Nuevo concepto de proyecto para aumentar la eficiencia en las Cervecerías elaborado por NEDO y aplicado en la Cervecería Bia Thanh Hoa en Vietnam

Transcripción

1 Nuevo concepto de proyecto para aumentar la eficiencia en las Cervecerías elaborado por NEDO y aplicado en la Cervecería Bia Thanh Hoa en Vietnam Noviembre, 2007 Mayekawa Mfg.Co.,Ltd. 1

2 Perfil del Proyecto de Bia Thanh Hoa en Vietnam Objetivo Reestructuración de proyecto para una utilización mas eficiente de la energía en la Cervecería Bia Thanh Hoa en Vietnam Implementación Sistema VRC: Recomprensión y recuperación de vapor Mejora del Sistema de Refrigeración: Economía de energía eléctrica y estabilización de demanda Mejoramiento del pasteurizador: Economía de vapor y agua Tratamiento anaeróbico de aguas residuales y caldera de biogas: Generación de vapor. 2

3 Cronograma de Realización Cronograma de Realización Sept. 2004:Instalación de unidad de monitoreo de datos de consumo Oct. 2004: Instalación de algunas partes del sistema refrigeración, siguiendo la programación de reestructuración de la Cervecería BTH. (Evaporadores. condensadores, etc.) Durante Nov hasta Mar : Instalación de algunas partes del Sistema VRC (Tanque de acumulación, depurador de vapor, tanque de dren, tanques de agua caliente) Instalación del sistema de refrigeración, Optimización de pasteurizador y partes de la caldera de biogás (Acumulador de vapor) Mayo a Junio 2005 : Instalación del sistema VRC Ago a Sept 2005 : Funcionamiento de VRC y Sistema de Refrigeración Jul 2005 a Ene 2006 : Instalación del tratamiento anaeróbico y sistema de caldera con biogás Mar 2006 : Entrenamiento y entrega de obra en BTH 3

4 Perfil del mercado Cervecero en Vietnam Perfil del mercado Cervecero en Vietnam 1. La industria Cervecera en Vietnam está en continuo crecimiento 2. Pequeñas fábricas representan la mayor porción del mercado entre las 469 cervecerías del país. 3. La mayor parte del mercado está dividido en empresas estatales y empresas privadas multinacionales Sector Cervecero en Japón: Aprox. 70 millones HL /año, total de 30 Cervecerías 4

5 Informaciones sobre la Bia Thanh Hoa Fundada en km de la Capital Hanoi (3 hrs en auto) Producción anual de hectolitros de cerveza (en 2004, tuvo la séptima mayor producción de un total de 12millones de hectolitros en Vietnam) Certificación ISO 9000 en 2002 Ampliación de la línea de producción en abril 2004 y modernización de sala de cocimiento de 80 hl para 300 hl/fabricados en Sept Producción: Bia Thanh Hoa, Saigon, Hanoi 5

6 Descripción de Instalaciones de Bia Thanh Hoa en 2003 (FS) Calderas de carbón extremadamente insuficientes son utilizadas Uso de condensadores con aire ambiental (exceso de consumo de agua) Tratamiento de agua residual no estaba implementado (Se diluye gran cantidad de agua) No había medición de consumo de utilidades Se requería mejorar la refrigeración debido a las altas tarifas de energía eléctrica No había interés en la economía de combustible por causa de bajos precios de carbón Fig.: Calderas de carbón Fig.: Condensadores de amoniaco con circulación natural de aire, usando cantidad masiva de agua 6

7 Perfil de Costos de Energía Eléctrica & Emisión de CO2 en BTH Energía Costo Emisión de CO 2 Electricidad (horario normal) 984.5VND/kWh (0.065USD/kWh) 273.4VND/MJ 0.695kgCO 2 /kwh (OM &BM Ave.) 0.193kgCO 2 /MJ (Average) Petróleo Diesel 8,360VND/L (0.53USD/L) 227.8VND/MJ 2.62kgCO 2 /L kgCO 2 /MJ Carbón 1,342VND/kg (0.085USD/kg) 39VND/MJ 3.14kgCO 2 /kg kgCO 2 /MJ 7

8 Economía de Energía en Brewery Economía de Energía en Brewery (A) Resultados: Mejor calidad de cerveza Economía de Energías Mejoras del medio ambiente Mayor productividad (B) Tecnología Cervecera (C) Tecnología Economía de Energía Tecnología de Producción 8

