AOCS XV CONGRESO LATINOAMERICANO Y EXHIBICION SOBRE GRASAS Y ACEITES 21 de Agosto 2013 Santiago de Chile Chile

Transcripción

1 AOCS XV CONGRESO LATINOAMERICANO Y EXHIBICION SOBRE GRASAS Y ACEITES 21 de Agosto 2013 Santiago de Chile Chile EXTRACCION POR SOLVENTE: OPTIMIZACION DE VARIABLES OPERATIVAS Disertante: Ing. Scagliarini Nicolás

2 TEMARIO OPTIMIZACION DE VARIABLES OPERATIVAS MODULO 1: CONSUMO DE SOLVENTE MODULO 2: CONSUMO DE VAPOR MODULO 3: OPTIMIZACION MG EXTRACTOR MODULO 4: OPTIMIZACION INTEGRAL

3 CASO DE ESTUDIO PREPARACION SEMILLA POROTO DE SOJA Molienda 2200 Ton/día 91,67 Ton/h Materia grasa total 462,0 Ton/día 19,25 Ton/h 21,0% Humedad 231,0 Ton/día 9,63 Ton/h 10,5% Sólidos 1507,0 Ton/día 62,79 Ton/h 68,5% Cáscara en semilla 176,0 Ton/día 7,33 Ton/h 8,0% Cáscara retirada 132,0 Ton/día 5,50 Ton/h 6,0% Materia grasa en cáscara (B.S.) 2,1% Humedad en cáscara 8,5% Sólidos en cáscara 89,6% Sílices en material 4,4 Ton/día 0,18 Ton/h 0,2% EXTRACCION POR SOLVENTE MATERIAL SOJA DESCASCARADA Y EXPANDIDA Molienda 2050 Ton/día 85,42 Ton/h Materia grasa total 459,2 Ton/día 19,13 Ton/h 22,4% Humedad 184,5 Ton/día 7,69 Ton/h 9,0% Sólidos 1406,3 Ton/día 58,60 Ton/h 68,6%

4 PERDIDAS DE SOLVENTE MENSURABLES EN HARINA EN AIRE EN ACEITE EN AGUA EN GOMAS Y FLASHEO NO MENSURABLES SELLOS DE BOMBAS PRENSA ESTOPAS UNIONES BRIDADAS VALVULAS, VISORES PICADURAS POR CORROSION DISEÑO Y OPERATIVIDAD DE LA PLANTA CONTINUIDAD OPERATIVA Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA

5 Capacidad de Producción: Semilla: 2050 TPD Soja descascarada y expandida PERDIDAS DE SOLVENTE (T agua torre : 28 ºC) EN HARINA 200 ppm base seca 0,21 lts/tn 36,9% EN AIRE 2 m3 aire / ton mat. ingreso@ 20gr. hexano/m3 aire 0,06 lts/tn 10,0% EN ACEITE 85 ppm 0,027 lts/tn 4,7% EN AGUA 15 ppm 0,001 lts/tn 0,21% EN GOMAS Y FLASHEO 0,001 lts/tn 0,14% PERDIDAS MENSURABLES 52% 0,29 lts/tn PERDIDAS NO MENSURABLES 48% 0,27 lts/tn PERDIDAS TOTALES 0,56 lts/tn

6 PERDIDAS MENSURABLES HARINA VARIABLES QUE AFECTAN LAS PERDIDAS DE SOLVENTE TIEMPO DE RESIDENCIA DEL MATERIAL EN EL DESOLVENTIZADOR TOASTADOR DENSIDAD DEL VAPOR CAUDAL DE VAPOR DIRECTO TEMPERATURA DE GASES TEMPERATURA DEL MATERIAL EN ULTIMA ETAPA PD METODOLOGIA DE CONTROL SOLVENTE UTILIZADO

7 PERDIDAS MENSURABLES HARINA TIEMPO DE RESIDENCIA EN TOASTER CONTENIDO DE HEXANO VS TIEMPO DE RESIDENCIA POROTO DE SOJA 4000,0 6,0 3500,0 5,5 5,0 Contenido de Hexano (ppm) 3000,0 2500,0 2000,0 1500,0 1000,0 500,0 25 min 670 ppm 1 lts/ton 34 min 250 ppm 0,37 lts/ton 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Lts de hexano / ton material 0, ,0 Tíempo de Residencia (min)

