1

Villa de Álvarez, Col., junio de 2013

TITULO DE PROYECTO DE RESIDENCIA PROFESIONAL

SEGUIMIENTO DEL NEUTRALIZADOR FRECUENCIA-

MAGNÉTICO EN LA PRODUCCIÓN DE AZÚCAR EN EL INGENIO

QUESERÍA

Nombre del Residente

José Alejandro Razo Cervantes

Nombre del Asesor

Juan Enrique Cortés Valle

Leonardo Meneses Espinoza

Francisco Ramos Facio

Nombre de la Carrera

Ingeniería Bioquímica

Villa de Álvarez, Col., a 17 de Junio de 2016

INFORME TÉCNICO DE RESIDENCIA PROFESIONAL QUE PRESENTA:

2

CONTENIDO

Pág.

1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………..…….4

2. JUSTIFICACIÓN……………………………….……………………………………..…….6

3. OBJETIVOS…………………………………………………………………………..……..9

3.1. Objetivo general………………………...………………………………..……..9

3.2. Objetivos específicos…………………………...………………………..……..9

4. PROBLEMAS A RESOLVER ……………………………………………………...….… 10

5. FUNDAMENTO TEÓRICO………………………………………………………..……...11

5.1.La industria azucarera en México……………………………………….…......11

5.2.Proceso de elaboración de azúcar ………………………………………….....12

5.2.1. Campo…………………………………………….…………….……...12

5.2.2. Pesaje de caña y preparación……………………..…………………….13

5.2.3. Molienda………………………………………….……………..……..14

5.2.4. Clarificación del jugo……………………………………….………….14

5.2.5. Sulfitación del jugo…………………………………………………….15

5.2.6. Alcalización de jugo………………………………………….………...15

5.2.7. Calentamiento de jugo……………………………………….…………15

5.2.8. Dosificación del floculante………………………………………….…16

5.2.9. Clarificación y filtración…………………………………….…………16

5.2.10. Evaporación………………………………..……………….………….17

5.2.11. Clarificación de meladura………………………….……….………….17

5.2.12. Cristalización………………………………………………..………….18

5.2.13. Centrifugado ………………………………………………..……….…18

5.2.14. Secado ……………………………………………………..………..…19

5.2.15. Empaque…………………………………………………...……..….…19

5.3. Incrustaciones en evaporadores…………………………………....….…….…19

5.4. Efectos de la formación de incrustación en evaporadores………....…..……...20

5.5. Suciedad en evaporadores………………………………………….………….21

5.6. Composición de la incrustación del evaporador…………………...………….22

5.7. Influencia de la incrustación en el nivel de jugo ………………….…………..23

3

5.8. Factores que provocan incrustaciones …………………………..…………..24

5.9. Limpieza de evaporadores…..…………………………………..….……..…24

5.9.1. Limpieza química…………………………..…………………………..25

5.9.2. Limpieza mecánica……………………………..…………………..…..26

5.10. Tratamiento de incrustaciones con aparatos electromagnéticos…….....…...27

5.11. Funcionamiento del neutralizador frecuencia-magnético de sólidos....……28

5.12. Aplicaciones del neutralizador en la industria azucarera…………….….....29

6. PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO…………….…………………………….….…..30

6.1. Instalación del equipo………………………..…………………………….….30

6.2. Generación de vapor del primer efecto y °Brix de la meladura del último

efecto de evaporación…………………………………………...………...…...31

6.3. Revisión física del estado de incrustación en la fluxería de los

evaporadores………………………………….……………….......…………..31

6.4. Evaluación del tiempo limpiezas de cada evaporador…….........….……….....32

6.5. Evaluación económica de la reducción en tiempo de limpieza y

consumo de sosa………….………...……………………...……...………….. 32

7. RESULTADOS………………………...…………………………...……………………...33

7.1.Generación de vapor del primer efecto y °Brix de la meladura de último

efecto de evaporación…………………………………………....…….……….33

7.2.Revisión física del estado de incrustación en la fluxería de los

evaporadores………………………...………………………….…...………....45

7.3. Evaluación del tiempo limpiezas de cada evaporador………..……….………47

7.4. Evaluación económica de la reducción en tiempo de limpieza y

consumo de sosa……………………………………………………………….49

8. CONCLUSIONES……………….……………………………...…………………50

Recomendaciones………………..…………………………………………………52

9. COMPETENCIAS DESARROLLADAS Y/O ADQUIRIDAS………..……….…53

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y VIRTUALES…………..……………….55