9 Proceso de fabricación de Cervecería & Consumo de utilidades 30% ~40% de Energía consumida durante cocimiento de mosto POWER... STEAM... WARM Water COOLING... MT MK LT WK WP WC 30%~50% de carga de enfriamiento, consumida en producción de agua helada 30%~50% de energía eléctrica, consumida es por carga de enfriamiento. Silo Mill Brewhouse FT CO2 ST Fermentation/Lager Tank Zone Efluente con alto DBO y drenado de sala de cocimiento. BC BF Filtration WS FL WA 20% ~ 30% de Energía, consumida en área de Packaging. BS Packaging & Warehouse 9

10 Consumo de utilidades en la Consumo de 50% de vapor es consumido en la sala de cocimiento (grandes 20~30% de vapor es consumido en área de empaque Gran cantidad de vapor es consumida en CIP (corto tiempo) Consumo de energía eléctrica 30~50% de Energía Eléctrica es consumida en planta de refrigeración. Carga de enfriamiento 30~ 50% de la carga de enfriamiento es consumida en el enfriamiento de agua. (especialmente en producción de agua helada) Consumo de agua Gran cantidad de agua es empleada en limpieza. Agua Residual Alta carga de DBO es drenado en la sala de cocimiento. Cervecería 10

11 Efectos de los 4 sistemas propuestos Efectos de los 4 sistemas propuestos Vapor Energía Eléctrica Otros VRC Economía de vapor a través del rehusó de la descarga de vapor Se Requiere consumo adicional Eliminación de fuerte olor externo (no hay mas emisión de vapor de cocimiento) Sistema de Refrigeración Economía de vapor a través de la recuperación de calor de descarga de compresores Economía de energía eléctrica en sistema de enfriamiento en cascada Cubriendo la de demanda, utilizando termo-acumulación Optimización del sistema de pasteurización Economía de vapor a través de reaprovechamiento de calor No interfiere Economía en consumo de agua Caldera de Biogás Generación de vapor con Biogás No interfiere Tratamiento adicional anaeróbico de efluentes 11

12 Sistema VRC Sistema VRC Economía de vapor con rehusó de descarga de vapor Sistema de recuperación de calor convencional Escape de vapor HL:perdida de calor Recuperación de calor HL: Pérdida de calor Sistema VRC Vapor Re-Compresión sistema Exhaust steam Compresor de vapor Mucha energía desperdiciada por escape de vapor!? El ahorro de energía fue desarrollado con apoyo del gobierno Japonés WP Dren Vapor de caldera de condensado WP Dren de condensado 1/10~1/15 COP=10~15 12

13 Nuevos Desarrollos - Sistema VRC Acumulación de energía+mvr+thc Tanque de acumulación de energía Depurador de vapor 99? 85? Escape de vapor MVR =Mechanical Vapor Re-compressor THC =Thermal Heat Compressor 78? 100? HL: Perdida de calor 99? 78? WK PRE calentador de mosto 75? 95? Compresor de vapor COP=15~20 Thermo Compresor vapor en uso 13

14 Tanque de cocimiento: evapora aprox. 2 tons de agua en 1 cocimiento. Sistema convencional descarga vapor de agua en atmósfera Sistema VRC Sistema VRC Depurador: limpieza de vapor desechado y generación de agua caliente para précalentamiento de mosto para cocimiento siguiente 99ºC Hot Wort 97ºC 85ºC Transfiere al tanque de cocimiento Dreno de condensado Tanque de almacenami ento de agua caliente 61m 3 Pré calentador de mosto Mosto 78ºC 14

15 Sistema de refrigeración de alta eficiencia Sistema de enfriamiento en cascada Enfriamiento en multi-etapas consume menos energía que el enfriamiento de simples etapas, cuando el diferencial de temperatura es alto Sistema Dynamic Ice Almacena hielo durante un período fuera de pico y apaga las unidades de refrigeración durante el horario pico. Reduce la energía eléctrica con bombas y el costo de la instalación debido a alta capacidad de enfriamiento de fluido secundario (glicol) que transporta 20 % de hielo en su composición. Recuperación de agua caliente Agua caliente es recuperada de la alta temperatura de NH3 del sistema de refrigeración y se usa en la Cervecería en lugar de vapor. 15

