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Practica Industrial Supervisada
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Contenido I. LOCALIZACION DE LA PLANTA. ............................................................................. 5
1.1. Historia. .................................................................................................................. 5
II. IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LOS SERVICIOS AUXILIARES. ......... 5
2.1. Servicio de agua. .................................................................................................. 5
2.1.1. Tratamiento de agua. .......................................................................................... 6
2.2. Servicio de vapor. .............................................................................................. 10
Fig. 2.2 Diagrama de vapor. ........................................................................................... 11
2.2.1. Calderas. .............................................................................................................. 12
2.2.2. Desaireador. ........................................................................................................ 13
2.3. Servicio de agua de enfriamiento. ................................................................. 14
2.4. Servicio de agua de vacío. .............................................................................. 14
2.5. Servicio de bagazo. ........................................................................................... 14
2.6. Servicio de lavador de gases.......................................................................... 15
2.7. Servicio de energía eléctrica. ......................................................................... 15
2.8. Servicio de aire comprimido. .......................................................................... 16
III. IDENTIFICACION DE LABORATORIOS. ............................................................... 16
3.1. Laboratorio individual. ..................................................................................... 16
3.2. Laboratorio central. ........................................................................................... 16
3.3. Laboratorio de fábrica. ..................................................................................... 17
3.4. Laboratorio de planta de agua. ...................................................................... 17
3.5. Laboratorio de destilería. ................................................................................. 17
IV. IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LAS OPERACIONES UNITARIAS ENLOS DIFERENTES PROCESOS DE LA PLANTA. ............................................... 17
4.1. Recepción de caña de azúcar. ........................................................................ 21
4.2. Molienda de la caña. .......................................................................................... 21
4.3. Fabricación de azúcar. ..................................................................................... 22
4.3.1. Calentamiento de jugo mixto. ......................................................................... 22
4.3.2. Sulfitación. ........................................................................................................... 22
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4.3.2.1. Hornos de azufre. ....................................................................................... 23
4.3.2.2. Torres de sulfitación. ................................................................................ 23
4.3.3. Encalado............................................................................................................... 23
4.3.4. Precalentamiento de jugo sulfoencalado. ................................................... 24
4.3.5. Calentamiento de jugo sulfoencalado. ......................................................... 24
4.3.6. Clarificación. ....................................................................................................... 25
4.3.7. Filtros de lodo. .................................................................................................... 25
4.3.7.1.
Filtro de vacío.
............................................................................................
26
4.3.7.2. Filtro prensa. ............................................................................................... 26
4.3.8. Calentamiento de jugo clarificado. ............................................................... 26
4.3.9. Evaporación. ....................................................................................................... 27
4.3.9.1. Evaporación chica. .................................................................................... 27
4.3.9.2. Evaporación grande. ................................................................................. 28
4.3.10. Calentamiento de melado. ....................................................................... 31
4.3.11. Flotador de melado. .................................................................................. 31
4.3.12. Retorno de miel refinada agotada. ........................................................ 31
4.3.13. Producción de semilla. ............................................................................. 31
4.3.14. Cocimiento. .................................................................................................. 32
4.3.14.1. Cocimiento “A”. .......................................................................................... 34
4.3.14.2. Cocimiento “B”. .......................................................................................... 34
4.3.14.3. Cocimiento “C”. .......................................................................................... 34
4.3.14.4. Cocimiento “R”. .......................................................................................... 35
4.3.15. Cristalización. ............................................................................................. 35
4.3.16. Centrifugación. ........................................................................................... 36
4.3.17. Azúcar crudo y jarabe. .............................................................................. 36
4.4. Secado de azúcar. .............................................................................................. 36
4.5. Envasado de azúcar. ......................................................................................... 36
4.6. Almacenamiento de azúcar. ............................................................................ 37
4.7. Fermentación de melaza. ................................................................................. 37
4.7.1. Stock de melaza. ................................................................................................ 37
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4.8. Centrifugación del mosto fermentado. ........................................................ 37
4.9. Destilación de alcohol. ..................................................................................... 38
4.10. Almacenamiento de alcohol buen gusto. .................................................... 38
V. BALANCE DE MASA Y ENERGIA EN LA FABRICACION DE AZUCAR. ....... 39
5.1. Balance trapiche. ............................................................................................... 39
5.1.1. Balance global en trapiches............................................................................ 42
5.2. Balance calentadores de jugo mixto. ........................................................... 46
5.3.
Balance sulfitación.
...........................................................................................
47
5.3.1. Hornos de azufre. ............................................................................................... 47
5.3.2. Torres de sulfitación. ........................................................................................ 47
5.3.3. Retorno de jugo filtrado. .................................................................................. 48
5.4. Balance encalado. .............................................................................................. 48
5.4.1. Lechada de cal. ................................................................................................... 48
5.4.2. Encalado............................................................................................................... 49
5.5. Balance calentadores de jugo sulfoencalado. ........................................... 49
5.6. Balance clarificación. ........................................................................................ 50
5.6.1. Flash tank............................................................................................................. 50
5.6.2. Clarificación. ....................................................................................................... 50
5.7. Balance filtros de lodo. .................................................................................... 51
5.8. Balance calentadores de jugo clarificado. .................................................. 51
5.9. Balance evaporación múltiple. ....................................................................... 52
5.10. Balance calentador de melado evaporado. ................................................. 53
5.11. Retorno de miel refinada agotada. ................................................................ 53
5.12. Balance de masa y energía cocimiento “A”. .............................................. 54
5.13. Balance de masa y energía cocimiento “B”. .............................................. 57
5.14. Balance de masa y energía cocimiento “C”. .............................................. 60
5.15. Balance de masa y energía cocimiento “R 1”. ........................................... 62
5.16. Balance de masa y energía cocimiento “R 2”. ........................................... 66
5.17. Secador de azúcar. ............................................................................................ 68
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VI. ECUACIONES DE BALANCE DE MASA Y ENERGIA EN LAEVAPORACIÓN. .......................................................................................................... 69
VII. MEDIO AMBIENTE. .................................................................................................... 74
7.1. Bagazo. ................................................................................................................. 74
7.2. Gases de combustión. ...................................................................................... 74
7.3. Carboncillo. ......................................................................................................... 74
7.4. Cachaza. ............................................................................................................... 74
7.5. Agua de canales. ................................................................................................ 74
7.6. Ruidos ambientales. .......................................................................................... 74
VIII. CONCLUSIONES. ....................................................................................................... 75
IX. RECOMENDACIONES. .............................................................................................. 75
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COMPAÑÍA INDUSTRIAL AZUCARERA “SAN AURELIO” S.A. – CIASA
I. LOCALIZACION DE LA PLANTA.
La industria azucarera San Aurelio está ubicada en la ciudad de Santa
Cruz en el 4to anillo y Av. San Aurelio.
1.1. Historia.
Fundada en 1951 por Ramón Darío Gutiérrez Jiménez y Raquel Sosade Gutiérrez, la compañía lleva el nombre de San Aurelio en honor a
Aurelio Gutiérrez Jiménez, hermano del fundador.
II. IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LOS SERVICIOSAUXILIARES.
Durante el proceso de fabricación de azúcar se requieren de servicios
auxiliares tales como:
2.1. Servicio de agua.
El principal servicio seria el abastecimiento de agua para los diferentes
procesos de la planta tales como:
Agua de pozo, base de la industria azucarera se utiliza para
imbibición, reposición para el servicio de vació, materia prima para la
producción de agua ablandada y desmineralizada, dilución de melaza,
reposición para torres de enfriamiento, etc.
Agua para calderas, destinada para la reposición de alimentación para
calderas, las principales fuentes son condensados y agua
desmineralizada.
Condensados, proviene de diferentes fuentes está destinado para
imbibición, filtros de cachaza, agua caliente para tachos, lavado en
centrifugas, dilución de jarabe, dilución de melaza, etc.
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2.1.1. Tratamiento de agua.
El agua para caldera debe ser agua libre de Ca2+, por esta razón se
utiliza condensado que proviene de la evaporación, este es el
condensado de vapor de escape y condensado de vapor vegetal del
segundo cuerpo.
El condensado VV1 es bastante cuando la molienda es continua, por
esta razón el tratamiento de agua se realiza en el arranque de la zafra
y al finalizar la zafra hasta agotar el stock de melaza.