11. ANEXOS…………………………………………………………..……………….57

4

1. INTRODUCCIÓN

En México, la industria azucarera es una de las más importantes, debido a su

relevancia económica y social en el campo. La agroindustria nacional de caña de azúcar es

una actividad relevante para la economía nacional, genera más de dos millones de empleos,

tanto en forma directa como en forma indirecta.

Con el avance de la tecnología, los procesos industriales han sufridos grandes

cambios, prácticamente en todas las industrias alrededor del mundo, debido a la alta

competitividad, las empresas, se ven obligadas a mejorar cada día sus procesos y reducir

costos de fabricación de sus productos (Velasco et al, 2003).

La implementación de nueva tecnología es una parte fundamental del proceso

productivo que se halla íntegramente articulado a los altos rendimientos y la calidad del

producto. La formación de incrustaciones en evaporadores es un problema importante en el

proceso de elaboración de azúcar de caña en el Ingenio Quesería, origina una considerable

reducción de eficiencia de los evaporadores, convirtiéndose en un problema puntal a tratar,

ya que genera incrementos de energía y costos en las actividades de operación.

Un gran volumen de jugo fluye por los evaporadores y es natural que las fluxerias por

donde circula ese jugo, sometido a distintas temperaturas, se vaya incrustando y estas

incrustaciones formadas y depositadas en el interior actúen como aislantes y disminuya la

transmisión de calor (James, 2004).

La incrustación es el proceso en el cual material no deseado se deposita sobre una

superficie, dicho proceso puede ocurrir en presencia o ausencia de un gradiente de

temperatura. A medida que los evaporadores se van ensuciando o incrustando, la transmisión

de calor del vapor hacia el jugo va siendo menor y por consiguiente la temperatura del jugo

va disminuyendo, causando una disminución en los grados °Brix, lo que se hace necesaria la

limpieza en los evaporadores (Pérez, 2014).

5

El jarabe de los evaporadores en los ingenios modernos tienen una concentración de

por lo menos 65 °Brix y generalmente más alto, mientras hace tiempo era usual un valor de

50 a 54 °Brix. Una considerable cantidad de impurezas, especialmente de sales minerales, se

hacen menos solubles a medida que progresa la concentración de jugo, y una parte de estas

impurezas se depositan en la superficie de calefacción del evaporador, formando una

incrustación muy dura. Esta incrustación es un mal conductor de calor y se debe remover

periódicamente a fin de mantener de los efectos (James, 2004).

La formación de depósitos de incrustación en evaporadores es la mayor causa de

reducción de eficiencia y capacidad del sistema de calentamiento. Al incrementarse la

energía necesaria para una operación, también se incrementan los costos al paso de los

años por lo que se ha dado especial atención a este problema.

Para tratar de resolver este problema se implementó a nivel de planta pilotó un

neutralizador frecuencia-magnético de sólidos en el Ingenio Quesería, cuya función principal

es reducir las incrustaciones que se forman principalmente en evaporadores, lo que se

ahorraría significativamente costos energéticos y reduciría costos de reparación y en

mantenimiento. Estas incrustaciones bloquean la trasferencia de calor, causando varias

paradas durante la temporada para su eliminación y mantener la eficiencia de los efectos.

6

2. JUSTIFICACIÓN

En México, la industria azucarera es históricamente una de las más importantes,

debido a su relevancia económica y social en el campo. El azúcar en México tiene una

considerable magnitud de mercado, su consumo es generalizado en el ámbito doméstico y

tiene una importante demanda en el sector industrial. Destaca en el consumo del ámbito

industrial la industria refresquera, galletera, alcoholera, dulcera y la de alimentos balanceados

para alimentación animal, entre otros.