8 PERDIDAS MENSURABLES HARINA MAYOR TIEMPO DE RESIDENCIA REDUCE EL CONTENIDO DE SOLVENTE EN HARINA PERO DISMINUYE EL PDI DENSIDAD DEL VAPOR CAUDAL DE VAPOR DIRECTO / SUPERFICIE TRANSVERSAL DE LA ETAPA CAUDAL DE VAPOR DIRECTO / CANTIDAD DE HARINA DESOLVENTIZADA SECA MAYOR DENSIDAD DE VAPOR DISEÑOS ORIGINALES 300 A 450 kg/hr vapor / m2 MENOR RESIDUAL DE SOLVENTE EN HARINA DISEÑOS ACTUALES > 550 kg/hr vapor / m2

9 PERDIDAS MENSURABLES HARINA FACTORES QUE AFECTA AL CAUDAL DE VAPOR DIRECTO (DENSIDAD DEL VAPOR) EQUIPOS EXISTENTES RETENCIO DE SOLVENTE EN EL LEX TEMPERATURA DE GASES Toaster de Análisis Diám.: 4500 mm Etapas PD: 3 Etapas DT: 5 rpm: 9,5 TEMPERATURA DEL MATERIAL EN LA ULTIMA ETAPA PD MODO DE CONTROL DEL VAPOR DIRECTO EQUIPOS NUEVOS DISEÑO DEL EQUIPO

10 PERDIDAS MENSURABLES HARINA INFLUENCIA DE LA RETENCION DE SOLVENTE EN EL LEX SOBRE EL VAPOR DIRECTO VARIACION EN RETENCIÓN DE SOLVENTE (Tº gases: 72ºC) Caudal de Vapor (kg/hr) Densidad del Vapor (kg/hr / m2) , , , , , ,5 Retención de Solvente (% p/p) Caudal Vapor Directo kg/hr Densidad del vapor (kg/hr / m2)

11 PERDIDAS MENSURABLES HARINA INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DE GASES SOBRE EL VAPOR DIRECTO Temp. de Gases vs Vapor Directo Caudal de Vapor (kg/hr) Densidad del Vapor (kg/hr / m2) Temp. gases (ºC) 350 Vapor Directo Densidad del vapor

12 PERDIDAS MENSURABLES HARINA RELACION ENTRE VAPOR DIRECTO Y VERSUS TEMPERATURA EN ULTIMA ETAPA PD Caudal de Vapor Densidad P vapor Tº último PD Tº Gases Hdad Har. Directo TOTAL Vapor bara ºC ºC % p/p kg/hr kg/hr kg/hr / m , , ,7 12, , Caudal de Vapor (kg/hr) Densidad del Vapor (kg/hr / m2) Temp. último PD (ºC) Vapor Directo Vapor Total Densidad de Vapor 200

13 PERDIDAS MENSURABLES HARINA CONTROL DE VAPOR DIRECTO EN TOASTER

14 PERDIDAS MENSURABLES HARINA CONTROL MIXTO VAPOR DIRECTO EN TOASTER VARIACION CAUDAL DE VAPOR Y TEMP. DE GASES 200 Q máx Caudal de Vapor (kg/hr) T (ºC) 130 Q mín , , ,5 Tiempo 26(min) 26, , ,5 Temp. de Gases ºC

15 Capacidad de Producción: Semilla: 2050 TPD Soja descascarada y expandida PERDIDAS DE SOLVENTE (T agua torre : 28 ºC) EN HARINA 200 ppm base seca 0,21 lts/tn 36,9% EN AIRE 2 m3 aire / ton mat. ingreso@ 20gr. hexano/m3 aire 0,06 lts/tn 10,0% EN ACEITE 85 ppm 0,027 lts/tn 4,7% EN AGUA 15 ppm 0,001 lts/tn 0,21% EN GOMAS Y FLASHEO 0,001 lts/tn 0,14% PERDIDAS MENSURABLES 52% 0,29 lts/tn PERDIDAS NO MENSURABLES 48% 0,27 lts/tn PERDIDAS TOTALES 0,56 lts/tn

