Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del … · 2019. 10. 21. · DOI:...
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Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVI (número 4), octubre-diciembre 2015: 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM (artículo arbitrado) DOI: https://doi.org/10.1016/j.riit.2015.09.011 Descriptores: • preparación de la caña de azúcar • pol • humedad • potencia • tándem Información del artículo: recibido: noviembre de 2014, reevaluado: marzo de 2015, aceptado: abril de 2015 Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extracción de la sacarosa de la caña de azúcar Influence of a Third Set of Knives on the Efficiency of the Sucrose Extraction from Sugar Cane Corrales-Suárez Jorge Michel Universidad de Las Tunas Facultad de Ciencias Técnicas Centro de Estudio de Energía y Procesos Tecnológicos Correo: [email protected] Gil-Ortiz José Marcos Universidad de Las Tunas Facultad de Ciencias Técnicas Centro de Estudio de Energía y Procesos Tecnológicos Correo: [email protected] Remédios-Castañeiras Pedro Dionisio Universidad de Las Tunas Facultad de Ciencias Técnicas Centro de Estudio de Energía y Procesos Tecnológicos Correo: [email protected] Masjuan-Leyva Yurisleydis Empresa Logística Agropecuaria Dirección de Operaciones Correo: [email protected] Gil-Ceballo José Alexander Empresa Nacional de Desarrollo de Software Las Tunas Departamento de programación Correo: [email protected] Resumen Una de las variables que influye sobre la eficiencia en el proceso de extrac- ción de la sacarosa de la caña de azúcar en tándem de molinos, es el índice de preparación de la caña. Esta influencia se puede medir a través de % de sacarosa (% Pol) y % de Humedad en el bagazo final y la demanda de poten- cia del tándem, estas tres variables constituyen las variables dependientes de esta investigación. La variable independiente es el índice de preparación de la caña. El objetivo de esta investigación es mostrar el impacto de un aumen- to del índice de preparación de la caña, logrado con el aumento de un tercer juego de cuchillas en el tándem, en la eficiencia del proceso de extracción y la demanda de potencia del tándem. La investigación se realizó en dos eta- pas. Una primera etapa donde se operó el tándem con los dos juegos de cu- chillas existentes y una segunda etapa donde se operó con tres juegos de cuchillas, en donde se montó el tercer juego de cuchillas para incrementar el índice de preparación de la caña. Mediante un análisis estadístico se conclu- ye que al aumentar el índice de preparación de la caña los % Pol y % Hume- dad del bagazo final disminuyen significativamente y la demanda de potencia del tándem disminuye 2.87 %.
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Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM
(artiacuteculo arbitrado)
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
Descriptores
bull preparacioacutendelacantildeadeazuacutecar
bull polbull humedadbull potenciabull taacutendem
Informacioacuten del artiacuteculo recibido noviembre de 2014 reevaluado marzo de 2015 aceptado abril de 2015
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
Influence of a Third Set of Knives on the Efficiency of the Sucrose Extraction from Sugar Cane
Corrales-Suaacuterez Jorge MichelUniversidad de Las Tunas
Facultad de Ciencias Teacutecnicas Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos
Correo jorgecsulteducu
Gil-Ortiz Joseacute MarcosUniversidad de Las Tunas
Facultad de Ciencias Teacutecnicas Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos
Correo jgilulteducu
Remeacutedios-Castantildeeiras Pedro DionisioUniversidad de Las Tunas
Facultad de Ciencias Teacutecnicas Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos
Correo pdremedioulteducu
Masjuan-Leyva YurisleydisEmpresa Logiacutestica Agropecuaria
Direccioacuten de OperacionesCorreo ymlelaltcocu
Gil-Ceballo Joseacute AlexanderEmpresa Nacional de Desarrollo de Software Las Tunas
Departamento de programacioacuten Correo jgilcltdesoftcu
Resumen
Una de las variables que influye sobre la eficiencia en el proceso de extrac-cioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar en taacutendem de molinos es el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea Esta influencia se puede medir a traveacutes de de sacarosa ( Pol) y de Humedad en el bagazo final y la demanda de poten-cia del taacutendem estas tres variables constituyen las variables dependientes de esta investigacioacuten La variable independiente es el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea El objetivo de esta investigacioacuten es mostrar el impacto de un aumen-to del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea logrado con el aumento de un tercer juego de cuchillas en el taacutendem en la eficiencia del proceso de extraccioacuten y la demanda de potencia del taacutendem La investigacioacuten se realizoacute en dos eta-pas Una primera etapa donde se operoacute el taacutendem con los dos juegos de cu-chillas existentes y una segunda etapa donde se operoacute con tres juegos de cuchillas en donde se montoacute el tercer juego de cuchillas para incrementar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea Mediante un anaacutelisis estadiacutestico se conclu-ye que al aumentar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea los Pol y Hume-dad del bagazo final disminuyen significativamente y la demanda de potencia del taacutendem disminuye 287
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
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Introduccioacuten
El proceso industrial de produccioacuten de azuacutecar de cantildea estaacute compuesto por un primer proceso que consiste en la preparacioacuten de la cantildea y posterior extraccioacuten de la sacarosa ( Pol) que esta contiene La preparacioacuten de la cantildea se realiza mediante equipos especialmente disentildea-dos para este fin como la desmenuzadora la desfibra-dora y las cuchillas giratorias (Hugot 1986 Jenkins 1971) El costo de la energiacutea que consume una central azucarera es tan bajo (producto que se autoabastece energeacuteticamente) que aunque en el aacuterea de prepara-cioacuten de la cantildea se requiera un considerable aumento del consumo de energiacutea para incrementar el iacutendice de pre-paracioacuten de la cantildea el costo de esa energiacutea se compensa con cualquier ganancia en el proceso de extraccioacuten por pequentildea que sea o con la disminucioacuten de la demanda de potencia en el aacuterea de molienda (Jenkins 1971) Al determinar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea (More-joacuten y Reveacute 2013) un buen iacutendice de ella favorece ex-traordinariamente el trabajo de la planta moledora atrayendo cuantiosos beneficios econoacutemicos pues se obtiene mayor capacidad de molida mayor extraccioacuten en el taacutendem y menor demanda de potencia en los mo-linos (Jenkins 1971)
Se han publicado artiacuteculos donde se investiga el proceso tecnoloacutegico para incrementar el iacutendice de pre-paracioacuten de la cantildea de azuacutecar con el objetivo de evaluar su eficiencia y detectar los principales problemas en di-cho proceso (Morejoacuten y Reveacute 2013) pero solo se limi-tan al proceso de preparacioacuten de la cantildea Otros autores han estudiado la influencia de la preparacioacuten de la cantildea sobre la compresibilidad del bagazo a escala de labora-torio (Gil 2011 Gil et al 1998)
Inskip (2010) demuestra que al mejorar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea no importa del modo que se
haga los beneficios son alentadores porque se propicia una disminucioacuten de la demanda de potencia de la plan-ta moledora
Se ha demostrado a nivel de laboratorio que al tratar la cantildea de azuacutecar con microondas las fuerzas de inte-raccioacuten entre las ceacutelulas se reduce a 20 de su valor sin tratar Esta reduccioacuten hace que sea maacutes faacutecil de compri-mir la cantildea y conduce a un aumento considerable de la extraccioacuten del jugo de la cantildea logrando una disminu-cioacuten en el Pol (Brodie y Harris 2011)
El jugo se extrae con mayor facilidad de un material finamente dividido ya que al no tener que consumir energiacutea en romper la estructura de la cantildea la mayor parte de la energiacutea suministrada al molino se emplea en extraer el jugo del colchoacuten de bagazo lo que disminuye la potencia requerida por la molienda (Jenkins 1971) El iacutendice de preparacioacuten de la cantildea estaacute relacionado con la proporcioacuten de ceacutelulas abiertas Entre mayor sea este maacutes acceso tendraacute el agua de imbibicioacuten al jugo que en otro caso solo se diluiriacutea por difusioacuten a traveacutes de las paredes y las membranas celulares
Una preparacioacuten de la cantildea que produzca fibras delgadas y largas es maacutes conveniente que la que deacute un polvillo fino pues la primera produce partiacuteculas que pueden entrelazarse entre siacute creando una especie de agarre entre ellas lo que facilita la toma del mate-rial por el molino en cambio la segunda dificulta la alimentacioacuten El tamantildeo de partiacutecula con que se ali-menta el molino no debe ser mayor de 40 cm aunque se considera que entre 15 y 25 cm es el maacutes satisfacto-rio en la operacioacuten (Hamill 1972) Corrales et al (2013) demuestra que el de sacarosa ( Pol) en ba-gazo final depende fundamentalmente de la prepara-cioacuten de la cantildea
Loughran y Kannapiran (2002) desarrollaron un modelo computacional para estudiar la influencia de la
Abstract
The index of cane preparation is one of the variables that influence on efficiency the sucrose extraction process from sugar cane mills in tandem This influence can be measured by the sucrose ( Pol) and humidity in the final bagasse and power demand tandem these three variables are the dependent variables on this research The index of cane preparation was the independent variable The objective of this research is to show the impact of an increased rate of cane preparation achieved with addition of a third set of knives in tandem on the efficiency of the extraction process and the tandem power demand This research was carried out in two stages A first stage where the tandem was operated with two sets of existing knives and a second stage where it was operated with the addition of a set of knives (that to say with three sets of knives) the third set of knives mounted to increase the rate of cane prepara-tion A statistical analysis concludes that with increasing the rate of cane prepara-tion both in the final bagasse the Pol and Humidity decrease significantly and tandem power demand decreases by 287