Tratamiento de Aguas.
Con el propósito de eliminar la dureza del agua de pozo se utiliza el
intercambiador catiónico o ablandador y si se desea desmineralizar el agua
se añade un intercambiador aniónico.
Agua de Pozo.
El agua de pozo de San Aurelio contiene:
Cationes.
Ca 2+ Calcio
Mg 2+ Magnesio
Na + Sodio
K + Potasio
Aniones.
HCO3 – Bicarbonato
SO4 2– Sulfato
Cl – Cloruro
NO3 – Nitrato
También.
PO43– Fosfato
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HSiO3 – Bisilicato
CO32– Carbonato, dependiendo del pH
Gases.
CO2 Dióxido de Carbono
Partículas.
SiO2 Dióxido de Silicio
Intercambiador Catiónico.
El propósito del intercambiador catiónico es eliminar los cationes que
contiene el agua de pozo, en nuestro caso tenemos una resina catiónica
fuertemente acido.
R–SO3 –
Reacciones:
Iónica.
( ) CaSO RCaSO R23
2
32 −⇒+−
+−
( ) MgSO R MgSO R23
2
32 −⇒+−
+−
NaSO R NaSO R33
−⇒+−+−
K SO RK SO R33
−⇒+−+−
Molecular.
( ) ( )3223233
22 CO H CaSO R HCOCa H SO R +−⇒+−
( ) ( )3223233
22 CO H MgSO R HCO Mg H SO R +−⇒+−
También
( )322333
2 CO H CaSO RCaCO H SO R +−⇒+−
( )322333
2 CO H MgSO R MgCO H SO R +−⇒+− , en nuestro caso no tenemos
carbonatos.
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Efluentes del tratamiento Catiónico.
32CO H
42SO H
HCl
3 HNO
Fuga de Cationes
También.
43PO H
32SiO H
Intercambiador Aniónico.
El propósito del intercambiador aniónico es eliminar los aniones del efluente
catiónico, en nuestro caso tenemos una resina aniónica fuertemente básico.
R4 –N +
Reacciones:
Iónica.
3434NHCO R HCO N R ⇒+
−+
Molecular.
O H NHCO RCO H NOH R234324
+⇒+
Efluentes del tratamiento Aniónico.
Fuga de cationes
Fuga de aniones
O H 2
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Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández RochaFig. 2.1 Planta de agua desmineralizada.
Agua de
Pozo
Tanque
H2SO4
6 m3
Tanque
NaOH
12 m3
Catiónico #1
VR 5700 l
An
VR 6
Torre
Desgas.
Catiónico #2
VR 5700 l
An
VR 6
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2.2. Servicio de vapor.
El vapor es la principal fuente energética en la industria
sucroalcoholera, se utiliza como fuente de energía mecánica para el
accionamiento de turbinas de vapor, se denomina vapor vivo al que
proviene directamente de la caldera, el que sale de la turbina se
denomina vapor de escape y se utiliza como fuente de energía
calórica para la evaporación de jugo y destilación de alcohol.
Vapor Vivo, necesario para el accionamiento de turbinas de vapor.Este está recalentado de 300 a 320°C y presión de 21 a 24 Kg/cm2g.
Vapor de Escape, necesario para la evaporación del jugo. Este está
recalentado a 170°C y presión de 15 a 20 psig.
Vapor Vegetal, utilizado para los tachos de cocimiento para las masas
A, B y R. Denominado VV1 por provenir de los pre–evaporadores.
Este es saturado.
Así también se utiliza VV2 y VV3 para calentamiento de jugo. Estostambién son saturados.
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Fig. 2.2 Diagrama de vapor.
Vapor de escape
Vapor de vivo
21.0 Kg/cm2
320°C
Vapor de escape
20.0 psig
170°C
Reduc
Domo
Superior
Domo
Inferior
Turbina
CuchillaDesfibrador1er Molino 2do Molino 3er Molino 4to Molino
S
Condensado de escape
Caldera
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2.2.1. Calderas.
Para la producción de Vapor Vivo se dispone de cinco calderas que
operan continuamente.
Fig. 2.3 Vista superior de las calderas.
Entrada
Playa de BZO
Entrada BZO
Trapiches
N
S
O E
Caldera
#3
19 Tn/h
Caldera
#4
32 Tn/h
Caldera
#5
32 Tn/h
Caldera
#7
58 Tn/h
Caldera
#8
82 Tn/h
Salida
BZO
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2.2.2. Desaireador.
El agua de alimentación a calderas debe ser libre de oxígeno disuelto,
para ello se dispone del desaireador que elimina la mayor parte de
este.
El desaireador opera a 5 psig y la temperatura debe ser mayor a
105ºC.
Fig. 2.4Circuito de agua del desaireador.
El desaireador es el tratamiento mecánico para la eliminación de la
mayor parte de oxígeno disuelto, le sigue el tratamiento químico que
elimina casi la totalidad del oxígeno.
VEsc
CONDENSADO
ESCAPE
DESAIREADOR
CONDENSADO
VAPOR VEGETAL
TK 250 m2
TK 400 m2
a Calderas Condensado VEsc
Pre evaporadores
Condensado VV1
2do Cuerpo Evap.
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2.2.3. Tratamiento químico.
Con el objetivo de dejar el agua de calderas libre de oxigeno se
agrega un secuestrador de oxígeno, CORTROL IS–1075 la
dosificación depende del residual de ppm SO2 en las aguas de
calderas, valores típicos son de 30–50 ppm SO2.
2.3. Servicio de agua de enfriamiento.
Se dispone de dos torres de enfriamiento de agua, que enfría aceitede enfriamiento de cojinetes del turbogenerador, turbinas de trapiche,
turbo bombas, etc.
El agua de reposición para las torres de enfriamiento es condensado.
En la destilería también dispone de torres de enfriamiento que operan
con condensado, este debe ser enfriado primero para poder usarse,
para ello se dispone de otras dos torres de enfriamiento que enfrían el
condensado desde 90ºC hasta 30ºC aprox.
2.4. Servicio de agua de vacío.
El servicio de vació está compuesto de torres de enfriamiento y
sistema de aspersores, que enfría el agua destinada para la
producción de vació en la evaporación, tachos de cocimiento y filtros
de cachaza.
Se dispone de dos torres de enfriamiento cada uno con capacidad de
1000 m3/h y tres baterías de aspersores.
El agua de reposición es agua de pozo.
2.5. Servicio de bagazo.
El bagazo es el combustible que se utiliza para operar las calderas,
este proviene del último molino de los trapiches durante la molienda y
de la playa de bagazo cuando la zafra termina.
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Este servicio consta de rastras que transportan el bagazo a la caldera
de acuerdo al requerimiento de la caldera en un circuito semicerrado
el exceso se apila en la playa de bagazo. Durante la poszafra se
dispone de tres PALA para el transporte del bagazo hasta la boega
que es el pulmón que alimenta las rastras.
2.6. Servicio de lavador de gases.
Los gases de chimenea de las calderas pasan por un lavador de
gases para eliminar las partículas sólidas que pueden ser arrastradasdesde el hogar.
Para este servicio se dispone de lagunas para la decantación de las
partículas suspendidas, luego el agua retorna al lavador de gases.
El agua de reposición es agua de pozo.
2.7. Servicio de energía eléctrica.
La energía eléctrica está destinada para el accionamiento eléctrico de
motores, compresores, centrifugas, etc.
Para este servicio se dispone de turbogeneradores accionados con
vapor vivo.
La planta consta con tres turbogeneradores:
- 3000 mw/h
- 3600 mw/h
- 10000 mw/h
Durante la zafra la planta trabaja con el turbogenerador de 10000 mw/h,
en la poszafra cuando opera la destilería hasta que se agota la melaza
estocada opera con el turbogenerador de 3600 mw/h. Cuando se
presenta un paro no programado o programado del turbogenerador se
pone en servicio el generador diesel, además dispone de energía
eléctrica de C.R.E. con ciertas limitaciones, esta última es la fuente de
energía eléctrica en la prezafra.
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2.8. Servicio de aire comprimido.
Se produce aire húmedo y aire seco, el aire húmedo se utiliza para
requerimiento de aire para limpieza, el aire seco se utiliza para
instrumentos tales como el accionamientos de válvulas automática.
Se dispone de dos compresores de aire para este servicio.
