ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de

Azúcar

ISSN: 0138-6204

revista@icidca.edu.cu

Instituto Cubano de Investigaciones de los

Derivados de la Caña de Azúcar

Cuba

Pérez-Hernández, José Alberto; Pérez-Pérez, Carlos; Islén-Limonta, Pedro; Bravo-Pino, Carlos;

Rodríguez-Rodríguez, Yosvel

Planta diversificada para la producción de alimento animal

ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, vol. 47, núm. 3, septiembre-diciembre, 2013, pp.

11-16

Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar

Ciudad de La Habana, Cuba

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=223129231003

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Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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José Alberto Pérez-Hernández, Carlos Pérez-Pérez, Pedro Islén-Limonta, Carlos Bravo-Pino, Yosvel Rodríguez-Rodríguez

Instituto Cubano de Investigaciones de Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA). Vía Blanca 804 y Carretera Central, San Miguel del Padrón, La Habana, Cuba.

jose.alberto@icidca.edu.cu

RESUMEN

Se expone la concepción y el diseño de plantas diversificadas para producir diferentestipos de alimentos de forma eficiente y competitiva. Se tiene en cuenta el completamientode instalaciones existentes que han sido diseñadas para la producción de diversos tiposde alimento animal ya conocidos y previamente desarrollados, basados en subproductosy derivados de la industria azucarera, todo lo cual permitiría aprovechar áreas y serviciosya disponibles y dotarlos de mayor flexibilidad para satisfacer las demandas de múltiplesconsumidores. Se dispone del soporte tecnológico y de diseño de equipos para la reali-zación de ingeniería o de la reingeniería, según sea el caso, para la selección de losequipos que se deben utilizar en la planta, considerando que los costos de inversiónsean mínimos.

Palabras clave: alimento animal, bagazo, derivados, subproductos, agro-industria azu-carera.

ABSTRACT

The aim of the present contribution is to describe the conception, design and possibleoperation procedures of new diversified plants capable of producing animal feed alterna-tives in an efficient and competitive approach, as well as to complete installations desig-ned for the production of already known feedstock products fodder, based on by-pro-ducts and derivatives of the sugar industry, All these would take advantage of existingfacilities and services providing them with suitable flexibility to satisfy the demands ofseveral customers. The technological and design basis for accomplishing the engineeringor re-engineering, according to the case, are available, thereby enabling the design andconstruction of all necessary equipment on the basis of minimum investment costs.

Keywords: animal food, fodder, bagasse, derivatives, by-products, sugarcane agro-industry.

ICIDCA sobre los derivados de la caña de azúcar, 2013, vol. 47, no. 3 (sept.-dic.), pp. 11 - 16

Planta diversificada para la producción de alimento animal

INTRODUCCIÓN

Los derivados y subproductos de laagroindustria azucarera constituyen fuentespotenciales para la producción industrial dealimento animal.

Durante años se han desarrollado yconstruido plantas para ese propósito, basa-das en diferentes tecnologías. Entre ellasestán: el Predical, la Miel-Urea-Bagacillo (1,2), los Bloques Multinutricionales, Urea al 3y al 5 %, Miel Amonificada, (3), y el BagazoHidrolizado, entre otros, pero no se disponede un proceso industrial que permita produ-cir alternativa o simultáneamente los alimen-tos antes mencionados en función de lasnecesidades de los clientes.

Con ese propósito, se diseñó una plantadotada de un esquema tecnológico capaz deproducir aquellos alimentos más comúnmen-te empleados, con la mayor eficiencia eco-nómica posible.

Con la excepción de dos de los alimentosque consumen vapor (Predical y BagazoHidrolizado), y de la Miel Urea Bagacillo queemplea bagacillo procedente del central, losrestantes alimentos también pueden serobtenidos en período de no zafra.

Los diseños de los equipos y sistemasestán sustentados en programas de cálculoque permiten llevar a cabo, de forma rápiday precisa, ajustes de las capacidades de losequipos que forman parte de la planta.

