EVALUANDO LA OPERACIÓN DEL TANDEM DE MOLINOS DE UN INGENIO. Autor: Byron de Jesús López Maldonado

Transcripción

1 EVALUANDO LA OPERACIÓN DEL TANDEM DE MOLINOS DE UN INGENIO Autor: Byron de Jesús López Maldonado

2 1.INTRODUCCIÓN 2.MUESTREO 3.EXTRACCIÓN DE SACAROSA 4. PUREZA JUGO PRIMARIO Y JUGO DILUIDO 5.POL DE BAGAZO 6.EXTRACCIÓN DE MOLINO 1 7.EFICIENCIA DE LA IMBIBICIÓN 8.BALANCE DE MOLINOS 9.CONCLUSIONES

3 1.INTRODUCCIÓN La operación de molinos es esencial para el proceso de producción de azúcar al incidir en la recuperación de sacarosa y la producción de energía. Por lo tanto, sus principales objetivos son: Recuperación de sacarosa en el jugo diluido y Secado del bagazo como combustible para calderas. De acuerdo con estos objetivos, el correcto control de las variables y adaptar la operación a los nuevos retos de sostenibilidad y ambientales es esencial.

4 Cuáles son los parámetros de control de la eficiencia del tándem de molinos? Los principales índices en los ingenios guatemaltecos son: Pol de Bagazo Humedad de Bagazo Es el Pol de bagazo el mejor índice de la eficiencia de un tándem? Un valor alto de Pol de bagazo siempre representa un mala operación de molinos? Qué factores influyen en el valor de Pol de Bagazo? Qué índices deben ser medidos y controlados?

5 Si vemos la operación del tándem como un proceso con entradas y salidas, vamos a esperar que el azúcar que contenga la caña se recupere en el jugo diluido en la mayor proporción posible. TM POL% CAÑA TM POL EN CAÑA %EXTRACCIÓN TM RECUPERADAS EN JD BAGAZO %CAÑA POL%BAGAZ O PÉRDIDA EN BAGAZO KG/TM Cuál escenario es el de mejor eficiencia?

6 2. MUESTREO Según el ejemplo anterior, se necesita conocer varios valores para conocer la eficiencia del tándem y posiblemente, que factores afectan a la misma. Las muestras tomadas fueron las del cuadro inferior y se tomaron utilizando cronómetro: Se puede conocer la eficiencia del tándem mientras se tengan los datos de los flujos principales, no obviando conocer antes que todo, que cantidad de Pol o sacarosa ingresa con la caña.

7 La muestra de caña preparada previa a ingresar al molino 1 se analizó con el Método directo oficial ICUMSA, con lo que se lograron conocer los componentes principales de la caña(humedad, Fibra, Pol%caña y Brix%Caña). Para conocer la operación del molino 1 y poder utilizar las ecuaciones de Hullets se analizaron los jugos Primario, Molino 2 y Jugo diluido. Los jugos Residual de Bagacera y Residual de Bagazo se analizaron para conocer la eficiencia del agua de imbibición.

8 ANÁLISIS REALIZADOS FECHA CORRIDA ANÁLISIS CAÑA PREPARADA JUGO PRIMARIO JUGO SEGUNDO JUGO DILUIDO JUGO RESIDUAL BAGAZO BRIX POL PUREZA HUMEDAD FIBRA BRIX%CAÑA POL%CAÑA PESO MUESTRA xx/yy/zzzz n PESO DE AGUA BAGAZO%CAÑA EXTRACCIÓN SACAROSA EXTRACCIÓN 12.5% FIBRA EFICIENCIA IMBIBICIÓN Jugo Ext Mol 1 %jugo diluido PolExtraidoMol1%PolExt Tandem Extracción de molino 1 JAP%FIBRA REND POTENCIAL JUGO RESIDUAL DE BAGAZO Análisis realizados Cálculos realizados

9 3. EXTRACCIÓN DE SACAROSA ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA PARA EXTRACCIÓN SACAROSA Anderson-Darling Normality Test A-Squared 0.24 P-Value Mean StDev Variance Skewness Kurtosis N 51 Minimum st Quartile Median rd Quartile Maximum % Confidence Interval for Mean % Confidence Interval for Median % Confidence Interval for StDev La extracción de sacarosa se obtuvo con la fórmula que involucra al Pol%caña, Pol%bagazo y Bagazo%caña. Todos datos analíticos de las corridas. Se nota la alta variación y la tendencia a subir su valor conforme se fueron haciendo las corridas. 95% Confidence Intervals Mean Median