III. IDENTIFICACION DE LABORATORIOS.
El laboratorio se considera el ente más importante en la industria ya
que controla la calidad del producto final y monitorea los productos
intermedios en la fabricación de azúcar, también la materia prima, se
divide en:
3.1. Laboratorio individual.
La función principal del laboratorio individual es el análisis de la caña
que ingresa en el ingenio, para este servicio se dispone de dosequipos desfibradores pequeños, dos equipos prensas para extraer el
jugo, dos balanzas digitales, refractómetro digital, sacarímetro,
lixiviador y digestor.
3.2. Laboratorio central.
La función principal del laboratorio central es el control de la calidad de
los productos finales que son el azúcar y el alcohol potable.
También no menos importante realiza el balance de la fábrica de
azúcar.
Se hace notar que este laboratorio es independiente en la gestión de
procedimientos y análisis, estando presto para los servicios que le
soliciten.
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3.3. Laboratorio de fábrica.
El laboratorio de fábrica realiza el monitoreo de los productos
intermedios en la fábrica de azúcar para que el personal operativo y
encargados puedan realizar el control correspondiente para mantener
la calidad del producto final.
3.4. Laboratorio de planta de agua.
La función principal del laboratorio de planta de agua es monitorearlas aguas de las calderas y alimentación a estas. También gestiona el
uso de todas las aguas condensadas, para que no falte para la
caldera, destilería y fábrica de azúcar.
3.5. Laboratorio de destilería.
El laboratorio de destilería realiza el monitoreo de los productos
intermedios para la fabricación de alcohol potable para que el personal
operativo y encargados realicen el respectivo control para mantener
los índices de calidad más altos.
Se hace notar que las operaciones de este laboratorio son
independientes del laboratorio central, no así los resultados ya que
estos deben concordar con los resultados del laboratorio central.
IV. IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LAS OPERACIONESUNITARIAS EN LOS DIFERENTES PROCESOS DE LA PLANTA.
La industria de azúcar generalmente es acompañada de la industria
alcoholera denominándose sucroalcoholera, sucro de sucrosa y
alcoholera de alcohol. Se considera una de las industrias más
completas, porque en ella intervienen la mayoría de las operaciones
unitarias estudiadas en ingeniería.
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Fig. 4.2 Diagrama de bloque “A”.
Recepción de caña
Molienda
Calentamiento
Sulfitación
Encalado
Calentamiento
Flash
Calderas
Clarificación Filtros
Calentamiento
Evaporación
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Fig. 4.3 Diagrama de bloque “B” continuación.
Calentamiento
Flotador
Tanque
Cocimiento
Cristalizador
Centrifugado Destilería
Secador
Envasado
Deposito
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4.1. Recepción de caña de azúcar.
La caña de azúcar es transportada desde diferentes centros de
acopio donde es pesada e identificada con una plaqueta y trasladada
al ingenio, al llegar debe esperar su turno en la paya externa luego
ingresara por portería donde le toman sus datos y le entregan una
boleta, pasa por la sonda donde se toman muestras individuales de
cada paquete de caña para su posterior análisis, luego si no ha sido
pesado todavía se pesa y se la identifica con una boleta, de ser
necesario los paquetes deben ser estibados en barracón o ingresardirectamente para la molienda.
Resumiendo la recepción de la caña de azúcar se divide en:
Acopio
Playa Externa
Playa Interna
Estibas
4.2. Molienda de la caña.
La molienda comienza en la mesa de alimentación donde son
descargados los paquetes de caña, luego es trasladada mediante una
rastra hasta el pica caña, desfibrador, electroimán y alimentador al
primer molino, la caña desfibrada pasa por una serie de molinos
compuestos cada uno de cuatro mazas, donde es extraído el jugo de
la caña, al llegar al último molino se agrega agua de imbibición (agua
caliente). La temperatura del agua de imbibición es de 70oC
aproximadamente.
El jugo extraído se divide en dos, jugo de primera presión es decir
todo el jugo extraído del primer molino y el jugo extraído de los demás
molinos incluido el último, la mezcla de estos se denomina jugo bruto
el cual es enviado a un filtro rotativo cilíndrico denominado TROMEL,
el jugo que pasa por el filtro se denomina jugo mixto que está
destinado para la fábrica de azúcar, la fibra retenida en el filtro retorna
para el trapiche.
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El bagazo que sale del último molino es transportado hasta los
alimentadores de bagazo de las calderas, pero primero se debe
extraer el bagacillo mediante ventiladores el cual está destinado para
el filtrado del lodo.
4.3. Fabricación de azúcar.
Para la fabricación de azúcar se debe seguir una serie de procesos
que a continuación se detallan.
4.3.1. Calentamiento de jugo mixto.
La fabricación de azúcar comienza por el calentamiento del jugo mixto.
El objetivo principal es la extracción de VV3 de la evaporación para
optimizar el consumo de vapor, principio básico de operación es la
transferencia de calor, el vapor sede su calor latente para aumentar el
calor sensible del jugo mixto.
El VV3 que es vapor que viene del tercer cuerpo de la evaporación.
Para este calentamiento se dispone de un total de seis calentadores,
dos calentadores utilizan como fluido de calentamiento condensado
VV3 (agua amoniacal, denominado así por la presencia de amoniaco
en el seno del fluido), los otros cuatro utilizan Vapor VV3. Los primeros
dos calentadores se usan con muy poca frecuencia.
La temperatura deseada para el calentamiento es de 70oC, con esto
se garantiza un uso eficiente del vapor, la extracción de VV3 mejora
notablemente el brix del melado. La presión en la región del vapor es
del orden de 200 mmHg de vacío, si la presión de vacío es menor que
este valor el calentador de jugo mixto no trabaja bien, para ello se
debe eliminar los gases incondensables presentes en el VV3.
4.3.2. Sulfitación.
La Sulfitación del jugo se la realiza con Dióxido de Azufre, para ello es
necesario obtener este producto químico por combustión de Azufre.
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4.3.2.1. Hornos de azufre.
El objetivo principal es la obtención de dióxido de azufre, principio
de operación es un proceso químico de combustión de azufre.
Para la obtención de dióxido de azufre se utilizan hornos rotativos
horizontales, los cuales están diseñados para la combustión de
azufre industrial, al ser una combustión el horno tiene una entrada
de aire y salida de gases el cual está formado principalmente por
dióxido de azufre y vapor de agua, este último es no deseado, paraevitar la formación de otros productos indeseados se debe
controlar la temperatura de los gases mediante enfriamiento con
agua. La temperatura máxima de los gases es de 120oC.
Se dispone de dos hornos de azufre que operan en paralelo, la
alimentación de azufre a los hornos es automática.
4.3.2.2. Torres de sulfitación.
El jugo mixto calentado se sulfita en torres de sulfitación en contracorriente con dióxido de azufre, la salida del jugo sulfitado debe
tener un residual de dióxido de azufre ya que lo que se tiene es
una reacción química para disminuir el color.
Se dispone de dos torres de sulfitación que operan en paralelo, las
ppm del SO2 residual deseado varia de 400 a 600 ppm.
El jugo sulfitado se mezcla con el jugo filtrado que viene de los
filtros de vacío para lodo.
4.3.3. Encalado.
El objetivo principal es la decantación de las impurezas presentes en
el jugo mediante la formación de un precipitado fosfato tricalcico.
El encalado de jugo sulfitado se la realiza mediante agregado de
lechada de cal, la cual es una mezcla de cal hidratada y agua.
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El control del encalado se lo realiza mediante el monitoreo del pH.
El agregado de la lechada de cal al jugo es automático, se debe
monitorear el baumé de la lechada, este baumé es muy variable los
valores típicos van de 2 a 5 Bé., para el control automático se debe
introducir el valor deseado de pH, valores típicos son 7.00 a 7.20 de
pH.
La mezcla se realiza inyectando la lechada de cal en la succión de la
bomba que envía jugo a los calentadores de jugo sulfoencalado.
4.3.4. Precalentamiento de jugo sulfoencalado.
Este calentamiento se lo realiza utilizando VV2, que es el vapor que
viene del segundo cuerpo de la evaporación, el objetivo principal es la
extracción de VV2 de la evaporación.
Para este calentamiento se dispone de un total de cuatro calentadores
los primeros dos operan solo con Vapor VV2, los otros dos pueden
operar con VV2 o VV1 dependiendo de las necesidades.
