EVAPORADOR TIPO ROTERDAMN

INTRODUCCION

El sector azucarero en el Perú resulta ser uno de los sectores productivos de mayor importancia en el país, dado el desarrollo técnico alcanzado en años anteriores así como su influencia en el PBI, y el número de puestos de trabajos generados de manera directa e indirecta. Existe algunas empresas en las cuales no se han podido promover la participación de socios estratégicos que pueden efectuar inversiones importante para superar el estado de déficit en que se encuentran; y de otro lado existen empresas en las que ya se han producido la transferencia de 51% o más de su capital social a nuevos socios, pero que sin embargo cuenta a la fecha con la participación accionaría importante del estado, producto de las capitalizaciones efectuadas.

En el caso del departamento de La Libertad es singular la influencia

del sector agrario azucarero. El Perú cuenta con un promedio de 100000 hectáreas sembradas con caña de azúcar, de las cuales el departamento de La Libertad tiene en plena actividad agrícola 45000 hectáreas de este sembrío y con una producción en toneladas métricas de azúcar equivalente al 50 % de toda la producción nacional (1) (2).

Los Gobiernos regionales tienen entre sus finalidades fomentar el desarrollo regional sostenible, promoviendo la inversión pública y privada. En cuanto a la promoción de la inversión privada, deben crear mecanismos para incentivar la inversión nacional y extranjera dirigida a lograr el crecimiento regional.

Por lo que a fin de potenciar intensamente a través del Gobierno Regional de La Libertad, la promoción y participación de inversionistas privados en todas las empresas azucareras de la región, Se a propuesto que las acciones que posee el estado en éstas deben ser transferidas a la región, propuesta que ha sido presentada al Congreso vía iniciativa de la ley la presente semana.

Nuestro país cuenta con más de 15 empresas agroindustriales dedicadas a la industria del azúcar. Las empresas agroindustriales y más importantes son las siguientes:

• Agro Pucalá S.A.A.

• Empresa Agroindustrial Cayalti S.A.A.

• Empresa Agroindustrial Casa Grande S.A.A.

• Empresa Agroindustrial Pomalca S.A.A.

• Empresa Agroindustrial Tumán. S.A.A.

• Empresa Agroindustrial Andahuasi. S.A.A.

• Empresa Azucarera El Ingenio S.A.

• Complejo Agroindustrial Cartavio. S.A.A.

• Agroindustria San Jacinto. S.A.A.

• Central Azúcar Chucarapi Pampa Blanca S.A.

• Empresa Agroindustrial Laredo S.A.A.

Estas empresas a excepción de Laredo y Cartavio, no han renovado sus equipos actualmente obsoletos de baja eficiencia y que no permiten una producción adecuada, principalmente en las etapas de concentración y cocimiento que constituyen cuellos de botellas en la producción de azúcar , teniendo en cuenta que los tachos y evaporadores de tipo estándar de múltiple efecto datan de los años de 1930, toman mucho tiempo en la concentración del jugo el cual permanece estacionario en el recipiente y que no pueden concentrar a mas de 60º brix , puesto que se adhiere a las calandrias del evaporador, para luego pasar a los vacumpanes o tachos. Además es importante tener en cuenta que un tiempo demasiado prolongado en contacto con el calor puede producir el “acarelamiento” el azúcar o su descomposición. Por eso los evaporadores modernos tal como los Rototherm presentan una alta eficiencia y ahorro de energía en su operación, a parte de poder trabajar con mayores densidades (3) (4).

En caso de tratarse de materiales sensibles a la temperatura de alta viscosidad uno de los más eficientes equipos de evaporación lo constituye los evaporadores de película fina muy empleados en trabajos fuertes y en una gran variedad de las mas difíciles aplicaciones incluyendo la separación de monómeros de polímeros de lata viscosidad concentración de la lecitina de los aceites vegetales, remoción de resinas fenólicas, concentración de gelatinas, procesamiento de polímeros de liposomas, remoción de catalizadores a partir de productos intermedios, recuperación de solventes de pintura (5) (6) (7).

Seria muy importante la aplicación de este tipo de evaporadores en la concentración del jugo de azúcar por encima de los 60 ºBx. A fin de disminuir el tiempo de evaporación y cocción en los vacumpanes o tachos al vacío incrementando la producción de azúcar con un mínimo de energía.