Para cumplir con las especificaciones de calidad, es necesario elaborar el azúcar, con

materia prima de buena calidad, aplicar técnicas adecuadas en su proceso, contar con

condiciones de operación de maquinaria y equipo empleado. La implementación de nueva

tecnología es una parte fundamental del proceso productivo que se halla íntegramente

articulado a los altos rendimientos y la calidad del producto.

Una problemática que se tiene en el Ingenio Quesería es la formación de

incrustaciones en los evaporadores durante el proceso de elaboración de azúcar, lo que

incrementa costos de energía y manteniendo. Para hacer frente a este problema se instaló a

nivel de planta piloto un neutralizador frecuencia-magnético de sólidos, cuya función

principal es evitar la formación de incrustaciones en evaporadores.

El neutralizador frecuencia-magnético de sólidos está a prueba durante la zafra

2015/2016. Este proyecto permite dar seguimiento al equipo con el fin de evaluar el

funcionamiento que tiene el equipo en la fábrica, verificar si pueden eliminarse las limpiezas

químicas, así como realizar un análisis económico para determinar si es factible o no su

adquisición.

El mayor factor limitante en todos los evaporadores lo constituye la suciedad

progresiva que adquieren las superficies calóricas. Cuando el metal está limpio, siempre hay

amplia capacidad, pero pronto comienzan a ensuciarse las superficies, y la capacidad

disminuye: muy rápidamente al principio, y después más lentamente, hasta que al final de

cierto periodo es necesario parar el evaporador para limpiarlo, ya que la capacidad ha

7

quedado disminuida a un nivel que resulta inadecuado para el trabajo. El periodo de

operación entre una limpieza y la siguiente varía según las condiciones locales.

Son muchos de los investigadores que han calculado la reducción de la velocidad de

trasferencia de calor, pero en la práctica, la pérdida de eficiencia del evaporador, tacho, o

calentador de jugo constituye la mejor medida del efecto de la incrustación.

En los ingenios azucareros por lo general se llevan a cabo procedimientos de limpieza

para eliminar incrustaciones en evaporadores, entre los más comunes son con tratamientos

químicos y mecánicos, sin embargo los altos costos de operación que se generan, estos

métodos no ofrecen una solución para resolver este problema. Las ventajas del neutralizador

frecuencia-magnético de sólidos con relación a los tratamientos químicos y mecánicos en los

sistemas de evaporación están dadas por una operación y mantenimiento sencillo.

Mediante el uso del neutralizador se reducen las incrustaciones en las fluxerias de los

evaporadores y con esto se contribuye a reducir el uso de limpiezas químicas en los

evaporadores. Además de que con la reducción de la formación de incrustaciones con el uso

del neutralizador se contribuye a la reducción de costos por consumo de vapor.

Se realizará una prueba en campo en el Ingenio Quesería con un equipo llamado

neutralizador frecuencia-magnético de sólidos, la función principal de este equipo es

neutralizar las cargas iónicas de las sales que vienen presentes en el jugo claro que se adhieren

fácilmente a la fluxería de los evaporadores provocando una deficiencia en la transferencia

de calor y por consiguiente meladuras de bajo °Brix que provocan que se llene la fábrica, al

trabajar meladuras de bajo °Brix el tiempo de elaboración de las templas en el proceso de

cristalización se incrementa haciendo lento el desalojo de la fábrica.

Este equipo se instaló en la línea de jugo claro justo antes de la entrada del jugo al

primer efecto en la etapa de evaporación, la evaluación del equipo se realizará durante el

ciclo de zafra 2015/2016.

8

Los parámetros y forma de evaluación del equipo serán los siguientes:

Generación de vapor del primer efecto (Kgf/cm^2) y °Brix de la meladura del último

efecto de evaporación

Revisión física del estado de incrustación en la fluxería de los evaporadores

Evaluación del tiempo limpiezas de cada evaporador

Evaluación económica de la reducción en tiempo de limpieza y consumo de sosa

De ser satisfactorios los resultados para el Ingenio Quesería se comprará el equipo

como una inversión para el periodo de proyectos 2016.