10 Se hacía una corrida al día a la misma hora. Para conocer si en un día, el comportamiento de la extracción de sacarosa podía ser tan variable como se veían los datos diarios, se hicieron una serie de corridas(5) junto al muestreo para Pol%bagazo. Se obtuvo: El valor promedio para ese día fue 0.06 unidades menor al promedio que se tenía de todas las corridas diarias realizadas.

11 La figura indica otras variables calculadas para las corridas efectuadas y se observa que el valor de fibra tuvo altas variaciones y su valor promedio del día fue 96.20, lo que generó valores muy altos de Ext12.5%Fibra. El valor de fibra directa estuvo en un valor muy superior al valor con el que se hacen los settings de molinos. La distribución de frecuencias para rangos de Fibra%caña, indica que cuando la fibra es mayor, se tiene más dificultad en la extracción de sacarosa.

12 QUÉ SIGNIFICA CADA 0.1 UNIDADES DE EXTRACCIÓN? kg Caña Bagazo% caña Pol%caña Ton Pol en Caña Extracción POL%BAGAZO perdida(kg Pol/TM) DIFERENCIA (KG POL/TM) kg Caña Bagazo% caña Pol%caña Ton Pol en Caña Extracción POL%BAGAZO perdida(kg Pol/TM) DIFERENCIA (KG POL/TM) Cada 0.1 unidades de extracción(por ejemplo de 96 a 96.1) son importantes y significan distinta cantidad de pérdida para cada ingenio dependiendo de los valores de Pol en caña. En el ejemplo, para un ingenio que muele 2 millones de TM de caña, 0.1 unidades pueden significar 300 o 240TM de Pol por zafra.

13 4. DIFERENCIA DE PUREZA JUGO PRIMARIO Y JUGO DILUIDO. A PESAR DE HACER MUESTREOS CRONOMETRADOS, NO SIEMPRE SE LOGRÓ OBTENER JUGOS DILUIDOS DEL LOTE CON LA PUREZA MENOR QUE LA PUREZA DEL JUGO PRIMARIO. RESUMEN DE PUREZAS DE JUGOS, PRIMARIO, DILUIDO Y MOLINO 2 CAÍDA DE PUREZA DATOS DATOS CORRIDA PZA JP PZA JD PZA J2 JPRI-JDIL DATOS TOTALES PZA JPRI>PZA JDIL PZA JPRI<PZA JDIL PROM MEDIANA DESV EST MÍNIMO MÁXIMO

14 RANGOS DE PUREZA DE JUGO PRIMARIO FREC ABSOLUTA (CORRIDAS) FREC ABS ACUM (CORRIDAS) FREC RELAT PORCENTUAL (%) FREC RELAT PORCENTUAL ACUM (%) RANGOS DE PUREZA DE JUGO DILUIDO FREC ABSOLUTA (CORRIDAS) FREC ABS ACUM (CORRIDAS) FREC RELAT PORCENTUAL (%) FREC RELAT PORCENTUAL ACUM (%)

15 5. POL DE BAGAZO Se observa en la ecuación para obtener la extracción de sacarosa, que el bagazo participa y en dicha ecuación se hace la suposición que no existen pérdidas de otro tipo, más que las que se tienen en bagazo. La otra forma de obtener la extracción de sacarosa, es relacionando la cantidad de pol en el jugo diluido contra la cantidad de pol en la caña ingresando. En Guatemala, el paradigma actual de muchos técnicos, asesores y propietarios, es utilizar, premiar o castigar en base a los valores de Pol%bagazo. Un valor relativamente bajo, supone una buena operación de molinos y valores superiores a 2% podrían indicar problemas operativos. La fórmula y los ejemplos ejemplifican que la calidad de la caña y su contenido bajo o alto de Pol, pueden tener una alta influencia en los valores de Pol%bagazo.