Keywords
bull preparation of the sugar canebull polbull humiditybull powerbull tandem
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
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Corrales-Suaacuterez Jorge Michel Gil-Ortiz Joseacute Marcos Remeacutedios-Castantildeeiras Pedro Dionisio Masjuan-Leyva Yurisleydis Gil-Ceballo Joseacute Alexander
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preparacioacuten de la cantildea en el proceso de extraccioacuten con el objetivo de mejorar la extraccioacuten de la sacarosa y mi-nimizar las humedades finales en ese modelo tienen en cuenta la influencia de la velocidad de drenaje del jugo a traveacutes de los poros del bagazo sin embargo no estu-dian la inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas para mejorar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea
Jenkins (1971) sentildeala que el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea influye sobre las peacuterdidas por reabsorcioacuten en bagazo Estas peacuterdidas van disminuyendo con el aumento de la preparacioacuten hasta un grado determina-do a partir del cual la relacioacuten de reabsorcioacuten a extrac-cioacuten comienza a aumentar por lo que se plantea que existe un oacuteptimo para el cual son miacutenimas estas peacuterdi-das En la literatura consultada no existe referencia de estudios sobre la influencia de un tercer juego de cu-chillas en el proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
La investigacioacuten tuvo como objetivo demostrar que es posible mejorar el proceso de extraccioacuten de la sacaro-sa de la cantildea de azuacutecar con el aumento del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea mediante la introduccioacuten de un tercer juego de cuchillas y disminuir la demanda de potencia en el taacutendem
Materiales y meacutetodos
El taacutendem de molinos tiene una capacidad de molida de 9 200 tdiacutea (800 000 diacutea) estaacute compuesto por seis molinos de tres mazas con cuarta maza o maza alimen-tadora y tiene tolva alimentadora Donnelly en todos los molinos Se analizan como variables dependientes Pol Humedad y demanda de potencia del taacutendem como variable independiente el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea Los valores de todas las variables se tomaron de los reportes diarios del Laboratorio Azucarero y la demanda de potencia del taacutendem por medio de un ana-lizador de redes instalado en la planta eleacutectrica
Los anaacutelisis se realizaron en dos etapas una prime-ra etapa donde se operoacute el taacutendem con dos juegos de cuchillas y una segunda etapa donde se operoacute con tres
juegos de cuchillas El meacutetodo estadiacutestico utilizado en esta investigacioacuten fue una comparacioacuten de dos mues-tras mediante prueba de hipoacutetesis con el objetivo de identificar si existe diferencia significativa entre las va-riables dependientes al trabajar con diferentes iacutendices de preparacioacuten de la cantildea el estadiacutestico utilizado es la t de Student
Los primeros 32 diacuteas de la zafra se preparoacute la cantildea con dos juegos de cuchillas hasta que se logroacute poner en marcha el tercer juego de cuchilla Despueacutes de la insta-lacioacuten de este se operoacute durante 58 diacuteas Los uacuteltimos 24 diacuteas de la zafra se trabajoacute nuevamente con dos juegos de cuchillas ya que por problemas mecaacutenicos quedoacute fuera de servicio el que se habiacutea instalado
Resultados y discusioacuten
En la investigacioacuten la hipoacutetesis nula se plantea como la igualdad entre las medias (media2 (con dos juegos de cuchillas) = media3 (con tres juegos de cuchillas)) con-tra una hipoacutetesis alterna que refiere la desigualdad en-tre las medias (media2 lt gt media3)
El iacutendice de preparacioacuten de la cantildea promedio con dos juegos de cuchillas fue de 6011 y con tres juegos de cuchillas 7403
Anaacutelisis estadiacutestico
Para analizar si existe diferencia significativa entre las variables dependientes ( Pol Humedad y demanda de potencia del taacutendem) al trabajar con diferentes iacutendi-ces de preparacioacuten de la cantildea se tomoacute el nivel de signi-ficacioacuten α = 005
En la zafra se molioacute con dos juegos de cuchillas durante 56 diacuteas (los primeros 32 y los uacuteltimos 24) y 58 diacuteas con tres juegos de cuchillas todos los valores de sesgo estandarizado y curtosis estandarizado se en-cuentran en el rango de ‒2 a 2 para cada variable de-pendiente (tabla 1) lo que indica que los valores de las variables dependientes siguieron una distribu-cioacuten normal
Tabla1ValoresdelosparaacutemetrosestadiacutesticosobtenidosenlacomparacioacutendelasmuestrasPol () Humedad () Demanda de potencia (MW)
Dos juegos de cuchillas
Tres juegos de cuchillas
Dos juegos de cuchillas
Tres juegos de cuchillas
Dos juegos de cuchillas
Tres juegosde cuchillas
Recuento 56 58 56 58 56 58Promedio 233911 225586 511305 503355 295143 286983Desviacioacuten estaacutendar 0125282 0100822 0900746 0640921 00748921 00715123Miacutenimo 214 206 497 4927 281 271Maacuteximo 266 245 529 518 308 301Sesgo estandarizado 19272 0347763 0390904 161198 ‒0348899 156079Curtosis estandarizada ndash0175252 ‒137288 ‒185087 ‒0822825 ‒181076 ‒090434
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Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
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Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre el Pol en bagazo final
Para la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchi-llas los valores de los Pol en bagazo se encontraron entre 214 a 306 (figura 1) La inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas provocoacute un considerable aumento del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea influyendo en una disminucioacuten de los Pol a valores dentro de un rango de 206 a 245 (figura 1) En los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra el iacutendice de preparacioacuten disminuyoacute nuevamente coincidiendo con un aumento de los Pol en bagazo a valores dentro del rango de los primeros diacuteas de zafra (figura 1) Se observa que para los uacuteltimos diacuteas de mo-lienda con los tres juegos de cuchillas la tendencia de los Pol fue de un ligero aumento esto estuvo dado por problemas de operacioacuten de los molinos El intervalo de confianza para la diferencia entre las medias se ex-tiende desde 00411157 hasta 0125374 De acuerdo con que el intervalo no contiene el valor cero existe diferen-cia estadiacutesticamente significativa entre las medias de las dos muestras para un nivel de confianza de 95 Este resultado indica que el Pol en bagazo final de-pende fuertemente de la preparacioacuten de la cantildea
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre el Humedad en bagazo final
Para la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchi-llas las humedades se comportaron dentro de un rango de 4970 a 5290 (figura 2) La inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas dio valores de humedad dentro de
un rango de 4927 a 5240 (figura 2) En los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra el iacutendice de preparacioacuten disminuyoacute y las humedades aumentaron ligeramente hasta valores dentro del mismo rango de los primeros diacuteas de zafra (figura 2) El intervalo de confianza para la diferencia entre las medias se extiende desde 0505698 hasta 108434 Puesto que este intervalo no contiene el valor cero existe diferencia estadiacutesticamente significativa entre las medias de las dos muestras para un nivel de confianza de 95 Estos resultados muestran que la humedad del bagazo final tiene dependencia del iacutendi-ce de preparacioacuten de la cantildea
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre la potencia demanda del taacutendem de molinos
Preparando la cantildea con dos juegos de cuchillas la de-manda de potencia del taacutendem osciloacute entre 281MW y 308MW (figura 3) rango ligeramente mayor que cuan-do se preparoacute con tres juegos de cuchillas que varioacute desde 278MW hasta 303MW (figura 3) en los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra la demanda de potencia tuvo un ligero aumento hasta comportarse dentro del rango de los pri-meros diacuteas de zafra (figura 3) De intereacutes particular es el intervalo de confianza para la diferencia entre las me-dias el cual se extiende desde 00544321 hasta 010877 Puesto que el intervalo no contiene el valor cero existe diferencia estadiacutesticamente significativa entre las me-dias de las dos muestras con un nivel de confianza de 95 Estos resultados demuestran que mientras mejor es el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea menor es el con-
Figura1ComportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeasobreelPolenbagazofinal
Figura2Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeasobrelahumedaddelbagazofinal
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Corrales-Suaacuterez Jorge Michel Gil-Ortiz Joseacute Marcos Remeacutedios-Castantildeeiras Pedro Dionisio Masjuan-Leyva Yurisleydis Gil-Ceballo Joseacute Alexander
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sumo de energiacutea en los molinos del taacutendem para la ex-traccioacuten (figura 3)
Como resultado se obtiene que para las variables dependientes existe diferencia significativa entre las medias al moler con dos y tres juegos de cuchillas res-pectivamente Si esto es asiacute entonces se puede sentildealar que disminuyoacute la reabsorcioacuten corroborando lo que plantea Jenkins (1971)
Ahorro de energiacutea del taacutendem
Estableciendo una comparacioacuten entre la potencia pro-medio demandada del taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea mediante dos y tres juegos de cuchillas se obtiene una disminucioacuten de 271 (tabla 2)
Para la zafra analizada se molioacute con dos juegos de cu-chillas durante 56 diacuteas para este tiempo el ahorro de energiacutea en el taacutendem se puede calcular mediante la ecuacioacuten (1) teniendo en cuenta que el taacutendem de mo-linos estaacute compuesto por seis molinos el iacutendice i corre desde uno hasta seis
Donde