INFRAESTRUCTURA PARA EL DE-SARROLLO TECNOLOGICO

La planta está diseñada para la produccióncontinua de los alimentos antes mencionados.Su capacidad está en función de las especifi-caciones que solicita cada cliente, aunque sedisponen de diseños establecidos para unacapacidad productiva entre 25-50 t/día de pro-ducción. Se considera en todos los casos unaeficiencia operacional de la planta de un 85 %,es decir, la producción antes mencionada seobtendrá en 20 h, aunque la fiabilidad de losequipos que intervienen en todo el procesoproductivo puede garantizar valores superio-res, pues todos están diseñados para un ser-vicio continuo.

La potencia eléctrica instalada para unaplanta diversificada de 30 t/día estará en elentorno de los 135 kW y el consumo de ener-

gía eléctrica es función del tipo de producciónque se realiza, pero es estimado entre los 75- 100 kWh. Las potencias de los motores uti-lizados en los diferentes accionamientos delproceso son pequeñas, por lo que ellos pue-den arrancarse directamente a línea, sinnecesidad del empleo de ningún elemento dearranque suave. El motor de mayor potenciaa utilizarse es inferior a 30 kW.

Los motores a utilizar son de corrientealterna y de velocidad constante exceptodos, los cuales requieren la variación de lavelocidad de rotación para regular caudalesde materias primas de acuerdo con el tipo dealimento a obtener, con lo cual se garantiza-rá la misma capacidad de producción. Estosson el motor del alimentador de productosquímicos y el motor de dosificación de baga-cillo a proceso.

MATERIAS PRIMAS FUNDAMENTALES

Desde el punto de vista logístico, es reco-mendable que la planta se instale anexa a uncentral azucarero con el objetivo de reducirlos costos de producción, pues las principalesmaterias primas a utilizar son subproductosde esta industria. En la figura 1 se muestra eldiagrama de bloque de todas las produccio-nes que se pueden obtener en la planta, asícomo las materias primas que serán utiliza-das, fundamentalmente bagacillo, miel, hidra-to de cal, además de los servicios de vapor,agua y electricidad. Las materias primas aje-nas al proceso azucarero son solamente lassales minerales y la urea, pero estas seemplean en pequeñas cantidades (2).

Para la producción de Predical y BagazoHidrolizado se requiere vapor, que será sumi-nistrado por el sistema de generación delcentral. Estos dos alimentos presentan unaalta digestibilidad en el entorno del 60 %,esto hace que tengan preferencia sobre elresto de los alimentos. El Predical y elBagazo Hidrolizado son alimentos de carac-terísticas similares, por lo que se puede valo-rar reducir el costo de inversión de la plantasi se selecciona una de las dos variantes. Sedebe tener en cuenta que en la producciónde Predical los gastos de inversión sonmenores que en el caso de bagacillo hidroli-zado pues para la obtención de este últimose debe disponer de un reactor de alto costo;además, al ser este un proceso discontinuo,

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provoca altos consumos intermitentes devapor, que pueden provocar desbalance enel esquema energético del central.

EQUIPOS FUNDAMENTALES DE LAPLANTA

La planta diversificada está compuestafundamentalmente de un tamizador de baga-cillo, un soplador para el transporte de este,hidrociclón para la separación del mismo enla planta, tolva de recepción del bagacillo yde los productos finales, tornillos sinfin ali-mentador y mezclador, reactores, bombas,tanques, prensa, dosificadores de productosquímicos. La planta dispondrá de un labora-torio donde se realizarán los análisis de con-trol de las diferentes producciones.

En la figura 2 se aprecia el diagrama deflujo de la planta. En ella se muestran de

forma general los arreglos tecnológicosnecesarios y los equipos principales para laimplementación de cada tecnología.