16 PERDIDAS MENSURABLES AIRE RECUPERACION DE HEXANO

17 PERDIDAS MENSURABLES AIRE VARIABLES QUE AFECTAN LAS PERDIDAS DE SOLVENTE INGRESO DE AIRE EN LA INSTALACION VARIABLES OPERATIVAS: TEMP. DE VAHOS INGRESO AL ABSORVEDOR VACÍO EN COLUMNA DE STRIPPING RELACION CAUDAL DE ACEITE MINERAL / M2 VAPOR DIRECTO EN COLUMNA DE STRIPPING CARACTERISTICA DEL SOLVENTE Y ACEITE MINERAL UTILIZADO CARACTERISTICAS DE LA INSTALACION DISEÑO DE LOS DISTRIBUIDORES TIPO DE RELLENO METODOLOGIA DE CONTROL

18 PERDIDAS MENSURABLES AIRE INFLUENCIA DEL INGRESO DE AIRE EN LA INSTALACION PERDIDA DE HEXANO VS INGRESO DE AIRE Pérdida de Hexano (gr hex. / m3 aire) 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 Condiciones Operativas: Tº gases in abs.: 34ºC Q AM: 4,8 m3/hr Tº AM in abs: 34ºC Vacío Strip.: 300 mmhg 40,0 0,32 35,8 0,30 30,0 0,20 20,0 18,5 0,15 0,10 10,0 9,7 0,06 4,9 0,01 0,02 0,0 0,00 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 64,1 Aire (m3 aire / ton material) 81,5 0,49 96,5 0,66 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 Pérdida de Solvente (lts hex. / tn mat.) gr hex. / m3 aire lts hexano / ton material

19 IMPORTANTE CONTROLAR: SELLO DE MATERIAL (Extractor: nivel en tolva alimentación, rosca tapón, sistema de embebido. Toaster: nivel última etapa) DEPRESION EN EL CIRCUITO ATMOSFÉRICO (circuito desde Extractor y desde Toaster) SOLVENTE PERDIDAS MENSURABLES AIRE MANTENIMIENTO DE LA INSTALACION

20 PERDIDAS MENSURABLES AIRE TEMPERATURA DE GASES INGRESO ABSORVEDOR PERDIDA DE HEXANO vs Tº GASES INGRESO ABSORVEDOR Pérdida de Hexano (gr hex. / m3 aire) 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 10,4 47,2 13, ,5 52,8 18, ,6 23,2 58,4 29,5 61,1 39,2 Condiciones: 2 m3 aire / ton semilla Q AM: 4,8 m3/hr Tº AM in abs.: 34ºC Vacío Strip.: 300 mmhg [Hexano] en gases (% p/p) Tº gases ingreso absorvedor (ºC) Pérdidas de Hexano [Hexano] gas

21 Capacidad de Producción: Semilla: 2050 TPD Soja descascarada y expandida PERDIDAS DE SOLVENTE (T agua torre : 28 ºC) EN HARINA 200 ppm base seca 0,21 lts/tn 36,9% EN AIRE 2 m3 aire / ton mat. ingreso@ 20gr. hexano/m3 aire 0,06 lts/tn 10,0% EN ACEITE 85 ppm 0,027 lts/tn 4,7% EN AGUA 15 ppm 0,001 lts/tn 0,21% EN GOMAS Y FLASHEO 0,001 lts/tn 0,14% PERDIDAS MENSURABLES 52% 0,29 lts/tn PERDIDAS NO MENSURABLES 48% 0,27 lts/tn PERDIDAS TOTALES 0,56 lts/tn

22 Vahos TOASTER SOLVENTE PERDIDAS MENSURABLES ACEITE DESTILACION Vahos COND. Miscella EXTRACT. 1º EVAP. 2º EVAP. CALENT. TKE MISCELLA EYECTOR STRIPPER DESGOMADO Agua + Hex. Vahos DECANT. COND. SECADOR Goma CALENT. Aceite TKE

23 VARIABLES OPERATIVAS VACIO SOLVENTE PERDIDAS MENSURABLES ACEITE VARIABLES QUE AFECTAN LAS PERDIDAS DE SOLVENTE TEMPERATURA DE ACEITE RELACION DE VAPOR STRIPPING / ACEITE VEGETAL EQUIPAMIENTO NUMERO DE ETAPAS DE DESTILACION DISEÑO DE LA ETAPA DE DESTILACION (EFICIENCIA) METODOLOGIA DE CONTROL MANTENIMIENTO DE LA INSTALACION