La temperatura deseada es la máxima que se puede obtener con el
VV2 disponible para el calentamiento esta es del orden de 90 °C, en
este caso también se debe eliminar los gases incondensable
presentes en el jugo sulfoencalado. A diferencia del calentamiento con
VV3 aquí la presión del vapor es positiva por tanto se elimina a la
atmosfera.
4.3.5. Calentamiento de jugo sulfoencalado.
Este calentamiento se lo realiza utilizando VV1, que es el vapor que
viene del primer cuerpo de la evaporación o también denominados
pre-evaporadores.
La temperatura deseada es 105ºCa la salida de la batería de
calentadores.
Para este calentamiento se dispone de dos calentadores que solo
operan con Vapor VV1.
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La finalidad del calentamiento es disminuir la densidad del jugo y
facilitar la decantación de partículas sólidas. Al igual que en el caso
anterior se debe eliminar los gases incondensable a la atmosfera.
4.3.6. Clarificación.
El jugo sulfoencalado caliente primero ingresa en un flash tank donde
se produce una auto evaporación por disminución de la presión, los
gases que contiene el jugo se eliminan por la salida de vapor a la
atmosfera, al jugo se le agrega polímero para mejorar la decantaciónde lodo, luego ingresa en el clarificador continuo se separa en dos
jugo clarificado o jugo limpio por la parte superior y lodo por la parte
inferior o fondo.
El jugo clarificado se la manda para la evaporación, previo
calentamiento de este.
El lodo se lo manda para los filtros donde se recupera la sacarosa
residual, el jugo que se recupera de los filtros se lo denomina jugo
turbio por ser bastante sucio (jugo filtrado), a este jugo se le hace untratamiento de clarificado cuando el caudal de jugo mixto es alto y
retorna al jugo sulfitado.
Para la clarificación de jugo se dispone de tres clarificadores continuos
que operan en paralelo. La clarificación aumenta la pureza del jugo.
4.3.7. Filtros de lodo.
Los filtros de lodo son equipos para la recuperación se sacarosa.
El lodo ingresa en el equipo de filtración y se divide en dos, jugo
turbio y cachaza. El jugo turbio o jugo filtrado retorna para
mezclarse con el jugo sulfitado, la cachaza se envía para la
producción de abono.
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4.3.7.1. Filtro de vacío.
El filtro de vacío opera a una presión del orden de 400mmHg de
vacío necesario para succionar el agua con sacarosa presente en
el lodo.
El lodo se lo mezcla con bagacillo luego se filtra en los filtros de
vació para mejorar la recuperación de sacarosa se le agrega agua
caliente, esto disminuye el porcentaje de sacarosa en la cachaza.
La humedad en cachaza es del orden de 71%.
Existen dos filtros de vacío que operan en paralelo.
4.3.7.2. Filtro prensa.
El filtro prensa es un arreglo de tela que es el filtro y rodillos que
realizan la compresión para la recuperación de la sacarosa, en
este caso requiere más agua.
Existe un filtro prensa.
4.3.8. Calentamiento de jugo clarificado.
El objetivo principal del calentamiento de jugo clarificado es disminuir
el trabajo de los pre-evaporadores.
El jugo clarificado debe calentarse para ingresar el circuito de
evaporación en este caso se realiza dos calentamientos el primero con
VV1 y el segundo con vapor de escape.
La temperatura varía desde 108 a 114ºC a la salida de los
calentadores.
Para este calentamiento se dispone de dos calentadores que pueden
operar con VV1 o VEsc dependiendo del requerimiento, Estos
calentadores operan en serie.
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4.3.9. Evaporación.
La evaporación del jugo es para eliminar la mayor cantidad de agua
que está presente en el jugo clarificado, el agua de este jugo en su
mayor parte es agua que viene en la caña.
La evaporación utiliza como medio de calentamiento vapor de escape
saturado, este proviene de los turbogeneradores, turbina de vapor de
los trapiche y turbo bombas como vapor recalentado se debe saturar
primero con condensado para su utilización.
El vapor de escape saturado sede su calor latente al jugo clarificado,
este se evapora y el vapor que sale se utiliza en el siguiente cuerpo de
evaporación, así sucesivamente hasta llegar al último efecto donde el
vapor que sale se envía a un condensador barométrico el cual
produce vacío necesario para que el jugo fluya de cuerpo en cuerpo.
El condensador barométrico es de contacto directo es decir que el
vapor entra en contacto con el agua de enfriamiento y condensa para
producir vacío. Se denomina así por operar análogo a un barómetro.La presión es del orden de 600mmHg de vacío
El brix del melado varía de 63 a 68 Bx, el deseado es 70 Bx.
Para la evaporación del jugo clarificado se dispone de dos baterías de
evaporación múltiple.
4.3.9.1. Evaporación chica.
La evaporación chica se utiliza en caso de emergencia por la difícil
operación de esta.
Está compuesta por cinco cuerpos de evaporación denominados:
Caja A
Duplex B
Duplex C
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Fig. 4.4 Vista superior evaporación chica.
Fig. 4.5 Diagrama de flujo evaporación chica.
4.3.9.2. Evaporación grande.
La evaporación grande es automática, y es muy eficiente. Está
compuesta de once cuerpos de evaporación denominados pre-
evaporadores y cajas de evaporación.
Caja A
500 m2
250 m2 250 m2 250 m2 250 m2
Dúplex B Dúplex C
VV2 VV3 VV3
VV1
Dúplex
C – 1
Agua Fría
Agua
Caliente
Dúplex
C – 2
Dúplex
B – 2
Dúplex
B – 1
Caja
A
VV4
MDO JCL
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Tabla 4.1 Fluido de calefacción en evaporación grande.
Equipo Vapor
Pre-5 VEsc
Pre-4 VEsc
Pre-3 VEsc
Pre-2 VEsc
Pre-1 VEsc VV1
Pre-0 VV1
Caja-1 VV1Caja-2 VV1 VV2
Caja-3 VV1 VV2
Caja-4 VV2 VV3
Caja-5 VV3
Fig. 4.6 Vista superior evaporación grande.
Pre–4
2000 m2
Pre–3
1000 m2
Pre–2
1000 m2
Pre–1
1000 m2
Pre–0
1000 m2
Pre–5
2000 m2
Caja–1
1000 m2
Caja–2 1000 m2
Caja–3
1000 m2
Caja–4
1000 m2
Caja–5
1000 m2
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Fig. 4.7 Diagrama de flujo evaporación grande.
VV3 VV3
PRE–2CAJA–3CAJA–2CAJA–1
PRE–0
Agua Fría
Agua
Caliente
CAJA–5
VV4
PRE–1CAJA–4
VV1 VV1
VEsc
PRE–3PRE–4PRE–5
VV1
VV1
VV1
VV1
VV2
VV2
VV2
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4.3.10. Calentamiento de melado.
El melado es el producto que sale de la evaporación este debe ser
calentado para pasar al flotador de melado, este calentamiento se lo
realiza con VV1. La finalidad es disminuir la viscosidad para facilitar la
eliminación de impurezas.
La temperatura del melado a la salida varía de 80 a 82ºC.
Para el calentamiento de melado se dispone de dos calentadores queoperan con vapor VV1, estos calentadores operan en serie.
4.3.11. Flotador de melado.
La flotación de melado se la realiza para mejorar la calidad del
melado, también se utiliza polímero. A diferencia del clarificador las
impurezas flotan y se eliminan por rebalse.
Se dispone de dos flotadores que trabajan en paralelo.
4.3.12. Retorno de miel refinada agotada.
El melado flotado se mezcla con miel refinada agotada que proviene
del cocimiento de refinada, la mezcla se realiza en un tanque
denominado tanque de piso por que se encuentra en nivel del suelo,
cuya función es recuperar todos los productos ricos en sacarosa tales
como miel refinada agotada, jarabe “B”, etc. Esto da un producto más
rico en sacarosa.
4.3.13. Producción de semilla.
La finalidad de la semilla es que estos son los núcleos de los cristales
de azúcar para la producción de azúcar crudo y refinado.
Para la formación de grano en el sistema de cocimiento se requiere de
semilla, la cual se prepara por el laboratorio en un equipo denominado
semillero. Se dispone de dos semilleros rotativos con bolillas de
diferentes diámetros.