Su funcionamiento consiste en la separa-ción del bagacillo o médula procedente deltamiz ubicado a la salida del tándem del cen-tral azucarero o de un proceso de desmedu-lado en húmedo, se extrae por medio de unventilador y se envía a un ciclón, el cual des-carga en una tolva receptora ubicada en laplanta. La tolva, a través de un tornillo sinfin,descarga el bagacillo a un mezclador dondese le añaden los componentes necesariossegún el tipo de producción a obtener.

En la obtención de miel-urea-bagacillo)(MUB)(2), se añade en el mezclador la solu-ción de miel urea (35 % miel). Para la obten-ción de Predical el bagacillo se predigierepreviamente con hidrato de cal y el empleode vapor, después en un reactor se da eltiempo de retención necesario para comple-

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Figura 1. Diagrama de bloque de la planta de alimento animal diversificada (4).

mentar la reacción y, posteriormente, se leañade la mezcla de miel urea (15 % miel).

La preparación de la composición miel-urea necesaria para la MUB y el Predical, serealiza combinando primeramente el aguacon la urea y posteriormente se envía a untanque para mezclarla con miel; ambas mez-clas se garantizan por un proceso de recircu-lación. En los dos casos, después del mez-clado del bagacillo con la miel y la urea, elproducto obtenido se transporta a una tolvade almacenaje y esta, a su vez, se descargaal transporte disponible (camión o carreta)para ser enviado a los lugares de consumo.

En el caso específico de la producción deBloques Multinutricionales, si se utilizaranotras materias primas fibrosas, se tendríaque disponer de un sistema de preparaciónde estas (secado, molida, etc.) y/o suminis-tro directo hasta la tolva dosificadora. Elbagacillo u otra fuente fibrosa se mezcla contodos los aditivos químicos sólidos y poste-riormente se le añade la miel para obtener lacomposición final, la cual pasa a una tolvapara el proceso de prensado.

La Miel Urea empleada en la producciónde Predical y Bloques Multinutricionales es al5 %. Esto hace que se pueda almacenar para

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Tabla 1. Diseño y principales parámetros de los accionamientos (6). Características del sinfin

1. Descripción Sinfín alimentador de bagazo al mezclador

2. Material Bagacillo procedente de los cernidores 3. Densidad del material 50 kg/m3 4. Capacidad de producción 1 t/h 5. Longitud del sinfin 2,5 m 6. Coeficiente de llenado transversal 0,42 7. Diámetro del sinfin 0,30 m 8. Diámetro del eje del sinfin 0,089 m 9. Coeficiente de inclinación 0 ° 10. Paso del sinfin 0,24 11. Velocidad del sinfin 55 rpm

Características de la transmisión 12. Tipo de transmisión Reductor 13. Torque del transportador 0,41 kgf-m 14. Relación de transmisión del

reductor 31,39 (Norma AGMA/NEMA)

15. Velocidad de entrada 1750 rpm 16. Velocidad de salida 55 rpm 17. Tipo de acoplamiento Directo 18. Factor de servicio SF=1,35Carga constante o uniforme 19. Potencia absorbida 1,55 kW

Características del motor 20. Potencia del motor seleccionado 2,40 kW 21. Velocidad del motor 1750 rpm 22. Voltaje 220/440, 3 AC 23. Frecuencia 60 Hz 24. Protección IP-55 (Norma IEC) 25. Factor de servicio S1(Norma IEC) 26. Tipo de rodamiento Estándar de una hilera de bola,con juego

C3 27. Tipo de montaje Horizontal sobre patas o bridas 28. Material del motor Hierro fundido 29. Tipo de aislamiento Clase F

vender en forma líquida, de igual forma, sepuede diluir en mayor cantidad de miel paraproducirla al 3 %, constituyendo otro producto.

También a la planta se le pueden hacerarreglos tecnológicos para realizar el mezcla-do de alimentos con otros compuestos enri-quecidos, fundamentalmente, con proteínas.