9

3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo general

Evitar incrustaciones en las fluxería de evaporadores, con el fin de mantener el °Brix

de la meladura entre 68 y 72 °Brix y evitar los paros de molienda por atraso en las

limpiezas de evaporadores.

Monitorear las variables fisicoquímicas que pueden afectar el funcionamiento del

neutralizador.

3.2. Objetivos específicos

Determinar el funcionamiento que tiene el equipo en jugo clarificado o licor.

Neutralizar los iones de las sales disueltas que contiene el jugo clarificado y agua

derivados de la caña.

Evaluar si puede eliminarse la limpieza química en los evaporadores sin que afecte la

eficiencia de evaporación.

Reducir costos de limpiezas.

Realizar una evaluación de costos de limpiezas con relación a zafras anteriores con

el fin de verificar la factibilidad de la adquisición del equipo.

10

4. PROBLEMAS A RESOLVER

La formación de depósitos de incrustación en la fluxería de los evaporadores durante

el proceso de elaboración de azúcar en el Ingenio Quesería es un problema muy importante

que se debe tratar dentro de la fábrica, ya que estos depósitos generan incrementos de energía

y costos de operación.

Originan una deficiencia en la transferencia de calor, estos depósitos se forman

rápidamente, principalmente en evaporadores e intercambiadores de calor, causando varias

paradas durante la temporada de molienda para su eliminación. El periodo de operación entre

una limpieza y la siguiente varía según las condiciones locales.

Las limpiezas químicas y mecánicas no ofrecen una solución al problema, debido a

los altos costos de operación y mantenimiento, para tratar de resolver el problema de las

incrustaciones en evaporadores es necesario buscar alternativas que permitan reducir costos

de operación y mantenimiento.

Para resolver este problema en este estudio se concentra en la implementación a nivel

de planta pilotó un neutralizador frecuencia-magnético de sólidos en el Ingenio Quesería,

cuya función principal es reducir las incrustaciones que se forman principalmente en

evaporadores, lo que se ahorraría significativamente costos energéticos y reduciría los costos

en limpiezas.

11

5. FUNDAMENTO TEÓRICO

5.1. La industria azucarera en México

La industria azucarera se ha desarrollado en México en forma ininterrumpida desde

la década inicial de la conquista española, siendo una de las actividades de mayor tradición

y trascendencia en el desarrollo histórico del país. Por ello la participación de esta industria

en México ha tenido gran importancia desde varios puntos de vista. Uno de estos es la

producción de un bien de consumo popular generalizado, a precio accesible, para toda

población del país. También la creación y sostenimiento de empleos productivos y

remunerables a lo largo de todo el país (Crespo, 1998).

Desde sus inicios la industria azucarera fue tomando una enorme importancia,

llegando a ser uno de los sectores estratégicos de la economía mexicana, por el carácter básico

del bien producido, así como su participación en el producto interno bruto, los empleos

industriales y agrícolas que genera y sus multiplicadores dentro de la actividad económica

(Maturana, 1990).

En México la industria azucarera es históricamente una de las más importantes,

debido a su relevancia económica y social en el campo, genera más de dos millones de

empleos, tanto en forma directa como en forma indirecta; se desarrolla en 15 entidades

federativas y 227 municipios, genera una producción de aproximadamente 30 mil millones

de pesos (SAGARPA, 2012).

Según Melville (2000) el crecimiento económico de la industria azucarera estuvo

caracterizado por el acelerado incremento de la producción, la innovación tecnológica del

proceso productivo y del sistema de transporte y la participación del mercado interno en

expansión con características especulativas.

12

La industria mexicana es una actividad relevante para la economía nacional, según

los recursos que absorbe en el proceso laboral y de comercialización, por el valor del

producción y por el tipo de consumo que experimenta su producto final ( Velasco et al, 2003).

El azúcar en México tiene una considerable magnitud de mercado, su consumo es

generalizado en el ámbito doméstico y tiene una importante demanda en el sector Industrial.