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Cada semillero está dividido en dos compartimiento, cada
compartimiento con capacidad de 60 litros. Para la preparación de
semilla se mezcla 15 Kg de azúcar con 60 litros de alcohol potable al
96ºGL, luego se pone en marcha el semillero durante 24 horas.
4.3.14. Cocimiento.
El cocimiento consiste en obtener cristales de azúcar por evaporación
haciendo uso de una fuente de calefacción es decir utilizando vapor
como medio de calentamiento. El principio básico es la cristalizaciónpor sobresaturación del producto que contiene sacarosa.
El equipo donde se realiza el cocimiento se denomina tacho de
cocimiento, este equipo trabaja al vació que no es más que un
evaporador simple, el producto que sale se lo conoce con el termino
masa cocida, este se divide en dos, cristales de azúcar y miel madre,
cuando se termina el cocimiento se debe descargar el producto, a este
volumen de producto se denomina templa.
En la industria azucarera existen varios sistemas de cocimientos, en elingenio azucarero San Aurelio es usual variar el sistema de
cocimiento.
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Fig. 4.8Esquema de Cocimiento.
MCA
PZA = 84.33
MCC
PZA = 61.00
MCB
PZA = 72.00
MCR
PZA = 97.50
MCR
PZA = 95.18
AZR R1 AZR R2
AZB
AZC
MZA
MDO
MLR 2
MXA
MXB
MLR 1
AZA
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4.3.14.1. Cocimiento “A”.
Este cocimiento es el primero de ahí su nombre también se
denomina cocimiento de primera.
La finalidad del cocimiento “A” es producir cristales de azúcar de
alta pureza aproximadamente 98% de sacarosa, con tamaño que
va de 0.600 a 1.050 mm de diámetro.
La entrada para el tacho “A” son melado flotado y jarabe “B”,utilizando como pie de templa magma “B”.
Se dispone de cuatro tachos para el cocimiento de primera y un
tacho para el pie, además es posible producir azúcar crudo en otro
tacho, este también se puede considerar cocimiento de primera,
haciendo un total de seis tachos para el cocimiento A.
4.3.14.2. Cocimiento “B”.
Denominado también cocimiento de segunda, la entrada para eltacho “B” es miel pobre “A” utilizando como pie de templa magma
“C”.
La finalidad del cocimiento “B” es aumentar el tamaño de grano y
producir un grano más uniforme además disminuye la pureza de la
miel “A”, el adecuado es de 0.350 a 0.400 mm de diámetro.
Para este caso se dispone de dos tachos, existe un tacho de A que
puede trabajar como tacho de B pero se utiliza en caso de
emergencia.
4.3.14.3. Cocimiento “C”.
Denominado también cocimiento de tercera, es el más importante
del sistema de cocimiento de azúcar crudo.
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La finalidad del cocimiento “C” es producir cristales de azúcar a
partir de la semilla, con el tamaño suficiente para el posterior
proceso, el adecuado es de 0.200 a 0.250 mm de diámetro.
La entrada al tacho “C” es miel pobre “A” y miel “B”, el pie se lo
prepara con miel rica “A” para la formación de granos se utiliza
semilla.
Se dispone de cuatro tachos para el cocimiento de tercera, además
uno para el pie y otro para el primer corte haciendo un total de seistachos para el cocimiento C. Los cortes es el paso de una templa
de menor volumen a otro de mayor, para aumentar el tamaño de
los cristales de azúcar.
4.3.14.4. Cocimiento “R”.
Este es el último cocimiento la masa cocida tiene la más alta
pureza en el sistema de cocimiento ya que de aquí saldrá el azúcar
que llegara hasta nuestro hogar con la mejor calidad.
La finalidad de cocimiento “R” es refinar el azúcar “A”, es decir
elevar la pureza hasta el necesario para la comercialización,
aproximadamente 99.80% de sacarosa.
La entrada al tacho “R” es jarabe “A” para la formación de granos
se utiliza semilla.
Se dispone de tres tachos de cocimiento R, existe un tacho de A
que puede operar como tacho de R, dependiendo de las
necesidades.
4.3.15. Cristalización.
Las templas se descargan en cristalizadores, la función del
cristalizador es como su nombre lo indica, agotar a la miel madre es
decir disminuir la pureza de esta mediante cristalización por
sobresaturación que sufre la miel madre al enfriarse lentamente al
ambiente.
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Este proceso es extremadamente importante en las templas de tercera
ya que lo que se quiere agotar es la miel madre final conocida también
como melaza, que se destina para la fabricación de alcohol por su
pureza baja en sacarosa.
4.3.16. Centrifugación.
La centrifugación es la separación de la masa cocida en cristales de
azúcar y miel madre haciendo uso de la fuerza centrífuga.
La centrifuga es un tambor rotatorio provisto de una malla en la
periferia que retiene los cristales de azúcar y deja pasar la miel.
4.3.17. Azúcar crudo y jarabe.
El azúcar que sale de las templas de primera se denomina azúcar
crudo o azúcar morena este debe secarse antes del envasado,
también se puede diluir para producir jarabe que está destinado para
la fabricación de azúcar refinado.
4.4. Secado de azúcar.
El azúcar que sale de las centrifugas tiene alta humedad para su
envasado por tal razón debe secarse hasta una humedad aceptable
para el envasado. Para azúcar crudo varia de 0.06 a 0.08% de
humedad y el azúcar refinado de 0.02 a 0.04%
El secador de azúcar es un equipo cilíndrico horizontal ligeramente
inclinado rotatorio, el secado se lo hace con aire caliente. La
temperatura del azúcar seca también es importante ya que si sale muy
caliente esta se endurecerá.
4.5. Envasado de azúcar.
El envasado se lo hace en bolsas de plásticas resistente mediante
tolvas provistas de balanzas. Se tienen tres líneas de envasado.
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4.6. Almacenamiento de azúcar.
El almacenamiento se lo hace en grandes depósitos donde es
estibado el azúcar en su respectivo envase para su posterior
comercialización, estos depósitos deben tener humedad adecuada
aproximadamente 60% de humedad relativa.
Se dispone de cuatro depósitos de azúcar para treinta y dos estibas.
4.7. Fermentación de melaza.
La melaza que proviene de fábrica se pesa en una balanza para llevar
un registro de la producción de melaza para el balance de la fábrica de
azúcar. Esta melaza puede destinarse para la fermentación o se
estoca para su posterior procesamiento, la melaza destinada para la
fermentación se pesa en otra balanza para el balance de la destilería.
La melaza se disuelve con condensado VV3 y agua de pozo hasta un
brix de 21 a 24 Bx. Se debe acondicionar para la fermentación del
mosto.
4.7.1. Stock de melaza.
La melaza se estoca en tanque o en pozos ya que la producción de
melaza es mayor al consumo de la misma. Se debe tener cuidado en
el almacenamiento no debe estar muy caliente.
4.8. Centrifugación del mosto fermentado.
El mosto fermentado se debe separar en dos levadura y vino, para ello
se dispone de equipos de centrifugación.
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4.9. Destilación de alcohol.
La alimentación a la primera columna de destilación es el vino, se
separa en flema y vinaza, la flema se destila y se separa en destilado
y flemasa, el destilado se rectifica y se produce alcohol potable.
4.10. Almacenamiento de alcohol buen gusto.
El alcohol potable también denominado alcohol buen gusto debe tener
como mínimo 96ºGL. Para su almacenamiento para su posteriorcomercialización.
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V. BALANCE DE MASA Y ENERGIA EN LA FABRICACION DEAZUCAR.
5.1. Balance trapiche.
Para realizar el balance de masa en los trapiche se debe tener datos
de laboratorio.
Trapiche Dedini.
Tabla 5.1 Análisis de bagazos Dedini.
Bx% Pol% Humedad Fibra% Pol/fibra ExtracciónCaña 15.427 12.099 69.378 15.195 79.62
1er.molino 12.952 9.794 61.050 25.998 37.67 52.68
2do.molino 9.306 6.626 58.000 32.694 20.27 74.55
3er.molino 6.883 4.617 56.000 37.117 12.44 84.38
4to.molino 5.214 3.313 56.000 38.786 8.54 89.27
5to.molino 4.116 2.497 56.000 39.884 6.26 92.14
6to.molino 2.329 1.351 49.175 48.496 2.79 96.50
Tabla 5.2 Análisis de jugos Dedini.
