Les comparto la presentación que realizamos mi compañera de proyecto de grado y yo sobre la aplicación de la tecnología pinch para optimizar el uso de la energía en una industria de aceites y grasas.

1. APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA PINCH PARA UN
ESTUDIO DE INTEGRACIÓN ENERGÉTICA EN LA
ETAPA DE FRACCIONAMIENTO DE UNA INDUSTRIA
DE ACEITES Y GRASAS DE BARRANQUILLA
YOHANA PATRICIA MENDOZA ROBLES
ESTEFANY MARÍA YEPES GUILLEN
DIRECTOR: ING. MELANIO CORONADO
CO-DIRECTOR: ING. ALFONSO MORENO
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2. CONTENIDO
1.
INTRODUCCIÓN
2.
JUSTIFICACIÓN
3.
OBJETIVOS
4.
ANTECEDENTES
5.
MARCO TEÓRICO
6.
ANALISIS DE RESULTADOS
7.
CONCLUSIONES
8.
BIBLIOGRAFIA
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3. INTRODUCCIÓN
Crisis energética
• Uso racional de la energía
• Aspectos ecológico y económico
Industrias de aceites y grasas
• Calidad y competitividad
Optimización energética
• tecnología Pinch (Hohmann 1971)
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4. JUSTIFICACIÓN
Uso eficiente
de la energía
• Gastos energéticos
• Costos de operación
Mejoras en el
proceso
• Selectividad de la
cristalización
• Calidad del producto
Relación
Universidad Industria
• Aplicar nuestros
conocimientos
• Adquirir experiencia
en procesos reales
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5. OBJETIVO GENERAL
Diseñar de una red de intercambiadores de
calor tipo placa en la sección de alimento a los
cristalizadores en la etapa de fraccionamiento
físico de una industria de aceites y grasas de
Barranquilla haciendo uso de la tecnología Pinch
con el fin de reducir los costos energéticos.
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6. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar los mínimos requerimientos de
calentamiento y enfriamiento en el proceso.
Diseñar la red de intercambiadores de
calor tipo placa.
Determinar el área de transferencia de los
intercambiadores de calor tipo placa.
Realizar un estudio comparativo entre el
consumo energético actual de la planta y el
proyectado cuando se realicen las
respectivas modificaciones al proceso.
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7. Diseñar los lazos de control
de temperatura en las
corrientes críticas del
proceso.
Evaluar el impacto ambiental
del proyecto
Evaluar los costos de las
inversiones requeridas.
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8. ANTECEDENTES
Técnicas de separación
• Solventes (Hexano, Acetona, Isopropil, Alcohol, etc.)
• Adición de un detergente y centrifugación
• Fraccionamiento seco
Fraccionamiento en seco
• Cristalización parcial
• Filtración
Aplicación de la Tecnología
pinch
• Procesos de refinación en Ceval Alimentos S. A. de Brasil
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9. MARCO TEÓRICO
Fraccionamiento en seco
Tecnología Pinch
Intercambiadores de
calor tipo placa
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10. Aceite de palma
Composición
• 40-48% ácidos grasos saturados
(palmítico)
• 37-46% ácidos grasos monoinstaurados
(oleico)
• 10% ácidos grasos poliinsaturados
Características
• Triglicéridos con distintos puntos de fusión
(-50 y 70º C)
Aplicaciones
• Aceite de freír o aliñar, margarinas
• Producto añadido a helados, jabones, etc
• Producción de biodiesel
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11. Proceso de fraccionamiento en seco
Materia
prima
Fundido
Cristalización
Separación
Oleína
Estearina
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12. Cristalización
Enfriamiento
• Agitación
• Temperatura
• Tiempo de
cristalización
Nucleación
• Polimorfismo
• Intersolubilidad
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Crecimiento de
cristales
• núcleos
presentes
• Curva de
cristalización