Ae = ahorro de energiacutea (MWh)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchillas (MW)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con tres juegos de cuchillas (MW)
El ahorro de energiacutea en el taacutendem durante los diacuteas que se preparoacute la cantildea con tres juegos de cuchilla fue de 10752 MWh
Conclusiones
1 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea aumenta laextraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar y dis-minuye la humedad en el bagazo final
2 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea es menor lademanda de potencia del taacutendem lo que implica unahorro de energiacutea en el aacuterea de molienda
Referencias
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6 6
1 1
56 24dos i tres ii i
hAe N N diacuteadiacutea= =
= minus sum sum
6
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iN
=sum
6
1tres
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Figura3Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeaenlapotenciademandadadeltaacutendem
Tabla2Potenciademandadadeltaacutendemparalosdiferentesiacutendicesdepreparacioacutendelacantildea
Preparacioacuten de la cantildea Potencia demandada (MW)Con dos juegos de cuchillas 295Con tres juegos de cuchillas 287
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Este artiacuteculo se cita
Citacioacuten estilo Chicago
Corrales-SuaacuterezJorgeMichelJoseMarcosGil-OrtizPedroDio-nisio Remedios-Castaneiras Yurisleydis Masjuan-Leyva JoseacuteAlexanderGil-CeballoInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecar Ingenieriacutea Investigacioacuten y TecnologiacuteaXVI04 (2015)599-604
Citacioacuten estilo ISO 690
Corrales-Suaacuterez JM Gil-Ortiz JM Remedios-Castaneiras PDMasjuan-LeyvaYGil-CeballoJAInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecarIngenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacuteavolu-menXVI(nuacutemero4)octubre-diciembre2015599-604
Semblanzas de los autores
Jorge Michel Corrales-Suaacuterez Ingeniero mecaacutenico graduado en la Universidad de Cama-guumley Cuba Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Es-tudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de termodinaacutemica y mecaacutenica de los fluidos-maacutequinas de flujo Sus liacuteneas de investigacioacuten son la eficiencia energeacutetica y los procesos tecnoloacutegicos Actual-mente es candidato a doctor en ciencias teacutecnicas
Joseacute Marcos Gil-Ortiz Licenciado en fiacutesica ingeniero quiacutemico master en ingenieriacutea quiacute-mica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investiga-dor en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son proceso de extraccioacuten en taacutendem de molinos cantildee-ros y eficiencia energeacutetica de procesos
Pedro Dionisio Remeacutedios-Castantildeeiras Ingeniero mecaacutenico master en ingenieriacutea quiacutemica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son mecaacutenica de los fluidos y sistemas de bombeo flujos viscosos en la industria azucarera y eficiencia energeacutetica de procesos
Yurisleydis Masjuan-Leyva Ingeniera industrial graduada en la Universidad de Las Tu-nas Cuba Actualmente se desempentildea cono especialista energeacutetica en el Departa-mento de Ingenieriacutea y Desarrollo de la Empresa Logiacutestica Agropecuaria Las Tunas
Joseacute Alexander Gil-Ceballo Es ingeniero quiacutemico y maacutester en informaacutetica aplicada Es colaborador del Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Uni-versidad de Las Tunas Cuba Su liacutenea de investigacioacuten es gestores de negocios
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Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM600
Introduccioacuten
El proceso industrial de produccioacuten de azuacutecar de cantildea estaacute compuesto por un primer proceso que consiste en la preparacioacuten de la cantildea y posterior extraccioacuten de la sacarosa ( Pol) que esta contiene La preparacioacuten de la cantildea se realiza mediante equipos especialmente disentildea-dos para este fin como la desmenuzadora la desfibra-dora y las cuchillas giratorias (Hugot 1986 Jenkins 1971) El costo de la energiacutea que consume una central azucarera es tan bajo (producto que se autoabastece energeacuteticamente) que aunque en el aacuterea de prepara-cioacuten de la cantildea se requiera un considerable aumento del consumo de energiacutea para incrementar el iacutendice de pre-paracioacuten de la cantildea el costo de esa energiacutea se compensa con cualquier ganancia en el proceso de extraccioacuten por pequentildea que sea o con la disminucioacuten de la demanda de potencia en el aacuterea de molienda (Jenkins 1971) Al determinar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea (More-joacuten y Reveacute 2013) un buen iacutendice de ella favorece ex-traordinariamente el trabajo de la planta moledora atrayendo cuantiosos beneficios econoacutemicos pues se obtiene mayor capacidad de molida mayor extraccioacuten en el taacutendem y menor demanda de potencia en los mo-linos (Jenkins 1971)
Se han publicado artiacuteculos donde se investiga el proceso tecnoloacutegico para incrementar el iacutendice de pre-paracioacuten de la cantildea de azuacutecar con el objetivo de evaluar su eficiencia y detectar los principales problemas en di-cho proceso (Morejoacuten y Reveacute 2013) pero solo se limi-tan al proceso de preparacioacuten de la cantildea Otros autores han estudiado la influencia de la preparacioacuten de la cantildea sobre la compresibilidad del bagazo a escala de labora-torio (Gil 2011 Gil et al 1998)
Inskip (2010) demuestra que al mejorar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea no importa del modo que se
haga los beneficios son alentadores porque se propicia una disminucioacuten de la demanda de potencia de la plan-ta moledora
Se ha demostrado a nivel de laboratorio que al tratar la cantildea de azuacutecar con microondas las fuerzas de inte-raccioacuten entre las ceacutelulas se reduce a 20 de su valor sin tratar Esta reduccioacuten hace que sea maacutes faacutecil de compri-mir la cantildea y conduce a un aumento considerable de la extraccioacuten del jugo de la cantildea logrando una disminu-cioacuten en el Pol (Brodie y Harris 2011)
El jugo se extrae con mayor facilidad de un material finamente dividido ya que al no tener que consumir energiacutea en romper la estructura de la cantildea la mayor parte de la energiacutea suministrada al molino se emplea en extraer el jugo del colchoacuten de bagazo lo que disminuye la potencia requerida por la molienda (Jenkins 1971) El iacutendice de preparacioacuten de la cantildea estaacute relacionado con la proporcioacuten de ceacutelulas abiertas Entre mayor sea este maacutes acceso tendraacute el agua de imbibicioacuten al jugo que en otro caso solo se diluiriacutea por difusioacuten a traveacutes de las paredes y las membranas celulares
Una preparacioacuten de la cantildea que produzca fibras delgadas y largas es maacutes conveniente que la que deacute un polvillo fino pues la primera produce partiacuteculas que pueden entrelazarse entre siacute creando una especie de agarre entre ellas lo que facilita la toma del mate-rial por el molino en cambio la segunda dificulta la alimentacioacuten El tamantildeo de partiacutecula con que se ali-menta el molino no debe ser mayor de 40 cm aunque se considera que entre 15 y 25 cm es el maacutes satisfacto-rio en la operacioacuten (Hamill 1972) Corrales et al (2013) demuestra que el de sacarosa ( Pol) en ba-gazo final depende fundamentalmente de la prepara-cioacuten de la cantildea
Loughran y Kannapiran (2002) desarrollaron un modelo computacional para estudiar la influencia de la
Abstract
The index of cane preparation is one of the variables that influence on efficiency the sucrose extraction process from sugar cane mills in tandem This influence can be measured by the sucrose ( Pol) and humidity in the final bagasse and power demand tandem these three variables are the dependent variables on this research The index of cane preparation was the independent variable The objective of this research is to show the impact of an increased rate of cane preparation achieved with addition of a third set of knives in tandem on the efficiency of the extraction process and the tandem power demand This research was carried out in two stages A first stage where the tandem was operated with two sets of existing knives and a second stage where it was operated with the addition of a set of knives (that to say with three sets of knives) the third set of knives mounted to increase the rate of cane prepara-tion A statistical analysis concludes that with increasing the rate of cane prepara-tion both in the final bagasse the Pol and Humidity decrease significantly and tandem power demand decreases by 287
Keywords
bull preparation of the sugar canebull polbull humiditybull powerbull tandem
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
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Corrales-Suaacuterez Jorge Michel Gil-Ortiz Joseacute Marcos Remeacutedios-Castantildeeiras Pedro Dionisio Masjuan-Leyva Yurisleydis Gil-Ceballo Joseacute Alexander
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM
preparacioacuten de la cantildea en el proceso de extraccioacuten con el objetivo de mejorar la extraccioacuten de la sacarosa y mi-nimizar las humedades finales en ese modelo tienen en cuenta la influencia de la velocidad de drenaje del jugo a traveacutes de los poros del bagazo sin embargo no estu-dian la inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas para mejorar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea
Jenkins (1971) sentildeala que el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea influye sobre las peacuterdidas por reabsorcioacuten en bagazo Estas peacuterdidas van disminuyendo con el aumento de la preparacioacuten hasta un grado determina-do a partir del cual la relacioacuten de reabsorcioacuten a extrac-cioacuten comienza a aumentar por lo que se plantea que existe un oacuteptimo para el cual son miacutenimas estas peacuterdi-das En la literatura consultada no existe referencia de estudios sobre la influencia de un tercer juego de cu-chillas en el proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
La investigacioacuten tuvo como objetivo demostrar que es posible mejorar el proceso de extraccioacuten de la sacaro-sa de la cantildea de azuacutecar con el aumento del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea mediante la introduccioacuten de un tercer juego de cuchillas y disminuir la demanda de potencia en el taacutendem