16 Sistema de Refrigeración en Cascada Sistema de Refrigeración en Cascada enfriamiento de agua 28 ºC para 5 ºC (Alto diferencial de temperatura) Base de cálculo 1763kW (500TR) para la carga de enfriamiento Sistema convencional de enfriamiento Base 1763kW (500TR) Tc=35 C 28 C COP=4.87 Chiller Te=0 C 5 C i Consumo de energía reducida al 60%. Capacidad de compresor reducida al 70%. Desplazamiento volumétrico de compresor Tc Te dt kw M3/h II Total II /I 60% 70% II -I ii Sistema de enfriamiento en cascada Tc=35 C 28 C Chiller Te=15 C 18 C Chiller Te=8 C 10 C COP=8.06 Chiller Te=0 C 5 C 16

17 Sistema de enfriamiento en Cascada Sistema de enfriamiento en Cascada Inicio de operación en Agosto de Sistema de enfriamiento en cascada 30º C Agua para Cerveza Temperatura ambiente Tanque de agua cerveza caliente 85ºC Mosto 99ºC 30C 0ºC 3ºC 6ºC No.3 0ºC No.2 10ºC No.1 20ºC Tanque de termoacumulación estratificado 12m 3 (Aprovechamiento de tanque existente) Enfriador de agua Tanque de acumulación de agua helada para enfriamiento de mosto 140m m 3 /l cocimiento m 3 /1dia Enfriador de mosto Tanques de fermentación 17

18 Referencia de operación para el compresor Sistema Dynamic Ice Compresores pueden ser apagados durante horario pico (18:00 hasta 22:00) a través de la acumulación de hielo. El hielo es fabricado y almacenado durante período fuera de punta / baja tarifa (22:00 a 4:00). De esta forma economiza energía eléctrica Tarifa de Energía Eléctrica en BTH Matriz de energía eléctrica en Vietnam Hidroeléctrica: 38-58%, Carbon: 10-23%, Turbina a gás: 20-28% 2 nd Demand peak 1 st Demand peak Stop the Compressors June Normal (4:00-18:00) 984.5VND/kWh Punta (18:00-22:00) 1628VND/kWh (3 veces mas que fuera de punta) Fuera de punta (22:00-4:00) 555.5VND/kWh Demanda de Energía en BTH: aprox kW La estabilización de demanda de energía eléctrica reduce el riesgo de falta de energía y economiza el contrato de demanda 18

19 Sistema Dynamic Ice Sistema Dynamic Ice Recuperación de calor de amoniaco para agua caliente Condensadores Evaporativos Comp. Refrig. No.1 100kW Comp. Refrig. No.2 100kW Comp. Refrig. No.3 100kW Comp. Refrig. No.4 100kW Pd: 13 Kgf/cm² Td: 110ºC Fabricador de hielo Tanque de acumulación de hielo -4ºC, 170m3 Obc : Utilización de compresor existente para fabricación del hielo Fermentación Maduración Filtración 19

20 Tabla comparativa de Performance Fluido de Enfriamiento Temperatura Calor específico Diámetro de tubería FLUJO Potencia consumida Costo de operación Dynamic ice -2? /3? 19.8W/kg 125mmNB 59m3/h 5.5kW 83yen/h glicol o etanol 0? /3? 3.5W/kg 250mmNB 332m3/h 30.0kW 450yen/h Carga de enfriamiento : 1000Mcal/h Altura manométrica de las bombas : 20 m 20

21 Flujo de hielo dinámico Flujo de hielo dinámico 60~300µ m Flujo de líquido y Hielo FPG ~20% Calor específico: 18kcal/kg 21

22 Software para optimización de pasteurizadores Economía en consumo de vapor, a través de utilización de software dedicado a optimización de condiciones de operación y aumento de eficiencia. 22

23 Sistema para recuperación de gas metano en la estación de tratamiento de agua Residuales Residual de sala de cocimiento UASB Caldera de Biogás Compresor de gas Tanque pulmón de gas Acumulador de vapor 23

24 Resultados de Economía de Energía Economía de Energía: 3,386 Toe Reducción en emisión de CO2: 10,376 Ton 24

25 Aplicación para otras Industrias de BIA THANH HOA Refrigeración VRC Refrescos, Lácteos, etc. Destiladoras, Fabrica de azúcar y alcohol, etc. Optimización Pasteurizadores Refrigerantes Tratamiento de agua residual de otras industrias Caldera de Biogás 25

26 Gracias por su Atención! 26