13. Tecnología Pinch
Métodos de
optimización e
integración de
calor
HRAT y EMAT
Método de diseño
Pseudo-Pinch
(PPDM)
Método flexible de
diseño Pinch
(FPDM)
Método de diseño
del principio de
compensación
Definición
Objetivos
Aplicacio
nes
Metodología
que comprende
una serie de
técnicas
estructuradas
que permiten
aplicar el
primero y
segundo
principio de la
Termodinámica
al análisis de la
energía térmica
disponible en
un sistema
Reducción del
costo de capital
Redes de
recuperación de
calor
Minimización del
costo de la
energía
Sistemas de
separación
Disminución de
emisiones
contaminantes
Sistemas de
remoción de
desechos
Optimación del
uso del agua
Sistemas de
calor y potencia
Mejoramiento de
la operación y de
la producción
Sistemas de
servicios
auxiliares
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14. Pasos del análisis pinch
Escoger la temperatura mínima de aproximación
Construcción del diagrama de intervalos de temperatura
Construcción del diagrama de cascada
Calcular el número mínimo de intercambiadores de calor
Diseñar la red de intercambiadores de calor.
Estimación del área de transferencia de calor.
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15. Intercambiadores de calor tipo
placa
VENTAJAS
• Atractivas cuando los costos de
materiales son altos
• Fáciles al realizar mantenimiento
• Bajas temperaturas de aproximación, tan
bajas como de 1⁰C
• Flexibilidad
• Apropiados para materiales viscosos
• El factor de ensuciamiento tiende a ser
significativamente bajo
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16. OPTIMIZACIÓN DE LA RED
Un calentador de
aceite –vapor
un
economizador
de calor
aceite- aceite
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un enfriador
aceite- agua
de
enfriamiento

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18. ANÁLISIS DE RESULTADOS
DATOS
COMPLETO
SIN
SIN ENFRIADOR
ECONOMIZADOR
Área del eco (m2 )
16
-
95
No de platos eco
149
-
864
Área del cal (m2 )
2
5
2
No de platos cal
15
42
22
Flujo de vapor
111.22
342.34
161.68
Área del enf. (m2 )
11
50
-
No de platos enf.
96
453
-
Flujo de agua (Kg/h)
4792.2
24315.9
-
Área total (m2 )
29
55
97
(Kg/h)
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19. ANÁLISIS COSTO- BENEFICIOS
CONSUMO TOTAL KW/ MES
Diciembre 2009
1631540
Mayo 2010
1571113
Junio 2010
1510685
Promedio
1571113
% MENSUAL DE CONSUMO DE LOS IC DE TUBO Y CORAZA
Promedio planta
1571113kw/mes
Promedio IC de tubo y coraza mes
Porcentaje mes
60427kw/mes
3.85 %
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20. ANÁLISIS COSTO- BENEFICIOS
% de consumo mensual de lo IC de tubo y coraza
4%
96%
consumo de intercambio de calor
consumo total planta
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21. ANÁLISIS COSTO- BENEFICIOS
COMPARATIVO DEL CONSUMO ENERGÉTICO
Consumo sin la integración
Consumo con la integración
Ahorro
energética KW/ mes
energética KW/ mes
energético
KW/ mes
Calentamiento
Enfriamiento
Acumulado
80000
40236
20191
60427
Calentamiento
Enfriamiento
Acumulado
28740
14422
43162
11496
5769
17265
COMPARATIVO DEL CONSUMO ENERGÉTICO
70000
60000
50000
40000
30000
SIN OPTIMIZAR
20000
OPTIMIZADO
10000
0
CALENTAMIENTO
ENFRIAMIENTO
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22. Evaluación de costos del consumo energético
Costo del consumo sin la
Costo del consumo con la
integración energética $
integración energética $
7472400
Calentamiento
Enfriamiento
3749834,4
11222234,4
acumulado
Calentamiento
Enfriamiento
Acumulado
10340652
5189194
15529845,9
Costo total de inversión
Costo total de inversión
$45000000
Ahorro total del consumo mes
Retorno de la inversión
$4307612
11 meses
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23. ANÁLISIS DEL IMPACTO AMBIENTAL
El ahorro energético neto en el enfriamiento fue 5769Kw/mes
convirtiendo esta cantidad de energía se tiene:
5769Kw/mes*(0.495 Kg de CO2 /kw) = 2856 Kg de CO2
Ahora esta cantidad en número de árboles es igual:
(2856 Kg de CO2 /20 árboles)= 143 árboles al mes en un año 1713
El ahorro energético neto en el calentamiento fue 11496Kw/mes
convirtiendo esta cantidad de energía se tiene 5690 Kg de CO2 en
un año la cantidad de árboles al año será igual 3414 árboles.
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