24 PERDIDAS MENSURABLES ACEITE VACIO EN SECADOR SECADOR 400,0 Conc. Hexano (ppm) 350,0 300,0 250,0 200,0 200,0 250,0 290,0 230,0 318,0 260,0 342,0 290,0 150,0 100,0 130,0 185,0 Condiciones: Vapor Stripping: 1,3 kg vapor / ton aceite 50, Vacío Secador (mmhg) Tº 95ºC Tº 105ºC

25 Capacidad de Producción: Semilla: 2050 TPD Soja descascarada y expandida PERDIDAS DE SOLVENTE (T agua torre : 28 ºC) EN HARINA 200 ppm base seca 0,21 lts/tn 36,9% EN AIRE 2 m3 aire / ton mat. ingreso@ 20gr. hexano/m3 aire 0,06 lts/tn 10,0% EN ACEITE 85 ppm 0,027 lts/tn 4,7% EN AGUA 15 ppm 0,001 lts/tn 0,21% EN GOMAS Y FLASHEO 0,001 lts/tn 0,14% PERDIDAS MENSURABLES 52% 0,29 lts/tn PERDIDAS NO MENSURABLES 48% 0,27 lts/tn PERDIDAS TOTALES 0,56 lts/tn

26 PERDIDAS MENSURABLES AGUA SOLUBILIDAD HEXANO EN AGUA = 0,014 kg HEXANO / 100 kg AGUA EN EL HERVIDOR EL EFLUENTE ALCANZA 85 / 87 ºC MEDIANTE VAPOR DIRECTO. EL CONTENIDO DE HEXANO DISMINUYE A < 15 PPM TODO EL EFLUENTE LIQUIDO DE LA INSTALACION PASA POR EL DECANTADOR Y LUEGO POR EL HERVIDOR DE SEGURIDAD. CONCLUSION: MIENTRAS MENOR EFLUENTE GENERE LA UNIDAD MENOR PERDIDA DE SOLVENTE

27 CARACTERISTICAS DEL HEXANO COMERCIAL Densidad específica a 15 C ASTM - D1298 Destilación a 760 mmhg ASTM - D1078 Punto de ebullición inicial Punto final seco Presión de vapor Reid a 38 C ASTM - D323 Materia no volátil ASTM - D1353 Contenido de azufre ASTM - D1266 Composición en peso n-hexano metil pentanos metil ciclo pentanos benceno 0,689 máximo 65 C 70 C 0,4 atm. máximo 0,001 gr. en 100 ml. máximo 10 ppm máximo 58 a 62% 25 a 30% 10 a 15% 1000 ppm máximo

28 PERDIDAS NO MENSURABLES son todas aquellas pérdidas que existen en una instalación pero no pueden ser determinadas mediantes técnicas de laboratorio. Las más habituales son las siguientes: Sellos mecánicos en bombas Prensa estopas en ejes de mandos (extractor, toaster, transportes, etc.) Uniones (bridadas, roscadas, etc.) Válvulas, Visores Picadura por Corrosión Etc.

29 PERDIDAS NO MENSURABLES CAUSAS PRINCIPALES Deficiente mantenimiento de los equipos Inadecuado control y regulación de condiciones operativas Baja continuidad operativa

30 DISTRIBUCION DEL CONSUMO DE SOLVENTE PNM 48,00% PM 52,00% HARINA 36,90% GOMAS 0,14% AGUA 0,21% ACEITE 4,75% AIRE 10,00%

31 AHORRO ANUAL EN REDUCCION DEL CONSUMO DE SOLVENTE Capacidad Unidad de Extracción Operación Anual Costo Solvente Consumo de solvente original (promedio 3 meses) 2050 TPD 300 días 1,091 USD / lts 1,42 lts/ton Consumo de solvente actual (promedio 3 meses) 0,58 lts/ton diferencia 0,84 lts/ton 0,92 USD / ton 1722 lts/día 1878,5 USD / día lts/año ,6 USD / año

32 CONSULTAS

33 GRACIAS POR SU ATENCION Nicolás Scagliarini Villa María, Cba, Argentina