Materiales y meacutetodos
El taacutendem de molinos tiene una capacidad de molida de 9 200 tdiacutea (800 000 diacutea) estaacute compuesto por seis molinos de tres mazas con cuarta maza o maza alimen-tadora y tiene tolva alimentadora Donnelly en todos los molinos Se analizan como variables dependientes Pol Humedad y demanda de potencia del taacutendem como variable independiente el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea Los valores de todas las variables se tomaron de los reportes diarios del Laboratorio Azucarero y la demanda de potencia del taacutendem por medio de un ana-lizador de redes instalado en la planta eleacutectrica
Los anaacutelisis se realizaron en dos etapas una prime-ra etapa donde se operoacute el taacutendem con dos juegos de cuchillas y una segunda etapa donde se operoacute con tres
juegos de cuchillas El meacutetodo estadiacutestico utilizado en esta investigacioacuten fue una comparacioacuten de dos mues-tras mediante prueba de hipoacutetesis con el objetivo de identificar si existe diferencia significativa entre las va-riables dependientes al trabajar con diferentes iacutendices de preparacioacuten de la cantildea el estadiacutestico utilizado es la t de Student
Los primeros 32 diacuteas de la zafra se preparoacute la cantildea con dos juegos de cuchillas hasta que se logroacute poner en marcha el tercer juego de cuchilla Despueacutes de la insta-lacioacuten de este se operoacute durante 58 diacuteas Los uacuteltimos 24 diacuteas de la zafra se trabajoacute nuevamente con dos juegos de cuchillas ya que por problemas mecaacutenicos quedoacute fuera de servicio el que se habiacutea instalado
Resultados y discusioacuten
En la investigacioacuten la hipoacutetesis nula se plantea como la igualdad entre las medias (media2 (con dos juegos de cuchillas) = media3 (con tres juegos de cuchillas)) con-tra una hipoacutetesis alterna que refiere la desigualdad en-tre las medias (media2 lt gt media3)
El iacutendice de preparacioacuten de la cantildea promedio con dos juegos de cuchillas fue de 6011 y con tres juegos de cuchillas 7403
Anaacutelisis estadiacutestico
Para analizar si existe diferencia significativa entre las variables dependientes ( Pol Humedad y demanda de potencia del taacutendem) al trabajar con diferentes iacutendi-ces de preparacioacuten de la cantildea se tomoacute el nivel de signi-ficacioacuten α = 005
En la zafra se molioacute con dos juegos de cuchillas durante 56 diacuteas (los primeros 32 y los uacuteltimos 24) y 58 diacuteas con tres juegos de cuchillas todos los valores de sesgo estandarizado y curtosis estandarizado se en-cuentran en el rango de ‒2 a 2 para cada variable de-pendiente (tabla 1) lo que indica que los valores de las variables dependientes siguieron una distribu-cioacuten normal
Tabla1ValoresdelosparaacutemetrosestadiacutesticosobtenidosenlacomparacioacutendelasmuestrasPol () Humedad () Demanda de potencia (MW)
Dos juegos de cuchillas
Tres juegos de cuchillas
Dos juegos de cuchillas
Tres juegos de cuchillas
Dos juegos de cuchillas
Tres juegosde cuchillas
Recuento 56 58 56 58 56 58Promedio 233911 225586 511305 503355 295143 286983Desviacioacuten estaacutendar 0125282 0100822 0900746 0640921 00748921 00715123Miacutenimo 214 206 497 4927 281 271Maacuteximo 266 245 529 518 308 301Sesgo estandarizado 19272 0347763 0390904 161198 ‒0348899 156079Curtosis estandarizada ndash0175252 ‒137288 ‒185087 ‒0822825 ‒181076 ‒090434
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
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Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre el Pol en bagazo final
Para la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchi-llas los valores de los Pol en bagazo se encontraron entre 214 a 306 (figura 1) La inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas provocoacute un considerable aumento del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea influyendo en una disminucioacuten de los Pol a valores dentro de un rango de 206 a 245 (figura 1) En los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra el iacutendice de preparacioacuten disminuyoacute nuevamente coincidiendo con un aumento de los Pol en bagazo a valores dentro del rango de los primeros diacuteas de zafra (figura 1) Se observa que para los uacuteltimos diacuteas de mo-lienda con los tres juegos de cuchillas la tendencia de los Pol fue de un ligero aumento esto estuvo dado por problemas de operacioacuten de los molinos El intervalo de confianza para la diferencia entre las medias se ex-tiende desde 00411157 hasta 0125374 De acuerdo con que el intervalo no contiene el valor cero existe diferen-cia estadiacutesticamente significativa entre las medias de las dos muestras para un nivel de confianza de 95 Este resultado indica que el Pol en bagazo final de-pende fuertemente de la preparacioacuten de la cantildea
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre el Humedad en bagazo final
Para la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchi-llas las humedades se comportaron dentro de un rango de 4970 a 5290 (figura 2) La inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas dio valores de humedad dentro de
un rango de 4927 a 5240 (figura 2) En los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra el iacutendice de preparacioacuten disminuyoacute y las humedades aumentaron ligeramente hasta valores dentro del mismo rango de los primeros diacuteas de zafra (figura 2) El intervalo de confianza para la diferencia entre las medias se extiende desde 0505698 hasta 108434 Puesto que este intervalo no contiene el valor cero existe diferencia estadiacutesticamente significativa entre las medias de las dos muestras para un nivel de confianza de 95 Estos resultados muestran que la humedad del bagazo final tiene dependencia del iacutendi-ce de preparacioacuten de la cantildea
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre la potencia demanda del taacutendem de molinos
Preparando la cantildea con dos juegos de cuchillas la de-manda de potencia del taacutendem osciloacute entre 281MW y 308MW (figura 3) rango ligeramente mayor que cuan-do se preparoacute con tres juegos de cuchillas que varioacute desde 278MW hasta 303MW (figura 3) en los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra la demanda de potencia tuvo un ligero aumento hasta comportarse dentro del rango de los pri-meros diacuteas de zafra (figura 3) De intereacutes particular es el intervalo de confianza para la diferencia entre las me-dias el cual se extiende desde 00544321 hasta 010877 Puesto que el intervalo no contiene el valor cero existe diferencia estadiacutesticamente significativa entre las me-dias de las dos muestras con un nivel de confianza de 95 Estos resultados demuestran que mientras mejor es el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea menor es el con-
Figura1ComportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeasobreelPolenbagazofinal
Figura2Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeasobrelahumedaddelbagazofinal
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sumo de energiacutea en los molinos del taacutendem para la ex-traccioacuten (figura 3)
Como resultado se obtiene que para las variables dependientes existe diferencia significativa entre las medias al moler con dos y tres juegos de cuchillas res-pectivamente Si esto es asiacute entonces se puede sentildealar que disminuyoacute la reabsorcioacuten corroborando lo que plantea Jenkins (1971)
Ahorro de energiacutea del taacutendem
Estableciendo una comparacioacuten entre la potencia pro-medio demandada del taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea mediante dos y tres juegos de cuchillas se obtiene una disminucioacuten de 271 (tabla 2)
Para la zafra analizada se molioacute con dos juegos de cu-chillas durante 56 diacuteas para este tiempo el ahorro de energiacutea en el taacutendem se puede calcular mediante la ecuacioacuten (1) teniendo en cuenta que el taacutendem de mo-linos estaacute compuesto por seis molinos el iacutendice i corre desde uno hasta seis
Donde
Ae = ahorro de energiacutea (MWh)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchillas (MW)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con tres juegos de cuchillas (MW)
El ahorro de energiacutea en el taacutendem durante los diacuteas que se preparoacute la cantildea con tres juegos de cuchilla fue de 10752 MWh
Conclusiones
1 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea aumenta laextraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar y dis-minuye la humedad en el bagazo final
2 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea es menor lademanda de potencia del taacutendem lo que implica unahorro de energiacutea en el aacuterea de molienda
Referencias
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Corrales JM Gil JM Remeacutedios PD et al Ahorro energeacutetico en taacutendem de molinos de cantildea de azuacutecar mediante regulacioacuten de presiones hidraacuteulicas Revista Ingenieriacutea Mecaacutenica [en liacutenea] volumen 16 (nuacutemero 3) septiembre-diciembre de 2013 [fecha de consulta 20 de junio de 2014] Disponible en wwwinge-nieriamecanicacujaeeducuindexphprevistaimarticledownload463819 ISSN 1815-5944
Gil JM Intensificacioacuten del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar con el uso de surfactantes anioacutenicos en el agua de imbibicioacuten [en liacutenea] 2011 [fecha de consulta 22 de junio de 2014] Disponible en httpwwweumednette-sis2011jmgoindexhtm ISBN-13 978-84-15547-35-8
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Hamill TM Wet milling extraction process and apparatus there-for Patente 36 695 931 United States Patent Office 1972 [fecha
6 6
1 1
56 24dos i tres ii i
hAe N N diacuteadiacutea= =
= minus sum sum
6
1dos
iN
=sum
6
1tres
iN
=sum
Figura3Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeaenlapotenciademandadadeltaacutendem
Tabla2Potenciademandadadeltaacutendemparalosdiferentesiacutendicesdepreparacioacutendelacantildea
Preparacioacuten de la cantildea Potencia demandada (MW)Con dos juegos de cuchillas 295Con tres juegos de cuchillas 287
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
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de consulta 18 de julio de 2014] Disponible en httpwwwgooglecompatentsUS3695931