Bx% Pol% Pza% r Valornormal
1er.molino
masa cañera
masa bagacera 18.909 15.340 81.126 1.00 1.00
2do.molino
masa cañera
masa bagacera 11.345 8.793 77.500 0.60 0.60
3er.molino
masa cañeramasa bagacera 7.441 5.497 73.875 0.39 0.40
4to.molino
masa cañera
masa bagacera 4.880 3.428 70.249 0.26 0.25
5to.molino
masa cañera
masa bagacera 3.200 2.132 66.624 0.17 0.15
6to. Molino
masa cañera
masa bagacera 2.099 1.322 62.998 0.11 0.07
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Trapiche Zanini.
Tabla 5.3 Análisis de bagazos Zanini.
Bx% Pol% Humedad Fibra% Pol/fibra ExtracciónCaña 15.524 12.189 69.281 15.195 80.21
1er.molino 13.365 10.168 61.050 25.585 39.74 50.45
2do.molino 9.769 7.067 58.000 32.231 21.93 72.67
3er.molino 7.433 5.143 56.000 36.567 14.06 82.47
4to.molino 3.461 2.283 48.250 48.289 4.73 94.11
Tabla 5.4 Análisis de jugos Zanini
Bx% Pol% Pza% rValor
normal1er.molino
masa cañera
masa bagacera 18.681 15.143 81.062 1.00 1.00
2do.molino
masa cañera
masa bagacera 11.209 8.708 77.691 0.60 0.603er.molino
masa cañera
masa bagacera 7.198 5.349 74.320 0.39 0.40
4to.molino
masa cañera
masa bagacera 4.622 3.279 70.949 0.25 0.25
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5.1.1. Balance global en trapiches.
Trapiche Dedini.
Fig. 5.2 Balance global trapiche Dedini.
Tabla 5.5 Balance Brix y Pol – trapiche Dedini.
Balance Brix [Tn – %]
JMX 18.71 95.27
BZO 0.93 4.73
Caña 19.64 100.00
Balance Pol [ Tn – %]
JMX 14.87 96.50
BZO 0.54 3.50
Caña 15.40 100.00
Caña
127,323 Tn/h
Jugo mixto
129,671 Tn/h
Bagazo
39,894
Tn/h
Agua
42,242 Tn/h
Trapiche Dedini
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Trapiche Zanini
Fig. 5.3 Balance global trapiche Zanini.
Tabla 5.6 Balance Brix y Pol – trapiche Zanini.
Balance Brix [Tn – %]
JMX 43.62 92.98
BZO 3.29 7.02
Caña 46.91 100.00
Balance Pol [ Tn – %]
JMX 34.66 94.11
BZO 2.17 5.89
Caña 36.83 100.00
Caña
302,181 Tn/h
Jugo
mixto
307,348 Tn/h
Bagazo
95,088 Tn/h
Agua
100,255 Tn/h
Trapiche Zanini
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Fig. 5.4 Balance de masa trapiche Dedini.
1 4 2 3 5
B%=39.18
TB=49.88
b%=5.21
p%=3.313
Tp=1.65
H=56.00
%Fb=38.79
TFb=19.35
B%=46.48
TB=59.18
b%=9.31
p%=6.626
Tp=3.92
H=58.00
%Fb=32.69
TFb=19.35
B%=40.94
TB=52.12
b%=6.88
p%=4.617
Tp=2.41
H=56.00
%Fb=37.12
TFb=19.35
B%=58.45
TB=74.42
b%=12.95
p%=9.794
Tp=7.29
H=61.05
%Fb=26.00
TFb=19.35
J
T
T
J%=42.78
TJ=54.47
b%=4.880
p%=3.428
Pza=70.25
Tp=1.87
Ext.=89.27
J%=48.32
TJ=61.52
b%=7.441
p%=5.497
Pza=73.87
Tp=3.38
Ext.=84.38
J%=60.29
TJ=76.76
b%=11.345
p%=8.793
Pza=77.50
Tp=6.75
Ext.=74.55
J%=41.55
TJ=52.91
b%=18.909
p%=15.340
Pza=81.13
Tp=8.12
Ext.=52.68
Tc.=127.323
%Fc.=15.20
%Pc.=12.10
TPc.=15.40
TFc.=19.35
JM%=101.84
Tjm=129.67
bjm%=14.431
pjm%=11.464
Pza%=79.439
Tbx.=18.71
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Fig. 5.5 Balance de masa trapiche Zanini.
1 2 3 4
B
T
b
p
T
H
%
T
B%=47.14
TB=142.46
b%=9.77
p%=7.067
Tp=10.07
H=58.00
%Fb=32.23
TFb=45.92
B%=41.55
TB=125.57
b%=7.43
p%=5.143
Tp=6.46
H=56.00
%Fb=36.57
TFb=45.92
B%=59.39
TB=179.47
b%=13.37
p%=10.168
Tp=18.25
H=61.05
%Fb=25.58
TFb=45.92
J%=4
TJ=1
b%=
p%=
Pza=
Tp=4
Ext.=
J%=48.85
TJ=147.63
b%=7.198
p%=5.349
Pza=74.32
Tp=7.90
Ext.=82.47
J%=61.10
TJ=184.64
b%=11.209
p%=8.708
Pza=77.69
Tp=16.08
Ext.=72.67
J%=40.61
TJ=122.71
b%=18.681
p%=15.143
Pza=81.06
Tp=18.58
Ext.=50.45
Tc.=302.181
%Fc.=15.20
%Pc.=12.19
TPc.=36.83
TFc.=45.92
JM%=101.71
Tjm=307.35
bjm%=14.192
pjm%=11.277
Pza%=79.463
Tbx.=43.62
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5.2. Balance calentadores de jugo mixto.
Fig. 5.6 Balance Calentadores de jugo mixto.
Calentadores Regenerativos Calentadores VV3
14737 Kg/h
90.44oC
14737 Kg/h
90.44oC
437019 Kg/h
68oC
437019 Kg/h
30
oC
437019 Kg/h
30
oC
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5.3. Balance sulfitación.
5.3.1. Hornos de azufre.
Fig. 5.7 Balance hornos de azufre.
5.3.2. Torres de sulfitación.
Fig. 5.8 Balance torre de sulfitación.
H2
1307 Kg/h air
100% Exceso
75% Humedad
25oC
150 Kg/h
100% S HORNOS DE AZUFRE
R=100%
300 Kg/h SO2
0 Kg/h S
19.3 Kg/h H2O
150 Kg/h O
987.5 Kg/h N
< 120
oC
0 Kg/h Ceniza
300 Kg/h SO2
30 Kg/h SO2
437289 Kg/h
64.6
oC
400 ppm SO2
5.00 pH
437019 Kg/h
68oC
TORRES
DE
SULFITACIÓN
90% Absorción
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5.3.3. Retorno de jugo filtrado.
Fig. 5.9 Balance retorno de jugo filtrado.
5.4. Balance encalado.
5.4.1. Lechada de cal.
Fig. 5.10 Balance lechada de cal.
Jugo Sulfitado Jugo Filtrado
519509 Kg/h
13.519 Bx
65.48
oC
82220 Kg/h
9.56 Bx
70
oC
437289 Kg/h
14.263 Bx
64.6
oC
TANQUE
DE
MEZCLA
10022 Kg/h Lechada
9 Bx
40
oC
8819 Kg/h H2O 1203 Kg/h
60 %CaO
25 %H2O
15 %Imp. LECHADA
DE
CAL
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5.4.2. Encalado.
Fig. 5.11 Balance encalado.
5.5. Balance calentadores de jugo sulfoencalado.
Fig. 5.12 Balance calentadores de jugo sulfoencalado.
529531 Kg/h
13.433 Bx
64.98
oC
519509 Kg/h
13.519 Bx
65.48
oC
10022 Kg/h Lechada
9 Bx
40
oC
Calentadores Calentadores
7309.5 Kg/h
116.80o
C
7309.5 Kg/h
116.80
o
C
264765.5 Kg/h
90.00oC
264765.5 Kg/h
90.00oC
12027 Kg/h
105.65o
C
12027 Kg/h
105.65oC
529531 Kg/h
105oC
529531 Kg/h
64.98oC
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5.6. Balance clarificación.