CONSIDERACIONES ECONÓMICAS DELA PLANTA (5)

El costo aproximado de la inversión seestima entre 100 000 y 200 000 dólaresestadounidenses, en dependencia de lastasas de cambio locales y teniendo en cuen-ta las alternativas de producción selecciona-das, exceptuando el equipamiento para laproducción de bagacillo hidrolizado. Paratener un criterio de mayor precisión, se reco-mienda realizar un diagnóstico para conocer

el alcance de lo que se dispone en la cons-trucción y montaje de la planta, con el objeti-vo de abaratar su costo de inversión.

El costo de producción constituye una delas variables más sensibles de cualquier pro-ducto. En el caso particular de las produc-ciones a realizar en la planta, la economíade estas resulta muy atractiva cuando secompara su costo beneficio con otros ali-mentos sustitutos (1).

La elaboración de una ficha de costos deta-llada dependerá de las diferentes produccio-nes seleccionadas a llevar a cabo en la planta,puesto que intervienen aspectos locales quepueden modificar el costo final del producto.

En el caso particular de estimaciones en laevaluación económica, se dispone de un pro-grama de cálculo soportado en Excel que per-mite realizar modificaciones de las diferentesvariables que forman parte de la ficha de costo.Es posible realizar modificaciones a la planta

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Figura 2. Diagrama de flujo de la planta.

en función de las exigencias del cliente y de lascondiciones del lugar donde se instalen.

El tiempo total de construcción, montajey puesta en marcha de la planta se estimaen 3 meses, aproximadamente, si se dispo-ne del suministro estable de los materialesque se requieren.

Se estima que la recuperación de lainversión se puede realizar en un período deuno a dos años, en dependencia de las pro-ducciones realizadas.

Todo el diseño de la planta para la pro-ducción diversificada de alimento animalindustrial está soportado en programas queagilizan la obtención de datos rápidos y pre-cisos, un ejemplo de ello son las especifica-ciones en la selección de uno de los equipos(tabla 1), (7, 8, 9).

CONCLUSIONES

Esta planta diversificada para la produc-ción de múltiples tipos de alimento animal esuna alternativa económicamente factible yviable a realizar, en los países que dispon-gan de centrales azucareros y de centrosganaderos en su entorno.

La planta puede considerarse de bajacomplejidad tecnológica porque muchos desus equipos pueden construirse sin necesi-dad de talleres especializados. Su nivel deautomatización y control dependerá del pre-supuesto inicial disponible, pero puede ope-rar óptimamente con un bajo nivel de auto-matización, garantizando los parámetros decalidad exigidos para cada producto.

Cuando ya se disponga de la ingenieríade detalle de la planta, el proceso de comprade los equipos puede ser llevado a cabo porlos propios inversionistas, pues en la des-cripción de los equipos se brinda una infor-mación detallada que facilita el proceso desolicitud y discusión de ofertas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Ministerio del Azúcar. Departamento deAlimento Animal, Especificaciones decalidad de la Miel Urea Bagacillo, 1982.

2. NA 023-1989, Alimento Animal, Miel UreaBagacillo, Especificaciones de calidad,Ministerio del Azúcar, 1989.

3. Leng, R. A.; Ojeda, F.; Rodríguez, V. Unaguía práctica para la preparación y usoseguro de la melaza amonificada para laalimentación de rumiantes, 1994.

4. Grupo de alimento animal, Cuba 9,Manual de operación de las plantas demiel urea bagacillo, 2009.

5. Deiros, B. Optimización, La Habana,ISPJAE, 1989.

6. Azcarraga, J.M. Manual de EficienciaEnergética en Instalaciones de Bombeo.CADEM (Grupo EVE), Bilbao, España.1991.

7. Hicks, T.G. Standard Handbook ofEngineering Calculations. New York:McGraw-Hill, 1992.

8. Karassik, I.J. Pump Handbook. 2 ed. NewYork:McGraw-Hill, 1993.

9. Martínez, J. Sistemas de accionamientos,2007.

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