Hugot E Handbook of cane sugar engineering Amsterdam Editorial Elsevier 1986
Inskip ST Cane preparation Optimised technology Proc Int Soc Sugar Cane Technol [en liacutenea] volumen 27 2010 [fecha de con-sulta 20 de julio de 2014] Disponible en httppdfthepdf-portalcomPDFFiles10693pdf
Jenkins G Introduccioacuten a la tecnologiacutea del azuacutecar de cantildea La Habana Ed Ciencia y Teacutecnica 1971
Loughran JG Kannapiran A Finite element modelling of the crushing of prepared cane and bagasse Proceedings of the Australian Society of Sugar Cane Technologists volumen 4 2002 [fecha de consulta 15 de agosto de 2014] Disponible en httpeprintsquteduau12510112510pdf
Morejoacuten MY Reveacute MJ Influencia de la preparacioacuten de cantildea de azuacutecar a moler en la produccioacuten de azuacutecar en el Complejo Agroindustrial Azucarero Manuel Fajardo Revista Ciencias Teacutecnicas Agropecuarias volumen 22 (nuacutemero 1) enero-marzo 2013 [fecha de consulta 28 de septiembre de 2014] Disponible
en httpwwwrctaunaheducuindexphprctaarticledown-load186pdf ISSN 1010-2760
Este artiacuteculo se cita
Citacioacuten estilo Chicago
Corrales-SuaacuterezJorgeMichelJoseMarcosGil-OrtizPedroDio-nisio Remedios-Castaneiras Yurisleydis Masjuan-Leyva JoseacuteAlexanderGil-CeballoInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecar Ingenieriacutea Investigacioacuten y TecnologiacuteaXVI04 (2015)599-604
Citacioacuten estilo ISO 690
Corrales-Suaacuterez JM Gil-Ortiz JM Remedios-Castaneiras PDMasjuan-LeyvaYGil-CeballoJAInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecarIngenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacuteavolu-menXVI(nuacutemero4)octubre-diciembre2015599-604
Semblanzas de los autores
Jorge Michel Corrales-Suaacuterez Ingeniero mecaacutenico graduado en la Universidad de Cama-guumley Cuba Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Es-tudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de termodinaacutemica y mecaacutenica de los fluidos-maacutequinas de flujo Sus liacuteneas de investigacioacuten son la eficiencia energeacutetica y los procesos tecnoloacutegicos Actual-mente es candidato a doctor en ciencias teacutecnicas
Joseacute Marcos Gil-Ortiz Licenciado en fiacutesica ingeniero quiacutemico master en ingenieriacutea quiacute-mica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investiga-dor en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son proceso de extraccioacuten en taacutendem de molinos cantildee-ros y eficiencia energeacutetica de procesos
Pedro Dionisio Remeacutedios-Castantildeeiras Ingeniero mecaacutenico master en ingenieriacutea quiacutemica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son mecaacutenica de los fluidos y sistemas de bombeo flujos viscosos en la industria azucarera y eficiencia energeacutetica de procesos
Yurisleydis Masjuan-Leyva Ingeniera industrial graduada en la Universidad de Las Tu-nas Cuba Actualmente se desempentildea cono especialista energeacutetica en el Departa-mento de Ingenieriacutea y Desarrollo de la Empresa Logiacutestica Agropecuaria Las Tunas
Joseacute Alexander Gil-Ceballo Es ingeniero quiacutemico y maacutester en informaacutetica aplicada Es colaborador del Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Uni-versidad de Las Tunas Cuba Su liacutenea de investigacioacuten es gestores de negocios
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
601
Corrales-Suaacuterez Jorge Michel Gil-Ortiz Joseacute Marcos Remeacutedios-Castantildeeiras Pedro Dionisio Masjuan-Leyva Yurisleydis Gil-Ceballo Joseacute Alexander
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM
preparacioacuten de la cantildea en el proceso de extraccioacuten con el objetivo de mejorar la extraccioacuten de la sacarosa y mi-nimizar las humedades finales en ese modelo tienen en cuenta la influencia de la velocidad de drenaje del jugo a traveacutes de los poros del bagazo sin embargo no estu-dian la inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas para mejorar el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea
Jenkins (1971) sentildeala que el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea influye sobre las peacuterdidas por reabsorcioacuten en bagazo Estas peacuterdidas van disminuyendo con el aumento de la preparacioacuten hasta un grado determina-do a partir del cual la relacioacuten de reabsorcioacuten a extrac-cioacuten comienza a aumentar por lo que se plantea que existe un oacuteptimo para el cual son miacutenimas estas peacuterdi-das En la literatura consultada no existe referencia de estudios sobre la influencia de un tercer juego de cu-chillas en el proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
La investigacioacuten tuvo como objetivo demostrar que es posible mejorar el proceso de extraccioacuten de la sacaro-sa de la cantildea de azuacutecar con el aumento del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea mediante la introduccioacuten de un tercer juego de cuchillas y disminuir la demanda de potencia en el taacutendem
Materiales y meacutetodos
El taacutendem de molinos tiene una capacidad de molida de 9 200 tdiacutea (800 000 diacutea) estaacute compuesto por seis molinos de tres mazas con cuarta maza o maza alimen-tadora y tiene tolva alimentadora Donnelly en todos los molinos Se analizan como variables dependientes Pol Humedad y demanda de potencia del taacutendem como variable independiente el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea Los valores de todas las variables se tomaron de los reportes diarios del Laboratorio Azucarero y la demanda de potencia del taacutendem por medio de un ana-lizador de redes instalado en la planta eleacutectrica
Los anaacutelisis se realizaron en dos etapas una prime-ra etapa donde se operoacute el taacutendem con dos juegos de cuchillas y una segunda etapa donde se operoacute con tres
juegos de cuchillas El meacutetodo estadiacutestico utilizado en esta investigacioacuten fue una comparacioacuten de dos mues-tras mediante prueba de hipoacutetesis con el objetivo de identificar si existe diferencia significativa entre las va-riables dependientes al trabajar con diferentes iacutendices de preparacioacuten de la cantildea el estadiacutestico utilizado es la t de Student
Los primeros 32 diacuteas de la zafra se preparoacute la cantildea con dos juegos de cuchillas hasta que se logroacute poner en marcha el tercer juego de cuchilla Despueacutes de la insta-lacioacuten de este se operoacute durante 58 diacuteas Los uacuteltimos 24 diacuteas de la zafra se trabajoacute nuevamente con dos juegos de cuchillas ya que por problemas mecaacutenicos quedoacute fuera de servicio el que se habiacutea instalado
Resultados y discusioacuten
En la investigacioacuten la hipoacutetesis nula se plantea como la igualdad entre las medias (media2 (con dos juegos de cuchillas) = media3 (con tres juegos de cuchillas)) con-tra una hipoacutetesis alterna que refiere la desigualdad en-tre las medias (media2 lt gt media3)
El iacutendice de preparacioacuten de la cantildea promedio con dos juegos de cuchillas fue de 6011 y con tres juegos de cuchillas 7403
Anaacutelisis estadiacutestico
Para analizar si existe diferencia significativa entre las variables dependientes ( Pol Humedad y demanda de potencia del taacutendem) al trabajar con diferentes iacutendi-ces de preparacioacuten de la cantildea se tomoacute el nivel de signi-ficacioacuten α = 005
En la zafra se molioacute con dos juegos de cuchillas durante 56 diacuteas (los primeros 32 y los uacuteltimos 24) y 58 diacuteas con tres juegos de cuchillas todos los valores de sesgo estandarizado y curtosis estandarizado se en-cuentran en el rango de ‒2 a 2 para cada variable de-pendiente (tabla 1) lo que indica que los valores de las variables dependientes siguieron una distribu-cioacuten normal
Tabla1ValoresdelosparaacutemetrosestadiacutesticosobtenidosenlacomparacioacutendelasmuestrasPol () Humedad () Demanda de potencia (MW)
Dos juegos de cuchillas
Tres juegos de cuchillas
Dos juegos de cuchillas
Tres juegos de cuchillas
Dos juegos de cuchillas
Tres juegosde cuchillas
Recuento 56 58 56 58 56 58Promedio 233911 225586 511305 503355 295143 286983Desviacioacuten estaacutendar 0125282 0100822 0900746 0640921 00748921 00715123Miacutenimo 214 206 497 4927 281 271Maacuteximo 266 245 529 518 308 301Sesgo estandarizado 19272 0347763 0390904 161198 ‒0348899 156079Curtosis estandarizada ndash0175252 ‒137288 ‒185087 ‒0822825 ‒181076 ‒090434
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM602
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre el Pol en bagazo final
Para la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchi-llas los valores de los Pol en bagazo se encontraron entre 214 a 306 (figura 1) La inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas provocoacute un considerable aumento del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea influyendo en una disminucioacuten de los Pol a valores dentro de un rango de 206 a 245 (figura 1) En los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra el iacutendice de preparacioacuten disminuyoacute nuevamente coincidiendo con un aumento de los Pol en bagazo a valores dentro del rango de los primeros diacuteas de zafra (figura 1) Se observa que para los uacuteltimos diacuteas de mo-lienda con los tres juegos de cuchillas la tendencia de los Pol fue de un ligero aumento esto estuvo dado por problemas de operacioacuten de los molinos El intervalo de confianza para la diferencia entre las medias se ex-tiende desde 00411157 hasta 0125374 De acuerdo con que el intervalo no contiene el valor cero existe diferen-cia estadiacutesticamente significativa entre las medias de las dos muestras para un nivel de confianza de 95 Este resultado indica que el Pol en bagazo final de-pende fuertemente de la preparacioacuten de la cantildea
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre el Humedad en bagazo final
Para la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchi-llas las humedades se comportaron dentro de un rango de 4970 a 5290 (figura 2) La inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas dio valores de humedad dentro de