5.6.1. Flash tank.
Fig. 5.13 Balance flash tank.
5.6.2. Clarificación.
Fig. 5.14 Balance clarificador.
523196 Kg/h
13.596 Bx
98
o
C
6335 Kg/h
98
oC
529531 Kg/h
13.433 Bx
105
oC
FLASH TANK
69580 Kg/h LDO
456084 Kg/h JCL
13.332 Bx
95
oC
2468 Kg/h
1000 ppm
40
oC
525664 Kg/h
13.532Bx
97.73oC
523196 Kg/h
13.596 Bx
98
oC
CLARIFICADOR
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5.7. Balance filtros de lodo.
Fig. 5.15 Balance filtros de lodo.
5.8. Balance calentadores de jugo clarificado.
Fig. 5.16 Balance calentadores de jugo clarificado.
82220 Kg/h JF
9.56 Bx
21359 Kg/h CHZA
71 %Hum.
5006 Kg/h
69580 Kg/h
LDO
Filtro
Calentador VV1 Calentador VEsc
3398 Kg/h Cond
125.69oC
3398 Kg/h Vap.
125.69o
C
456084 Kg/h
95.00oC
456084 Kg/h
104.00oC
7559 Kg/h Cond
116.80oC
7559 Kg/h Vap.
116.80o
C
456084 Kg/h
108oC
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5.9. Balance evaporación múltiple.
Fig. 5.17Balance evaporación múltiple.
22912 Kg/h
90.44oC
2660.3 KJ/Kg
52093 Kg/h
105.65oC
442.93 KJ/Kg
92124 Kg/h
116.80oC
490.19 KJ/Kg
203828 Kg/h
125.69
oC
528.03 KJ/Kg
38886 Kg/h
105.65oC
2684.6 KJ/Kg
90979 Kg/h
105.65oC
2684.6 KJ/Kg
29474 Kg/h
90.44oC
2660.3 KJ/Kg
52386 Kg/h
90.44oC
2660.3 KJ/Kg
52093 Kg/h
105.65oC
2684.6 KJ/Kg
171787 Kg/h
35.544 Bx
107.05o
C
358.25 KJ/Kg
119185 Kg/h
51.232 Bx
92.97o
C
276.86 KJ/Kg
262050 Kg/h
23.204 Bx
117.53o
C
427.41 KJ/Kg
456084 Kg/h
13.332 Bx
108.00
o
C
417.82 KJ/Kg
101910 Kg/h
116.80oC
2701.5 KJ/Kg
194034 Kg/h
116.80oC
2701.5 KJ/Kg
92124 Kg/h
116.80oC
2701.5 KJ/Kg
203828 Kg/h
125.69
oC
2714.3 KJ/Kg
179.6KPa
R=0.0008
123.7KPa
R=0.0007
71.4 KPa
R=0.0007
2
R
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5.10. Balance calentador de melado evaporado.
Fig. 5.18 Balance calentador de melado evaporado.
5.11. Retorno de miel refinada agotada.
Fig.5.19 Balance retorno de miel refinada agotada.
93412 Kg/h
66.48oC
93412 Kg/h
82.00oC
1830 Kg/h Cond
116.80oC
1830 Kg/h Vap.
116.80oC
Calentador VV1
Melado Flotado Miel
Refinada
Agotada
18414 Kg/h
90.50 Pza
70.00 Bx
60.00
oC
152.22 KJ/Kg
111826 Kg/h
81.84 Pza
65.901 Bx
75.14
oC
197.88 KJ/Kg
93412 Kg/h
80.00 Pza
65.093 Bx
78.00
oC
206.88 KJ/Kg TANQUE
DE
PISO
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5.12. Balance de masa y energía cocimiento “A”.
Fig. 5.20 Balance masa cocida “A”.
Agua Caliente
1524909 Kg/h
48.00
oC
200.97 KJ/Kg
Agua Fría
1491075 Kg/h
35.00
oC
146.59 KJ/Kg
Vapor a Cond.
33833 Kg/h
53.50
oC
2597.36 KJ/Kg
Vapor
33322 Kg/h
116.80
oC
2701.5 KJ/Kg
MGB
23228 Kg/h
93.33 Pza
88.000 Bx
60.00
oC
96.46 KJ/Kg
MCA
400 HL
MCA
101221 Kg/h
84.33 Pza
93.000 Bx
68.80
oC
100.53 KJ/Kg
MDO Mejor.
111826 Kg/h
81.84 Pza
65.901 Bx
75.14
o
C
197.88 KJ/Kg
Condensado
33322 Kg/h
116.80
oC
490.19 KJ/Kg
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Fig. 5.21 Balance centrifugas de masa cocida “A”.
MCA
AZA
53182 Kg/h
97.50Pza
98.000 Bx
68.80
oC
90.45 KJ/Kg
MASODUCTO
MCA
101221 Kg/h
84.33Pza
93.000 Bx
68.80
oC
100.53 KJ/Kg
CRISTALIZADOR
MCA
CENTRIFUGA
MCA
MLA
48038 Kg/h
68.00Pza
87.465 Bx
68.80
oC
111.69 KJ/Kg
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Fig. 5.22 Balance dilución de azúcar “A”
Fig. 5.23 Balance dilución miel “A”.
JBA
74455 Kg/h
97.50Pza
70.000 Bx
71.24
oC
180.72 KJ/Kg
AZA
53182 Kg/h
97.50Pza
98.000 Bx
68.80
oC
90.45 KJ/Kg
TK 3 TK 1 TK 2
Cond. VV1
21273 Kg/h
97
oC
406.41 KJ/Kg
11985 Kg/h H2O
60024 Kg/h MLA Diluida
70.000Bx
48038 Kg/h MLA
87.465 Bx
TANQUE
DE
DILUCIÓN MLA
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5.13. Balance de masa y energía cocimiento “B”.
Fig. 5.24 Balance masa cocida “B”.
MGC
21937 Kg/h
80.00 Pza
88.000 Bx
60.00
oC
96.46 KJ/Kg
Agua Caliente
693282 Kg/h
48.00
oC
200.97 KJ/Kg
Agua Fria
677799 Kg/h
35.00
oC
146.59 KJ/Kg
Vapor a Cond.
15483 Kg/h
44.50
oC
2581.41 KJ/Kg
Vapor
15409 Kg/h
116.80
oC
2701.5 KJ/Kg
MPO B
55157 Kg/h
68.00 Pza
70.000 Bx
70.00
oC
177.59 KJ/Kg
MCB
300 HL
MCB
61611 Kg/h
72.00 Pza
94.000 Bx
68.20
oC
97.65 KJ/Kg
Condensado
15409 Kg/h
116.80
oC
490.19 KJ/Kg
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 58 ‐
Fig. 5.25 Balance centrifugas de masa cocida “B”.
MASODUCTO
MCB
61611 Kg/h
72.00Pza
94.000 Bx
68.20
oC
97.65 KJ/Kg
CRISTALIZADOR
MCB
CENTRIFUGA
MCB
MLB
40753 Kg/h
60.36Pza
91.953 Bx
68.20
oC
101.75 KJ/Kg
AZB
20858 Kg/h
93.33Pza
98.000 Bx
68.20
oC
89.66 KJ/Kg
MCB
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 59 ‐
Fig. 5.26 Balance preparo magma “B”.
Fig. 5.27 Balance dilución miel “B”.
2370 Kg/h H2O
23228 Kg/h MGB
88.000Bx
20858 Kg/h AZB
98.000 Bx
PREPARO
DE MAGMA
MGB
12781 Kg/h H2O
53534 Kg/h MLB Diluida
70.000Bx
40753 Kg/h MLB
91.953 Bx
TANQUE
DE
DILUCIÓN MLB
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 60 ‐
5.14. Balance de masa y energía cocimiento “C”.
Fig. 5.28Balance masa cocida “C”.
Agua Caliente
646735 Kg/h
48.00
oC
200.97 KJ/Kg
Agua Fria
632291 Kg/h
35.00
oC
146.59 KJ/Kg
Vapor a Cond.