16 ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA Y COMPORTAMIENTO DE LOS VALORES DE POL%BAGAZO ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA PARA POL%BAGAZO Anderson-Darling Normality Test A-Squared 0.62 P-Value Mean StDev Variance Skewness Kurtosis N 53 Minimum st Quartile Median rd Quartile Maximum % Confidence Interval for Mean % Confidence Interval for Median % Confidence Interval for StDev % Confidence Intervals Mean Median

17 Pol de Bagazo y Extracción de Sacarosa. La figura de la izquierda es una distribución de frecuencias para rangos de Pol%caña y se observa que un mayor valor de Pol%caña, favorece la extracción de sacarosa y se tiende a valores por lo mismo, más altos de Pol%Bagazo. La figura de la derecha, señala que el Pol%Bagazo tiene mayor relación con el valor de Extracción, seguido del valor de Pol en caña.

18 6. EXTRACCIÓN DEL MOLINO 1 Se debe conocer el porcentaje de jugo y pol que extrae el Molino 1 con respecto a todo el jugo que sale de molinos. Las ecuaciones sudafricanas y la Ecuación de Stuart para conocer la extracción del molino 1 con respecto a la extracción global del tandem, se basan en los valores de Pol o Brix de los Jugos : Primario, Diluido y del Molino 2 y son simplemente ecuaciones de balance.

19 POL% Pol de jugos: Primario, Molino 2 y Jugo Diluido POL DE JUGO PRIMARIO, JUGO DE MOLINO 2 Y JUGO DILUIDO /0 1/20 25/0 1/20 26/0 1/20 27/0 1/20 31/0 1/20 01/0 2/20 02/0 2/20 06/0 2/20 10/0 2/20 14/0 2/20 15/0 2/20 /0 2/20 moli no 5 fuer a 20/0 2/20 21/0 2/20 22/0 2/20 23/0 2/20 27/0 2/20 01/0 02/0 03/0 Moli no 4 fuer a 06/0 07/0 08/0 09/0 MOL INO 5 FUE RA 10/0 13/0 14/0 POL JP POL J POL JD /0 20/0 21/0 22/0 23/0 24/0 28/0 29/0 Mol 3 Fuer a 31/0 a las 7am 31/0 a las 9am 31/0 a las 11a m 31/0 a las 15 pm 31/0 a las pm 03/0 a las 15 pm 03/0 a las pm 04/0 a 05/0 06/0 07/0 10/0 11/0 12/0 13/0 14/0 /0 18/0 19/0 PRO MED IO

20 Índices de molino 1 y relación con humedad de caña y extracción de sacarosa.

21 7.EFICIENCIA DE LA IMBIBICIÓN Relaciona los valores de Pol del jugo que cae de la maza bagacera del último molino y el Pol del jugo Residual extraído del bagazo con Prensa Hidráulica

22 Este valor en porcentaje, señala Peter Rein que es un indicador de la mezcla Agua de Imbibición- Fibra. Los valores son muy variables y se debe dirigir atención a lograr el máximo valor posible, que incrementaría la extracción en el último molino y por lo tanto, en el tándem.

23 8. BALANCE EN MOLINOS POR MEDIO DE DATOS ANALÍTICOS. Datos analíticos de los 4 flujos principales(caña, Agua, Bagazo y Jugo Diluido), permiten obtener por medio de sistemas de ecuaciones simultáneas los porcentajes de Agua de Imbibición agregada, Extracción Diluida y Bagazo para una base 100% de caña ingresando. Esto permite corroborar contra las mediciones realizadas e introducidas en el balance del reporte.

24 9. CONCLUSIONES 1.Los muestreos cronometrados, en el área de molinos permiten conocer de mejor forma los principales índices de operación. 2. El Método directo para determinación de componentes de la caña, al no utilizar factores ni ecuaciones para determinar fibra, es un método confiable para analizar caña industrial preparada. 3. La eficiencia de la imbibición señala el desempeño del agua de imbibición y su incremento permitiría aumentar la extracción. 4. La Extracción de sacarosa depende de factores operativos y de las características de la caña. Un valor alto de Pol de bagazo, no necesariamente señala una mala extracción de sacarosa. 5. Se puede conocer la extracción del molino Se puede hacer un balance de materiales en el molino por medios analíticos y ecuaciones simultáneas.

25 MUCHAS GRACIAS