un rango de 4927 a 5240 (figura 2) En los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra el iacutendice de preparacioacuten disminuyoacute y las humedades aumentaron ligeramente hasta valores dentro del mismo rango de los primeros diacuteas de zafra (figura 2) El intervalo de confianza para la diferencia entre las medias se extiende desde 0505698 hasta 108434 Puesto que este intervalo no contiene el valor cero existe diferencia estadiacutesticamente significativa entre las medias de las dos muestras para un nivel de confianza de 95 Estos resultados muestran que la humedad del bagazo final tiene dependencia del iacutendi-ce de preparacioacuten de la cantildea
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre la potencia demanda del taacutendem de molinos
Preparando la cantildea con dos juegos de cuchillas la de-manda de potencia del taacutendem osciloacute entre 281MW y 308MW (figura 3) rango ligeramente mayor que cuan-do se preparoacute con tres juegos de cuchillas que varioacute desde 278MW hasta 303MW (figura 3) en los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra la demanda de potencia tuvo un ligero aumento hasta comportarse dentro del rango de los pri-meros diacuteas de zafra (figura 3) De intereacutes particular es el intervalo de confianza para la diferencia entre las me-dias el cual se extiende desde 00544321 hasta 010877 Puesto que el intervalo no contiene el valor cero existe diferencia estadiacutesticamente significativa entre las me-dias de las dos muestras con un nivel de confianza de 95 Estos resultados demuestran que mientras mejor es el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea menor es el con-
Figura1ComportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeasobreelPolenbagazofinal
Figura2Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeasobrelahumedaddelbagazofinal
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Corrales-Suaacuterez Jorge Michel Gil-Ortiz Joseacute Marcos Remeacutedios-Castantildeeiras Pedro Dionisio Masjuan-Leyva Yurisleydis Gil-Ceballo Joseacute Alexander
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM
sumo de energiacutea en los molinos del taacutendem para la ex-traccioacuten (figura 3)
Como resultado se obtiene que para las variables dependientes existe diferencia significativa entre las medias al moler con dos y tres juegos de cuchillas res-pectivamente Si esto es asiacute entonces se puede sentildealar que disminuyoacute la reabsorcioacuten corroborando lo que plantea Jenkins (1971)
Ahorro de energiacutea del taacutendem
Estableciendo una comparacioacuten entre la potencia pro-medio demandada del taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea mediante dos y tres juegos de cuchillas se obtiene una disminucioacuten de 271 (tabla 2)
Para la zafra analizada se molioacute con dos juegos de cu-chillas durante 56 diacuteas para este tiempo el ahorro de energiacutea en el taacutendem se puede calcular mediante la ecuacioacuten (1) teniendo en cuenta que el taacutendem de mo-linos estaacute compuesto por seis molinos el iacutendice i corre desde uno hasta seis
Donde
Ae = ahorro de energiacutea (MWh)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchillas (MW)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con tres juegos de cuchillas (MW)
El ahorro de energiacutea en el taacutendem durante los diacuteas que se preparoacute la cantildea con tres juegos de cuchilla fue de 10752 MWh
Conclusiones
1 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea aumenta laextraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar y dis-minuye la humedad en el bagazo final
2 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea es menor lademanda de potencia del taacutendem lo que implica unahorro de energiacutea en el aacuterea de molienda
Referencias
Brodie G Harris G Microwave modification of sugar cane to en-hance juice extraction during milling Revista Microwave Power and Electromagnetic Energy [en liacutenea] volumen 45 (nuacutemero 4) octubre-diciembre de 2011 [fecha de consulta 20 de Junio de 2014] Disponible en httpjmpeeorgjmpee_siteVol_45 28429JMPEE45-4-178-Grahampdf ISSN 0832-7823
Corrales JM Gil JM Remeacutedios PD et al Ahorro energeacutetico en taacutendem de molinos de cantildea de azuacutecar mediante regulacioacuten de presiones hidraacuteulicas Revista Ingenieriacutea Mecaacutenica [en liacutenea] volumen 16 (nuacutemero 3) septiembre-diciembre de 2013 [fecha de consulta 20 de junio de 2014] Disponible en wwwinge-nieriamecanicacujaeeducuindexphprevistaimarticledownload463819 ISSN 1815-5944
Gil JM Intensificacioacuten del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar con el uso de surfactantes anioacutenicos en el agua de imbibicioacuten [en liacutenea] 2011 [fecha de consulta 22 de junio de 2014] Disponible en httpwwweumednette-sis2011jmgoindexhtm ISBN-13 978-84-15547-35-8
Gil JM Gil JA Suaacuterez W Estudio de la compresibilidad del bagazo a escala de Laboratorio Revista Tecnoloacutegica Quiacutemica [en liacutenea] volumen 18 (nuacutemero 1) enero-mayo 1998 [fecha de consulta 22 de junio de 2014] Disponible en httpojsuoeducuindexphptqarticleview16061182 ISSN 2224-6185
Hamill TM Wet milling extraction process and apparatus there-for Patente 36 695 931 United States Patent Office 1972 [fecha
6 6
1 1
56 24dos i tres ii i
hAe N N diacuteadiacutea= =
= minus sum sum
6
1dos
iN
=sum
6
1tres
iN
=sum
Figura3Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeaenlapotenciademandadadeltaacutendem
Tabla2Potenciademandadadeltaacutendemparalosdiferentesiacutendicesdepreparacioacutendelacantildea
Preparacioacuten de la cantildea Potencia demandada (MW)Con dos juegos de cuchillas 295Con tres juegos de cuchillas 287
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Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM604
de consulta 18 de julio de 2014] Disponible en httpwwwgooglecompatentsUS3695931
Hugot E Handbook of cane sugar engineering Amsterdam Editorial Elsevier 1986
Inskip ST Cane preparation Optimised technology Proc Int Soc Sugar Cane Technol [en liacutenea] volumen 27 2010 [fecha de con-sulta 20 de julio de 2014] Disponible en httppdfthepdf-portalcomPDFFiles10693pdf
Jenkins G Introduccioacuten a la tecnologiacutea del azuacutecar de cantildea La Habana Ed Ciencia y Teacutecnica 1971
Loughran JG Kannapiran A Finite element modelling of the crushing of prepared cane and bagasse Proceedings of the Australian Society of Sugar Cane Technologists volumen 4 2002 [fecha de consulta 15 de agosto de 2014] Disponible en httpeprintsquteduau12510112510pdf
Morejoacuten MY Reveacute MJ Influencia de la preparacioacuten de cantildea de azuacutecar a moler en la produccioacuten de azuacutecar en el Complejo Agroindustrial Azucarero Manuel Fajardo Revista Ciencias Teacutecnicas Agropecuarias volumen 22 (nuacutemero 1) enero-marzo 2013 [fecha de consulta 28 de septiembre de 2014] Disponible
en httpwwwrctaunaheducuindexphprctaarticledown-load186pdf ISSN 1010-2760
Este artiacuteculo se cita
Citacioacuten estilo Chicago
Corrales-SuaacuterezJorgeMichelJoseMarcosGil-OrtizPedroDio-nisio Remedios-Castaneiras Yurisleydis Masjuan-Leyva JoseacuteAlexanderGil-CeballoInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecar Ingenieriacutea Investigacioacuten y TecnologiacuteaXVI04 (2015)599-604
Citacioacuten estilo ISO 690
Corrales-Suaacuterez JM Gil-Ortiz JM Remedios-Castaneiras PDMasjuan-LeyvaYGil-CeballoJAInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecarIngenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacuteavolu-menXVI(nuacutemero4)octubre-diciembre2015599-604
Semblanzas de los autores
Jorge Michel Corrales-Suaacuterez Ingeniero mecaacutenico graduado en la Universidad de Cama-guumley Cuba Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Es-tudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de termodinaacutemica y mecaacutenica de los fluidos-maacutequinas de flujo Sus liacuteneas de investigacioacuten son la eficiencia energeacutetica y los procesos tecnoloacutegicos Actual-mente es candidato a doctor en ciencias teacutecnicas
Joseacute Marcos Gil-Ortiz Licenciado en fiacutesica ingeniero quiacutemico master en ingenieriacutea quiacute-mica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investiga-dor en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son proceso de extraccioacuten en taacutendem de molinos cantildee-ros y eficiencia energeacutetica de procesos
Pedro Dionisio Remeacutedios-Castantildeeiras Ingeniero mecaacutenico master en ingenieriacutea quiacutemica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son mecaacutenica de los fluidos y sistemas de bombeo flujos viscosos en la industria azucarera y eficiencia energeacutetica de procesos
Yurisleydis Masjuan-Leyva Ingeniera industrial graduada en la Universidad de Las Tu-nas Cuba Actualmente se desempentildea cono especialista energeacutetica en el Departa-mento de Ingenieriacutea y Desarrollo de la Empresa Logiacutestica Agropecuaria Las Tunas
Joseacute Alexander Gil-Ceballo Es ingeniero quiacutemico y maacutester en informaacutetica aplicada Es colaborador del Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Uni-versidad de Las Tunas Cuba Su liacutenea de investigacioacuten es gestores de negocios
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
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Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre el Pol en bagazo final
Para la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchi-llas los valores de los Pol en bagazo se encontraron entre 214 a 306 (figura 1) La inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas provocoacute un considerable aumento del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea influyendo en una disminucioacuten de los Pol a valores dentro de un rango de 206 a 245 (figura 1) En los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra el iacutendice de preparacioacuten disminuyoacute nuevamente coincidiendo con un aumento de los Pol en bagazo a valores dentro del rango de los primeros diacuteas de zafra (figura 1) Se observa que para los uacuteltimos diacuteas de mo-lienda con los tres juegos de cuchillas la tendencia de los Pol fue de un ligero aumento esto estuvo dado por problemas de operacioacuten de los molinos El intervalo de confianza para la diferencia entre las medias se ex-tiende desde 00411157 hasta 0125374 De acuerdo con que el intervalo no contiene el valor cero existe diferen-cia estadiacutesticamente significativa entre las medias de las dos muestras para un nivel de confianza de 95 Este resultado indica que el Pol en bagazo final de-pende fuertemente de la preparacioacuten de la cantildea
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre el Humedad en bagazo final
