Análisis del consumo de vapor a diferentes configuraciones de funcionamiento de los evaporadores de cuádruple efecto en la industria azucarera

Abstract

Objetivo: Realizar el análisis del consumo de vapor a diferentes configuraciones de funcionamiento de los evaporadores de cuádruple efecto en la industria azucarera. Métodos: La población y muestra del estudio son los flujos de vapor en los evaporadores de cuádruple efecto, calentadores y tachos en la industria azucarera, diseño no experimental transversal descriptivo explicativo, uso de herramientas de balance de materia y energía con programas de simulación en Microsoft Excel. Resultados: Se consideró tres calentadores conectados en serie que incrementan la temperatura del jugo desde 28, 45, 70 y 105 °C, un sistema de cocimiento de tres templas A, B y C, presión de vapor de calefacción de 25 psig y un vació de 25 pulg. de Hg para el cuarto evaporador y tachos con datos obtenidos de un balance de materiales. Las presiones de vapor saturado disponibles en el evaporador de cuádruple son: vapor calefacción (25 psig.), vapor vegetal del primer, segundo tercer y cuarto evaporador (14,75 psig, 4,97psig, 7,22 pulg Hg y 25 pulg Hg respectivamente). Para las presiones disponibles (25 psig, 14,75 psig, 4,97psig, 7,22 pulg Hg y 25 pulg Hg) el consumo de vapor en % de la caña limpia en el calentador I (3,00, 2,96, 2,92, 2,86, 2,75), en el calentador II (4,41, 4,35, 4,29, 4,20, 4,05), en el calentador III (6,17, 6,10, 6,00, 5,89, 5,86) y en tachos (13,94, 13,76, 13,55, 13,29, 12,79) respectivamente. Se selecciona 48 configuraciones viables técnicamente de funcionamiento de los evaporadores de cuádruple efecto con los calentadores I, II y II y tachos. El % de consumo de vapor respecto a la caña limpia varían desde un óptimo de 29,79 % a 45,32% para las diferentes configuraciones de funcionamiento de los evaporadores de cuádruple efecto con los calentadores I, II y II y tachos. Conclusiones: Se delimitó la cantidad de calentadores y el sistema de cocimiento en los tachos con las condiciones operativas. Se determinan las presiones de vapor saturado disponibles en el evaporador de cuádruple con sus respectivas propiedades termodinámicas. El consumo de vapor en % de la caña limpia en el calentador I, calentador II, en el calentador III y en los tachos disminuyen a medida que se disminuye la presión del vapor de calefacción. Para la identificación de las configuraciones de funcionamiento de los evaporadores de cuádruple efecto con los calentadores I, II y II y tachos se tuvo en cuenta que la temperatura del vapor de calefacción sea superior a la del material a calentar y/o concentrar. El consumo de vapor respecto a la caña limpia es menor en las configuraciones donde utilizan en su mayor parte vapor vegetal del tercer evaporador, seguidamente del segundo y del primer evaporador del cuádruple efecto