indicar el nivel de desoxidacin, y la clase es usada para describir alguna otra cualidad, como el nivel de resistencia o una superficie pulida etc.

CODIFICACIN Y CLASIFICACION POR ALEACIN SEGN AISI-SAE:

En el sistema AISI-SAE, los aceros se clasifican con cuatro dgitos. El primer digito especifica la aleacin principal, el segundo modifica al primero y los dos ltimos dgitos, dan la cantidad de carbono en centsimas. En algunos aceros al cromo de alto carbono hay nmeros de cinco dgitos, los tres ltimos dan el porcentaje de carbono.

EJEMPLO:

En la siguiente tabla se muestra la clasificacin segn AISI-SAE varios tipos de aceros:

CLASIFICACION AISI DE LOS ACEROS INOXIDABLES SEGN SU ESTRUCTURA CRISTALINA:

Aceros Martensticos Aceros Ferrticos Aceros Austenticos Aceros AustenoferrticosAUSTENITICOS SERIE 200:AISI 201 / J4Es conocido como sustituto del acero 304, pero con niveles ms bajos de nquel. Normalmente utilizado en los aparatos domsticos, ornamentales, escaleras, muebles, estructura automotriz, o en otras aplicaciones de uso estructural (por su dureza) con exposicin limitada a la corrosin. El porcentaje de nquel es 1.00 4.00 Su bajo porcentaje de nquel esta compensado por la contribucin mejorada de los 4 elementos que la compone: Carbono, Manganeso, Cobre y NitrgenoAISI 202 /JSL AUSTambin es conocido como sustituto del acero 304, con un mayor porcentaje de nquel que el 201. Utilizado en los aparatos domsticos, ornamentales, escaleras, ganchos, productos para embutidos extraprofundos, o en otras aplicaciones con exposicin limitada a la corrosin. El porcentaje de nquel es 4,00 - 6,00. Por su idntica respuesta mecnica al clsico AISI 304 es el mejor candidato para suplirlo en diversas aplicaciones.AUSTENITICOS SERIE 300:AISI 301Posee finalidad estructural; correas transportadoras; aparatos domsticos; herraje; diafragmas; equipos de transporte, aeronaves; herrajes para postes; fijadores (horquillas, cierres, estuches); conjuntos estructurales de alta resistencia que se requiere en los aviones, automviles, camiones y carroceras.AISI 304Electrodomsticos; finalidad estructural; equipos para la industria qumica y naval; industria de tejidos y papel; refinera de petrleo; permutadores de calor; instalaciones criognicas; almacenes de cerveza; tanques de almacenamiento de cerveza; equipos para perfeccionamiento de harina de maz; equipos para lcteos; cpula del reactor de usina atmica; tuberas de vapor; equipos y contenedores de fbricas nucleares; partes para almacenes de algunas bebidas carbonatadas; conductores descendientes del agua pluvial; coches de ferrocarril; canalones.AISI 304LRecubrimiento para tolvas de carbn; tanques de pulverizacin de fertilizantes lquidos; tanques de almacenamiento de pasta de tomate; cuando se necesita una menor proporcin de carbono que el tipo 301 para restringir la precipitacin de carburos que resultan de la soldadura, especialmente cuando las partes no pueden recibir tratamiento trmico despus de soldar; vagones de ferrocarril (cuando existe la necesidad de restringir la precipitacin de carburos como resultado de la soldadura, sin tratamiento trmico posterior).AISI 310Acero refractario para aplicaciones de alta temperatura, como los calentadores de aire; cajas de recocimiento; estufa de secamiento; escudos para caldera de vapor; hornos de fundicin; recubrimientos, transportistas y soportes de hornos, intercambiadores de calor, compuertas de hornos, cilindros de rollos de transportistas, componentes de turbinas, etc; cajas de cementacin, equipos para fbrica de tinta, el apoyo de la bveda de horno; componentes de turbinas de gas, intercambiadores de calor, las incineradoras, los componentes de quemadores de leo, equipos de las refineras de petrleo, recuperadores; tubera de sopladores de holln, placas de horno, chimeneas y compuertas de chimeneas de hornos; conjuntos de diafragma de los bocales para motores turbojet; cubas para cristalizacin de nitrato; equipos para fbrica de papel.AISI 316Piezas que demandan alta resistencia a la corrosin localizada; equipo de las industrias qumica, farmacutica, textil, petrolera, papel, celulosa, caucho, nylon y tintas; diversas piezas y componentes utilizados en construccin naval; equipos criognicos; equipos de procesamiento de pelcula fotogrfica; cubas de fermentacin; instrumentos quirrgicos.AISI 316LPiezas que demandan alta resistencia a la corrosin localizada; equipo de las industrias qumica, farmacutica, textil, petrolera, papel, celulosa, caucho, nylon y tintas; cubas de fermentacin; piezas de vlvulas; tanques; agitadores y evaporadores, condensadores; piezas expuestas al ambiente martimo etc; piezas de vlvulas; bombas; cuando se necesita una menor proporcin de carbono que el tipo 304 para restringir la precipitacin de carburos que resultan de la soldadura, especialmente cuando las partes no pueden recibir tratamiento trmico despus de soldar; adornos; tanques soldados de almacenamiento de productos qumicos y productos orgnicos; bandejas, recubrimiento para hornos de calcinacin.AISI 316TiMejor resistencia a la temperatura y la mecnica que el 316L - equipos para industrias qumicas y petroqumicas.MARTENSITICOS SERIE 400:AISI 420Vlvulas; bombas; tornillos y cerraduras; tubera de control de la calefaccin; placa para muelles; mesa de plancha; cubiertos (cuchillos, cortaplumas etc); instrumentos de medicin; tamices; ejes de funcionamiento; mquinas de la minera, herramientas manuales; llaves.FERRITICOS SERIE 400:AISI 430Utensilios domsticos; fabricacin de moneda; canalones; mquinas de lavar; placas de identificacin, equipos de fabricacin de cido ntrico; fijacin; calentadores; reflectores; pilas, cubiertos (tenedor y cuchara); adornos para automviles; recubrimiento de la cmara de combustin de los motores disel; puertas de cajas fuertes; pilas. Cobre.- Los minerales ms utilizados para obtener cobre son sulfuros de cobre, especialmente la calcopirita. Tambin existen minerales de xido de cobre, destacando la malaquita y la cuprita. Los minerales de cobre suelen ira acompaados tambin de hierro.