Para la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchi-llas las humedades se comportaron dentro de un rango de 4970 a 5290 (figura 2) La inclusioacuten de un tercer juego de cuchillas dio valores de humedad dentro de
un rango de 4927 a 5240 (figura 2) En los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra el iacutendice de preparacioacuten disminuyoacute y las humedades aumentaron ligeramente hasta valores dentro del mismo rango de los primeros diacuteas de zafra (figura 2) El intervalo de confianza para la diferencia entre las medias se extiende desde 0505698 hasta 108434 Puesto que este intervalo no contiene el valor cero existe diferencia estadiacutesticamente significativa entre las medias de las dos muestras para un nivel de confianza de 95 Estos resultados muestran que la humedad del bagazo final tiene dependencia del iacutendi-ce de preparacioacuten de la cantildea
Efecto de la variacioacuten del iacutendice de preparacioacuten de la cantildea sobre la potencia demanda del taacutendem de molinos
Preparando la cantildea con dos juegos de cuchillas la de-manda de potencia del taacutendem osciloacute entre 281MW y 308MW (figura 3) rango ligeramente mayor que cuan-do se preparoacute con tres juegos de cuchillas que varioacute desde 278MW hasta 303MW (figura 3) en los uacuteltimos 24 diacuteas de zafra la demanda de potencia tuvo un ligero aumento hasta comportarse dentro del rango de los pri-meros diacuteas de zafra (figura 3) De intereacutes particular es el intervalo de confianza para la diferencia entre las me-dias el cual se extiende desde 00544321 hasta 010877 Puesto que el intervalo no contiene el valor cero existe diferencia estadiacutesticamente significativa entre las me-dias de las dos muestras con un nivel de confianza de 95 Estos resultados demuestran que mientras mejor es el iacutendice de preparacioacuten de la cantildea menor es el con-
Figura1ComportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeasobreelPolenbagazofinal
Figura2Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeasobrelahumedaddelbagazofinal
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Corrales-Suaacuterez Jorge Michel Gil-Ortiz Joseacute Marcos Remeacutedios-Castantildeeiras Pedro Dionisio Masjuan-Leyva Yurisleydis Gil-Ceballo Joseacute Alexander
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sumo de energiacutea en los molinos del taacutendem para la ex-traccioacuten (figura 3)
Como resultado se obtiene que para las variables dependientes existe diferencia significativa entre las medias al moler con dos y tres juegos de cuchillas res-pectivamente Si esto es asiacute entonces se puede sentildealar que disminuyoacute la reabsorcioacuten corroborando lo que plantea Jenkins (1971)
Ahorro de energiacutea del taacutendem
Estableciendo una comparacioacuten entre la potencia pro-medio demandada del taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea mediante dos y tres juegos de cuchillas se obtiene una disminucioacuten de 271 (tabla 2)
Para la zafra analizada se molioacute con dos juegos de cu-chillas durante 56 diacuteas para este tiempo el ahorro de energiacutea en el taacutendem se puede calcular mediante la ecuacioacuten (1) teniendo en cuenta que el taacutendem de mo-linos estaacute compuesto por seis molinos el iacutendice i corre desde uno hasta seis
Donde
Ae = ahorro de energiacutea (MWh)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchillas (MW)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con tres juegos de cuchillas (MW)
El ahorro de energiacutea en el taacutendem durante los diacuteas que se preparoacute la cantildea con tres juegos de cuchilla fue de 10752 MWh
Conclusiones
1 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea aumenta laextraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar y dis-minuye la humedad en el bagazo final
2 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea es menor lademanda de potencia del taacutendem lo que implica unahorro de energiacutea en el aacuterea de molienda
Referencias
Brodie G Harris G Microwave modification of sugar cane to en-hance juice extraction during milling Revista Microwave Power and Electromagnetic Energy [en liacutenea] volumen 45 (nuacutemero 4) octubre-diciembre de 2011 [fecha de consulta 20 de Junio de 2014] Disponible en httpjmpeeorgjmpee_siteVol_45 28429JMPEE45-4-178-Grahampdf ISSN 0832-7823
Corrales JM Gil JM Remeacutedios PD et al Ahorro energeacutetico en taacutendem de molinos de cantildea de azuacutecar mediante regulacioacuten de presiones hidraacuteulicas Revista Ingenieriacutea Mecaacutenica [en liacutenea] volumen 16 (nuacutemero 3) septiembre-diciembre de 2013 [fecha de consulta 20 de junio de 2014] Disponible en wwwinge-nieriamecanicacujaeeducuindexphprevistaimarticledownload463819 ISSN 1815-5944
Gil JM Intensificacioacuten del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar con el uso de surfactantes anioacutenicos en el agua de imbibicioacuten [en liacutenea] 2011 [fecha de consulta 22 de junio de 2014] Disponible en httpwwweumednette-sis2011jmgoindexhtm ISBN-13 978-84-15547-35-8
Gil JM Gil JA Suaacuterez W Estudio de la compresibilidad del bagazo a escala de Laboratorio Revista Tecnoloacutegica Quiacutemica [en liacutenea] volumen 18 (nuacutemero 1) enero-mayo 1998 [fecha de consulta 22 de junio de 2014] Disponible en httpojsuoeducuindexphptqarticleview16061182 ISSN 2224-6185
Hamill TM Wet milling extraction process and apparatus there-for Patente 36 695 931 United States Patent Office 1972 [fecha
6 6
1 1
56 24dos i tres ii i
hAe N N diacuteadiacutea= =
= minus sum sum
6
1dos
iN
=sum
6
1tres
iN
=sum
Figura3Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeaenlapotenciademandadadeltaacutendem
Tabla2Potenciademandadadeltaacutendemparalosdiferentesiacutendicesdepreparacioacutendelacantildea
Preparacioacuten de la cantildea Potencia demandada (MW)Con dos juegos de cuchillas 295Con tres juegos de cuchillas 287
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM604
de consulta 18 de julio de 2014] Disponible en httpwwwgooglecompatentsUS3695931
Hugot E Handbook of cane sugar engineering Amsterdam Editorial Elsevier 1986
Inskip ST Cane preparation Optimised technology Proc Int Soc Sugar Cane Technol [en liacutenea] volumen 27 2010 [fecha de con-sulta 20 de julio de 2014] Disponible en httppdfthepdf-portalcomPDFFiles10693pdf
Jenkins G Introduccioacuten a la tecnologiacutea del azuacutecar de cantildea La Habana Ed Ciencia y Teacutecnica 1971
Loughran JG Kannapiran A Finite element modelling of the crushing of prepared cane and bagasse Proceedings of the Australian Society of Sugar Cane Technologists volumen 4 2002 [fecha de consulta 15 de agosto de 2014] Disponible en httpeprintsquteduau12510112510pdf
Morejoacuten MY Reveacute MJ Influencia de la preparacioacuten de cantildea de azuacutecar a moler en la produccioacuten de azuacutecar en el Complejo Agroindustrial Azucarero Manuel Fajardo Revista Ciencias Teacutecnicas Agropecuarias volumen 22 (nuacutemero 1) enero-marzo 2013 [fecha de consulta 28 de septiembre de 2014] Disponible
en httpwwwrctaunaheducuindexphprctaarticledown-load186pdf ISSN 1010-2760
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Citacioacuten estilo Chicago
Corrales-SuaacuterezJorgeMichelJoseMarcosGil-OrtizPedroDio-nisio Remedios-Castaneiras Yurisleydis Masjuan-Leyva JoseacuteAlexanderGil-CeballoInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecar Ingenieriacutea Investigacioacuten y TecnologiacuteaXVI04 (2015)599-604
Citacioacuten estilo ISO 690
Corrales-Suaacuterez JM Gil-Ortiz JM Remedios-Castaneiras PDMasjuan-LeyvaYGil-CeballoJAInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecarIngenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacuteavolu-menXVI(nuacutemero4)octubre-diciembre2015599-604
Semblanzas de los autores
Jorge Michel Corrales-Suaacuterez Ingeniero mecaacutenico graduado en la Universidad de Cama-guumley Cuba Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Es-tudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de termodinaacutemica y mecaacutenica de los fluidos-maacutequinas de flujo Sus liacuteneas de investigacioacuten son la eficiencia energeacutetica y los procesos tecnoloacutegicos Actual-mente es candidato a doctor en ciencias teacutecnicas
Joseacute Marcos Gil-Ortiz Licenciado en fiacutesica ingeniero quiacutemico master en ingenieriacutea quiacute-mica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investiga-dor en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son proceso de extraccioacuten en taacutendem de molinos cantildee-ros y eficiencia energeacutetica de procesos
Pedro Dionisio Remeacutedios-Castantildeeiras Ingeniero mecaacutenico master en ingenieriacutea quiacutemica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son mecaacutenica de los fluidos y sistemas de bombeo flujos viscosos en la industria azucarera y eficiencia energeacutetica de procesos
Yurisleydis Masjuan-Leyva Ingeniera industrial graduada en la Universidad de Las Tu-nas Cuba Actualmente se desempentildea cono especialista energeacutetica en el Departa-mento de Ingenieriacutea y Desarrollo de la Empresa Logiacutestica Agropecuaria Las Tunas
Joseacute Alexander Gil-Ceballo Es ingeniero quiacutemico y maacutester en informaacutetica aplicada Es colaborador del Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Uni-versidad de Las Tunas Cuba Su liacutenea de investigacioacuten es gestores de negocios
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603
Corrales-Suaacuterez Jorge Michel Gil-Ortiz Joseacute Marcos Remeacutedios-Castantildeeiras Pedro Dionisio Masjuan-Leyva Yurisleydis Gil-Ceballo Joseacute Alexander
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM
sumo de energiacutea en los molinos del taacutendem para la ex-traccioacuten (figura 3)
Como resultado se obtiene que para las variables dependientes existe diferencia significativa entre las medias al moler con dos y tres juegos de cuchillas res-pectivamente Si esto es asiacute entonces se puede sentildealar que disminuyoacute la reabsorcioacuten corroborando lo que plantea Jenkins (1971)
Ahorro de energiacutea del taacutendem
Estableciendo una comparacioacuten entre la potencia pro-medio demandada del taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea mediante dos y tres juegos de cuchillas se obtiene una disminucioacuten de 271 (tabla 2)