Delimitación del problema

El presente trabajo de investigación esta delimitado a la determinación de los parámetros mecánicos y térmicos de un evaporador de tipo Rototherm empleado para la concentración del jugo de azúcar y compararlo con el tipo de evaporador empleado por estas empresas en la actualidad, evaluando su densidad y temperatura de entrada al equipo.

Formulación del Problema

¿Qué efecto tiene la densidad y la temperatura en la determinación de los parámetros térmicos - mecánicos de un evaporador tipo Rototherm?

Hipótesis

Los parámetros térmicos - mecánicos de un evaporador Rototherm pueden determinarse directamente por la densidad y temperatura del fluido a concentrar

Objetivos Finales

* Determinar el efecto de la temperatura y densidad del azúcar en la obtención de parámetros térmicos - mecánicos de un evaporador tipo Rototherm.

* Construir prototipo de evaporador Rototherm para la ejecución de

pruebas experimentales y obtener los parámetros óptimos del equipo a escala industrial en la concentración del azúcar.

CAPITULO I

MARCO TEÓRICO

1.1. Energética en el proceso de Fabricación de Azúcar

Se refiere a los principios básicos a tenerse en cuenta en el balance de energía y análisis de los diferentes esquemas de generación de vapor en la industria azucarera de caña, recomendaciones para la modificación de los esquemas de operación de los ingenios, esquemas de menor consumo de vapor.

El desarrollo de la industria azucarera ha estado íntimamente vinculado al de los esquemas energéticos de producción y consumo, y ha estado condicionado a un grupo de factores tales como:

* Evolución de la tecnología en sí misma.

* Rentabilidad de la producción principal (azúcar).

* Precios de los combustibles.

* Precios de la electricidad.

* Desarrollo y posibilidades de las industrias derivadas, principalmente a partir del bagazo.

* Características generales de la agro-industria: estabilidad de molida, variedades disponibles, estructura de corte y tiro, etc.

Este desarrollo ha conducido en la actualidad a la estimulación de sistemas de generación y uso de la energía (vapor) que permitan excedentes energéticos sin perjuicio de la producción de azúcar, los cuales han llegado a constituir una fuente importante de ingresos en beneficio de los costos de producción. Ha permitido, al mismo tiempo, que los ingenios estén preparados para asumir con determinada flexibilidad condiciones desfavorables de operación y sostenerse energéticamente.

La operación eficiente y estable del proceso de producción de azúcar no se concibe sin un respaldo energético sólido, asociado también a una correcta concepción y operación del

mismo.

El sistema termo-energético de los ingenios productores de azúcar está compuesto básicamente por los bloques siguientes:

* Bloque de generación: formado por la planta de generación de Vapor con sus equipos auxiliares necesarios para sus operaciones.

* Bloque de fuerza: todos los motores primarios, que incluyen máquinas reciprocantes, turbinas de accionamiento mecánico y los turbogeneradores

* Bloque de consumo conformado por las superficies de Intercambio de calor de los equipos tecnológicos del proceso de fabricación de azúcar.

En comparación con los sistemas termo-energéticos para la producción exclusiva de electricidad (PTE ), el sistema empleado en las fábricas azucareras resulta mucho más eficiente en el uso global de la energía generada. En los ingenios se logra producir toda la energía que demandan los motores primarios para entregar la fuerza requerida por la fábrica (e incluso, una fracción sobrante hacia el exterior fundamentalmente como electricidad) y, además, a expensas de la energía remanente en el vapor de escape ó exhausto, sostener energéticamente los sistemas de transferencia de calor inherentes al proceso de fabricación de azúcar, este concepto se define como cogeneración y constituye la base de la eficiencia de la generación en la Industria azucarera.

La diferencia radica esencialmente en que en las PTE gran parte de la energía generada se va al mar u otra fuente de enfriamiento por la vía de los condensadores de superficie, en la industria azucarera es posible condensar el vapor de escape en las superficies de transferencia de calor de los equipos tecnológicos del proceso que actúan como el equivalente de los condensadores de superficie de las PTE. El jugo y el resto de los productos intermedios azucarados (meladura, mieles, etc.) actúan como el equivalente de las aguas de enfriamiento de las PTE. Por la razón anterior es que la eficiencia global de los esquemas de uso del vapor de la Industria azucarera es más eficiente que los de las PTE, a pesar de que éstas operan con mayores eficiencias individuales en los bloques de generación y fuerza (3) (4).

El 75 % en peso de la caña lo constituye el agua que acompaña la fibra. potencialmente

...