Las propiedades de este metal son: Es uno de los metales no ferrosos de mayor utilizacin. Tiene un color rojo-pardo. Su conductividad elctrica es elevada (solo superada por la plata) Su conductividad trmica tambin es elevada. Es un metal bastante pesado, su densidad es 9 5 gr/cm3 Resiste muy bien la corrosin y la oxidacin. Es muy dctil y maleable. Plsticos.- Existen muchas y variadas aplicaciones donde se pueden utilizar los plsticos tcnicos en la fabricacin de maquinaria para el procesamiento alimentos, como por ejemplo en carne, pescado y aves; industria lcteas, etc.Se suelen utilizar como engranajes, casquillos u otros componentes para maquinaria. Los plsticos pueden tambin estar en contacto directo con los alimentos, como por ejemplo, en sistemas de llenado, mezcladores y dosificadores. A estos plsticos se les exigen estrictos requerimientos, en especial a aqullos que estn en contacto directo con alimentos. El principal objetivo de las normativas de la UE y EE.UU. consiste en evitar cualquier efecto nocivo debido a la migracin de sustancias.

Maderas.- el uso de madera en la elaboracin de mquinas cada vez es muy poca, puesto que esta es remplazada por el metal. Sin embargo an hay maquinas en las cuales de utiliza la madera con fines de soporte ya que diferentes autores respaldados por sus investigaciones de propiedades higinicas, prohben el uso de la madera en maquinarias y an ms si esta va estar en contacto con los alimentos.

Vidrio, loza, porcelana.- estos materiales tambin son muy utilizados en la elaboracin de diversas maquinas, este material no es corrosiva, no modifica al alimento ni transfiere sustancias nocivas que pueda alterar al alimento. Adems de sus resistencias a altas y bajas temperaturas las hace favoritas para su uso en la elaboracin de mquinas como cmaras de secado y de refrigeracin (puertas y ventanas).

Caucho.- Sustancia natural o sinttica que se caracteriza por su elasticidad, repelencia al agua y resistencia elctrica. El caucho natural se obtiene de un lquido lechoso de color blanco llamado ltex, que se encuentra en numerosas plantas. El caucho sinttico se prepara a partir de hidrocarburos insaturados. Es un polmero elstico, cis-1,4-polisopreno, polmero del isopreno o 2-metilbutadieno. C5H8 que surge como una emulsin lechosa (conocida como ltex) en la savia de varias plantas, pero que tambin puede ser producido sintticamente. La principal fuente comercial de ltex son las euforbiceas, del gnero Hevea, como Hevea brasiliensis. Otras plantas que contienen ltex son el ficus euphorkingdom heartsbias y el diente de len comn. Se obtiene caucho de otras especies como Urceola elastica de Asia y la Funtumia elastica de frica occidental. Tambin se obtiene a partir del latex de Castilla elstica, del Kalule patenium argentatum y de la Gutta-perchapalaquium gutta.

Antes de utilizar un material debemos conocer su idoneidad con respecto al alimento al que va a ser destinado y la declaracin por escrito de su conformidad con las normas que le sean aplicables.Ing. ANCHIRAICO COSQUILLO, Sergio