Para la zafra analizada se molioacute con dos juegos de cu-chillas durante 56 diacuteas para este tiempo el ahorro de energiacutea en el taacutendem se puede calcular mediante la ecuacioacuten (1) teniendo en cuenta que el taacutendem de mo-linos estaacute compuesto por seis molinos el iacutendice i corre desde uno hasta seis
Donde
Ae = ahorro de energiacutea (MWh)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con dos juegos de cuchillas (MW)
= potencia demandada por el taacutendem con la preparacioacuten de la cantildea con tres juegos de cuchillas (MW)
El ahorro de energiacutea en el taacutendem durante los diacuteas que se preparoacute la cantildea con tres juegos de cuchilla fue de 10752 MWh
Conclusiones
1 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea aumenta laextraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar y dis-minuye la humedad en el bagazo final
2 Al aumentar la preparacioacuten de la cantildea es menor lademanda de potencia del taacutendem lo que implica unahorro de energiacutea en el aacuterea de molienda
Referencias
Brodie G Harris G Microwave modification of sugar cane to en-hance juice extraction during milling Revista Microwave Power and Electromagnetic Energy [en liacutenea] volumen 45 (nuacutemero 4) octubre-diciembre de 2011 [fecha de consulta 20 de Junio de 2014] Disponible en httpjmpeeorgjmpee_siteVol_45 28429JMPEE45-4-178-Grahampdf ISSN 0832-7823
Corrales JM Gil JM Remeacutedios PD et al Ahorro energeacutetico en taacutendem de molinos de cantildea de azuacutecar mediante regulacioacuten de presiones hidraacuteulicas Revista Ingenieriacutea Mecaacutenica [en liacutenea] volumen 16 (nuacutemero 3) septiembre-diciembre de 2013 [fecha de consulta 20 de junio de 2014] Disponible en wwwinge-nieriamecanicacujaeeducuindexphprevistaimarticledownload463819 ISSN 1815-5944
Gil JM Intensificacioacuten del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar con el uso de surfactantes anioacutenicos en el agua de imbibicioacuten [en liacutenea] 2011 [fecha de consulta 22 de junio de 2014] Disponible en httpwwweumednette-sis2011jmgoindexhtm ISBN-13 978-84-15547-35-8
Gil JM Gil JA Suaacuterez W Estudio de la compresibilidad del bagazo a escala de Laboratorio Revista Tecnoloacutegica Quiacutemica [en liacutenea] volumen 18 (nuacutemero 1) enero-mayo 1998 [fecha de consulta 22 de junio de 2014] Disponible en httpojsuoeducuindexphptqarticleview16061182 ISSN 2224-6185
Hamill TM Wet milling extraction process and apparatus there-for Patente 36 695 931 United States Patent Office 1972 [fecha
6 6
1 1
56 24dos i tres ii i
hAe N N diacuteadiacutea= =
= minus sum sum
6
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Figura3Comportamientodeliacutendicedepreparacioacutendelacantildeaenlapotenciademandadadeltaacutendem
Tabla2Potenciademandadadeltaacutendemparalosdiferentesiacutendicesdepreparacioacutendelacantildea
Preparacioacuten de la cantildea Potencia demandada (MW)Con dos juegos de cuchillas 295Con tres juegos de cuchillas 287
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM604
de consulta 18 de julio de 2014] Disponible en httpwwwgooglecompatentsUS3695931
Hugot E Handbook of cane sugar engineering Amsterdam Editorial Elsevier 1986
Inskip ST Cane preparation Optimised technology Proc Int Soc Sugar Cane Technol [en liacutenea] volumen 27 2010 [fecha de con-sulta 20 de julio de 2014] Disponible en httppdfthepdf-portalcomPDFFiles10693pdf
Jenkins G Introduccioacuten a la tecnologiacutea del azuacutecar de cantildea La Habana Ed Ciencia y Teacutecnica 1971
Loughran JG Kannapiran A Finite element modelling of the crushing of prepared cane and bagasse Proceedings of the Australian Society of Sugar Cane Technologists volumen 4 2002 [fecha de consulta 15 de agosto de 2014] Disponible en httpeprintsquteduau12510112510pdf
Morejoacuten MY Reveacute MJ Influencia de la preparacioacuten de cantildea de azuacutecar a moler en la produccioacuten de azuacutecar en el Complejo Agroindustrial Azucarero Manuel Fajardo Revista Ciencias Teacutecnicas Agropecuarias volumen 22 (nuacutemero 1) enero-marzo 2013 [fecha de consulta 28 de septiembre de 2014] Disponible
en httpwwwrctaunaheducuindexphprctaarticledown-load186pdf ISSN 1010-2760
Este artiacuteculo se cita
Citacioacuten estilo Chicago
Corrales-SuaacuterezJorgeMichelJoseMarcosGil-OrtizPedroDio-nisio Remedios-Castaneiras Yurisleydis Masjuan-Leyva JoseacuteAlexanderGil-CeballoInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecar Ingenieriacutea Investigacioacuten y TecnologiacuteaXVI04 (2015)599-604
Citacioacuten estilo ISO 690
Corrales-Suaacuterez JM Gil-Ortiz JM Remedios-Castaneiras PDMasjuan-LeyvaYGil-CeballoJAInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecarIngenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacuteavolu-menXVI(nuacutemero4)octubre-diciembre2015599-604
Semblanzas de los autores
Jorge Michel Corrales-Suaacuterez Ingeniero mecaacutenico graduado en la Universidad de Cama-guumley Cuba Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Es-tudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de termodinaacutemica y mecaacutenica de los fluidos-maacutequinas de flujo Sus liacuteneas de investigacioacuten son la eficiencia energeacutetica y los procesos tecnoloacutegicos Actual-mente es candidato a doctor en ciencias teacutecnicas
Joseacute Marcos Gil-Ortiz Licenciado en fiacutesica ingeniero quiacutemico master en ingenieriacutea quiacute-mica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investiga-dor en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son proceso de extraccioacuten en taacutendem de molinos cantildee-ros y eficiencia energeacutetica de procesos
Pedro Dionisio Remeacutedios-Castantildeeiras Ingeniero mecaacutenico master en ingenieriacutea quiacutemica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son mecaacutenica de los fluidos y sistemas de bombeo flujos viscosos en la industria azucarera y eficiencia energeacutetica de procesos
Yurisleydis Masjuan-Leyva Ingeniera industrial graduada en la Universidad de Las Tu-nas Cuba Actualmente se desempentildea cono especialista energeacutetica en el Departa-mento de Ingenieriacutea y Desarrollo de la Empresa Logiacutestica Agropecuaria Las Tunas
Joseacute Alexander Gil-Ceballo Es ingeniero quiacutemico y maacutester en informaacutetica aplicada Es colaborador del Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Uni-versidad de Las Tunas Cuba Su liacutenea de investigacioacuten es gestores de negocios
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
Influencia de un tercer juego de cuchillas en la eficiencia del proceso de extraccioacuten de la sacarosa de la cantildea de azuacutecar
Ingenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacutea volumen XVI (nuacutemero 4) octubre-diciembre 2015 599-604 ISSN 2594-0732 FI-UNAM604
de consulta 18 de julio de 2014] Disponible en httpwwwgooglecompatentsUS3695931
Hugot E Handbook of cane sugar engineering Amsterdam Editorial Elsevier 1986
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Jenkins G Introduccioacuten a la tecnologiacutea del azuacutecar de cantildea La Habana Ed Ciencia y Teacutecnica 1971
Loughran JG Kannapiran A Finite element modelling of the crushing of prepared cane and bagasse Proceedings of the Australian Society of Sugar Cane Technologists volumen 4 2002 [fecha de consulta 15 de agosto de 2014] Disponible en httpeprintsquteduau12510112510pdf
Morejoacuten MY Reveacute MJ Influencia de la preparacioacuten de cantildea de azuacutecar a moler en la produccioacuten de azuacutecar en el Complejo Agroindustrial Azucarero Manuel Fajardo Revista Ciencias Teacutecnicas Agropecuarias volumen 22 (nuacutemero 1) enero-marzo 2013 [fecha de consulta 28 de septiembre de 2014] Disponible
en httpwwwrctaunaheducuindexphprctaarticledown-load186pdf ISSN 1010-2760
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Corrales-SuaacuterezJorgeMichelJoseMarcosGil-OrtizPedroDio-nisio Remedios-Castaneiras Yurisleydis Masjuan-Leyva JoseacuteAlexanderGil-CeballoInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecar Ingenieriacutea Investigacioacuten y TecnologiacuteaXVI04 (2015)599-604
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Corrales-Suaacuterez JM Gil-Ortiz JM Remedios-Castaneiras PDMasjuan-LeyvaYGil-CeballoJAInfluenciadeuntercerjuegodecuchillasenlaeficienciadelprocesodeextraccioacutendelasacarosadelacantildeadeazuacutecarIngenieriacutea Investigacioacuten y Tecnologiacuteavolu-menXVI(nuacutemero4)octubre-diciembre2015599-604
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Jorge Michel Corrales-Suaacuterez Ingeniero mecaacutenico graduado en la Universidad de Cama-guumley Cuba Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Es-tudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de termodinaacutemica y mecaacutenica de los fluidos-maacutequinas de flujo Sus liacuteneas de investigacioacuten son la eficiencia energeacutetica y los procesos tecnoloacutegicos Actual-mente es candidato a doctor en ciencias teacutecnicas
Joseacute Marcos Gil-Ortiz Licenciado en fiacutesica ingeniero quiacutemico master en ingenieriacutea quiacute-mica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investiga-dor en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son proceso de extraccioacuten en taacutendem de molinos cantildee-ros y eficiencia energeacutetica de procesos
Pedro Dionisio Remeacutedios-Castantildeeiras Ingeniero mecaacutenico master en ingenieriacutea quiacutemica y doctor en ciencias teacutecnicas Actualmente trabaja como profesor e investigador en el Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Universidad de Las Tunas Cuba Es profesor de operaciones unitarias de los procesos quiacutemicos Sus liacuteneas de investigacioacuten son mecaacutenica de los fluidos y sistemas de bombeo flujos viscosos en la industria azucarera y eficiencia energeacutetica de procesos
Yurisleydis Masjuan-Leyva Ingeniera industrial graduada en la Universidad de Las Tu-nas Cuba Actualmente se desempentildea cono especialista energeacutetica en el Departa-mento de Ingenieriacutea y Desarrollo de la Empresa Logiacutestica Agropecuaria Las Tunas
Joseacute Alexander Gil-Ceballo Es ingeniero quiacutemico y maacutester en informaacutetica aplicada Es colaborador del Centro de Estudio de Energiacutea y Procesos Tecnoloacutegicos de la Uni-versidad de Las Tunas Cuba Su liacutenea de investigacioacuten es gestores de negocios
DOI httpsdoiorg101016jriit201509011