14443 Kg/h
44.50
oC
2581.41 KJ/Kg
Vapor
14091 Kg/h
105.65
oC
2684.6 KJ/Kg
MLB
53534 Kg/h
60.36 Pza
70.000 Bx
70.00
oC
177.59 KJ/Kg
MCC
300 HL
MCC
43958 Kg/h
61.00 Pza
93.000 Bx
72.79
o
C
106.35 KJ/Kg
MPO C
4867 Kg/h
68.00 Pza
70.000 Bx
70.00
oC
177.59 KJ/Kg
Condensado
14091 Kg/h
105.65
oC
442.93 KJ/Kg
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 61 ‐
Fig. 5.29 Balance centrifugas de masa cocida “C”.
MCC
AZC
19715 Kg/h
80.00Pza
97.919 Bx
72.79
oC
95.86 KJ/Kg
MASODUCTO
MCC
43958 Kg/h
61.00Pza
93.000 Bx
72.79oC
106.35 KJ/Kg
CRISTALIZADOR
MCC
CENTRIFUGA
MCC
MZA
24243 Kg/h
44.00Pza
89.000 Bx
72.79
oC
114.89 KJ/Kg
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Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 62 ‐
Fig. 5.30 Balance preparo magma “C”.
5.15. Balance de masa y energía cocimiento “R 1”.
Fig. 5.31 Balance calentador jarabe “A”.
2222 Kg/h
H2O
21937 Kg/h MGC
88.000Bx
19715 Kg/h
AZC
97.919 Bx
PREPARO
DE MAGMA
MGC
74455 Kg/h
71.24oC
74455 Kg/h
82.00oC
968 Kg/h Cond
116.80oC
968 Kg/h Vap.
116.80oC
Calentador VV1
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 63 ‐
Fig. 5.32 Balance masa cocida “R 1”.
Agua Caliente
749727 Kg/h
48.00
oC
200.97 KJ/Kg
Agua Fría
733182 Kg/h
35.00
oC
146.59 KJ/Kg
Vapor a Cond.
16546 Kg/h
61.00oC
2610.54 KJ/Kg
Vapor
15531
Kg/h
116.80
oC
2701.5 KJ/Kg
JBA
74455 Kg/h
97.50 Pza
70.000 Bx
82.00
oC
208.03 KJ/Kg
MCR I
300 HL
MCR I
57910 Kg/h
97.50 Pza
90.000 Bx
74.00oC
114.63
KJ/Kg
Condensado
15531 Kg/h
116.80
oC
490.19 KJ/Kg
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 64 ‐
Fig. 5.33 Balance centrifugas de masa cocida “R 1”.
MASODUCTO
MCR I
57910 Kg/h
97.50Pza
90.000 Bx
74.00oC
114.63 KJ/Kg
CRISTALIZADOR
MCR I
CENTRIFUGA
MCR
I
MLR I
31175 Kg/h
95.18Pza
83.140 Bx
74.00
oC
129.51 KJ/Kg
AZR I
26734 Kg/h
99.80Pza
98.000Bx
74.00
oC
97.28 KJ/Kg
MCR I
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 65 ‐
Fig. 5.34 Balance dilución miel “R 1”.
5852 Kg/h H2O
37027 Kg/h MLR I Diluída
70.000Bx
31175 Kg/h MLR I
83.140 Bx
TANQUE
DE
DILUCIÓN MLR I
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Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 66 ‐
5.16. Balance de masa y energía cocimiento “R 2”.
Fig. 5.35 Balance masa cocida “R 2”.
Agua Caliente
372844 Kg/h
48.00
oC
200.97 KJ/Kg
Agua Fría
364616 Kg/h
35.00
oC
146.59 KJ/Kg
Vapor a Cond.
8228 Kg/h
61.00oC
2610.54 KJ/Kg
Vapor
8247 Kg/h
116.80
oC
2701.5 KJ/Kg
MLR I
37027 Kg/h
95.18Pza
70.000 Bx
70.00
oC
177.59 KJ/Kg
MCR II
300 HL
MCR II
28799 Kg/h
95.18Pza
90.000 Bx
74.70oC
115.72 KJ/Kg
Condensado
8247 Kg/h
116.80
oC
490.19 KJ/Kg
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 67 ‐
Fig. 5.36 Balance centrifugas de masa cocida “R 2”.
MASODUCTO
MCR II
28799 Kg/h
95.18Pza
90.000 Bx
74.70oC
115.72 KJ/Kg
CRISTALIZADOR
MCR II
CENTRIFUGA
MCR II
MLR II
15504 Kg/h
90.50Pza
83.139 Bx
74.70
o
C
130.74 KJ/Kg
AZR II
13295 Kg/h
99.80Pza
98.000Bx
74.70oC
98.20 KJ/Kg
MCR II
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Fig. 5.37 Balance dilución miel “R 2”.
5.17. Secador de azúcar.
Fig. 5.38 Balance secador de azúcar.
AZR
39245 Kg/h
99.80 %Pol
0.04 %Hum.
20476 qq/Día
AZR I
26734 Kg/h
99.80 %Pol
2.00 %Hum
SECADOR
TOLVA
SAN AURELIO
SANTA CRUZ
SAN AURELIO
SANTA CRUZ
AZR II
13295 Kg/h
99.80 %Pol
2.00 %Hum
2910 Kg/h
H2O
18414 Kg/h MLR II Diluída
70.000 Bx
15504 Kg/h
MLR
II
83.139 Bx
TANQUE
DE
DILUCIÓN MLR II
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Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha
VI. ECUACIONES DE BALANCE DE MASA Y ENERGIA EN LA EVAPORACIÓN.
Fig. 6.1Evaporación múltiple de cuatro cuerpos
1
2
3
1 2 3
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Balance Global
1 2 3 4
1
2
3
4
Balance Entalpico Primer Cuerpo
%
100 100 %
100 1
1
1 1
1
1 1
1
1 1
1
Balance Entalpico Segundo Cuerpo
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%100 100 %
100 2
2
2 2
2
1 1
2
2 2
2
Balance Entalpico Tercer Cuerpo
%
100 100 %
100 3
3
3 3
3
1 1
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Practica Industrial Supervisada
Elaborado por: Univ. Román Alexander Fernández Rocha Página ‐ 72 ‐
3
3 3
3
Balance Entalpico Cuarto Cuerpo
%
100 100 %
100 4
4
4 4
4
1 1
4
4 4
4 0
4
4
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Practica Industrial Supervisada
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Calculo de Entalpia del Jugo
0
Capacidad calorífica para Soluciones Azucaradas
4.182 2.35
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VII. MEDIO AMBIENTE.
7.1. Bagazo.
Existe excedente de bagazo el cual se acumula durante la zafra, este
se utiliza para el arranque de la nueva zafra y también se vende para
alimento de ganado vacuno.
7.2. Gases de combustión.
Los gases de combustión pasan por el lavador para eliminar las
partículas sólidas que son arrastradas en este, además se realiza un
monitoreo de ppm de CO2 para asegurar una buena operación de las
calderas
7.3. Carboncillo.
El agua del lavador de gases contiene partículas sólidas carboncillo y
ceniza estas se decantan en una laguna, al finalizar la zafra este
carboncillo se utiliza como abono.
7.4. Cachaza.
El residuo sólido de la fabricación de azúcar denominado cachaza se
le hace un tratamiento para transformarlo en abono.
7.5. Agua de canales.
El agua de lavado de equipos y el excedente de la fabricación de
azúcar, se lo utiliza para riego.
7.6. Ruidos ambientales.
La línea de vapor de escape tiene válvulas de seguridad para sobre
presión, estas producen bastante ruido cuando se activan, para mitigar
se utilizan atenuadores de ruido.
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Practica Industrial Supervisada
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VIII. CONCLUSIONES.
Para una molienda moderada de 430 tc/h las calderas trabajan en su
nominal, es decir satisfacen la demanda de vapor de la fábrica de azúcar y la
destilería.
Se consigue una economía de vapor cuando la temperatura del jugo mixto
es mayor a 60 °C.
Generalmente no se utiliza miel rica “A” por el aumento de color del jarabe
“A”.
IX. RECOMENDACIONES.
Se debe moler 450 tc/h con un máximo 470 tc/h para no exigir demasiado las
calderas, las cuales trabajan por encima de su nominal cuando muele 500
tc/h.
Para conseguir una temperatura mayor a 60 °C en el jugo mixto se debe
monitorear cada media hora los gases incondensables.
Usar miel rica “A” cuando la pureza del melado evaporado es superior a 82.
Realizar tratamiento de los efluentes de la regeneración de la resina
catiónica y aniónica.
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