El azúcares un producto de consumo básico para la población mexicana, destaca en el

consumo del ámbito industrial la industria refresquera, Galletera, alcoholera, dulcera y la de

alimentos balanceados para alimentación (Crespo, 1998).

Con la competitividad del mercado de azúcar, la garantía de una mejor calidad del

producto final viene se traduciendo en uno de los factores más importantes de diferenciación

entre los ingenios, fundamental para la consolidación de clientes cautivos y para la obtención

de un mayor valor agregado (Velasco et al, 2003).

5.2. Proceso de elaboración de azúcar

El proceso industrial para la fabricación de azúcar implica la aplicación de varios

procesos para convertir el jugo de la caña de azúcar granular, los diferentes pasos del proceso

se describen a continuación.

5.2.1. Campo

Existen muchas variedades de caña de azúcar en la actualidad, no existiendo una sola

plantación donde el cultivo sea de una sola especie. La principal razón de esto se debe a las

diversas condiciones de terreno, clima, de los métodos de cultivo y selección local. La

resistencia de diferentes variedades de caña de azúcar a distintos tipos de plaga, consiste en

uno de los principales factores de selección de variedades además del contenido de fibra y

sacarosa (Ramos, 2009).

13

Durante toda su historia la plantación de caña se ha realizado de la manera común,

esto contempla la selección de variedades de caña de acuerdo a la zona, evaluación de

semilleros, fertilización, transporte, descargue, acomoda y tapada de la semilla y riesgos de

germinación (Ramos, 2009).

Durante el cultivo se llevan a cabo labores culturales, mecánicas y de fertilización

que se realizan posteriormente al establecimiento de la plantación, suministrándolas

adecuada y oportunamente para su desarrollo fisiológico y obtención de alta productividad.

Incluyen labores de descompactación mecánica del terreno, fertilización incorporada,

mantenimiento de drenajes, mantenimiento de vías, control fitosanitario, control de malezas,

riegos de sostenimiento, aplicación aérea de bioestimulantes y madurantes, análisis de pre-

cosecha y maduración de la caña (Ramos, 2009).

Cuando la caña ha cumplido se procesó de desarrollo fisiológico y maduración

aproximadamente entre 12 a 14 meses de edad, la caña es quemada, cortada y trasportada al

Ingenio.

5.2.2. Pesaje de caña y preparación.

Una vez ingresada al Ingenio la caña es pesada por lo general, en grandes basculas de

plataforma junto con la unidad de trasporte (camiones, remolques). Además en esta parte se

determina la calidad de materia prima, tomando muestras que se analizan continuamente en

el laboratorio de fábrica.

La caña que llega a la fábrica se descarga sobres las esas de alimentación por medio

de viradores de caña. Para tener un proceso más limpio se aplica agua para lavado,

eliminando así solidos o materia extraña como la tierra, sales minerales, piedras y otros que

se adhieren en el campo (Ramos, 2009).

14

Antes de ingresar la caña a la etapa de molienda, se somete a un proceso de

preparación, que tiene como finalidad abrir la fibra para facilitar la extracción de la sacarosa,

este proceso consiste en romper y desfibrar las celdas de los tallos por medio de troceadoras,

picadoras oscilantes y desfibradoras, para facilitar al proceso de extracción del jugo (Ramos,

2009).

5.2.3. Molienda

Para llevarse a cabo la extracción se hace pasar el colchón de caña ya preparado a

través de molinos, extrayéndole la mayor cantidad posible de sacarosa. Para mejorar la

eficiencia de este proceso, se adiciona agua o jugo al bagazo que sale de cada molino. Este

uso del agua se conoce como maceración o imbibición. La maceración y la imbibición pueden

compararse con enjuagar y exprimir repetidas veces la caña.

El bagazo que sale del último molino se convierte en el primer subproducto del

proceso, que se aprovecha como combustible en las calderas, para producir el vapor utilizado

en la generación de energía mecánica y en la generación de energía eléctrica a través de

turbogeneradores; el vapor de escape producido en estos equipos, se aprovecha como energía

térmica en el proceso de elaboración de azúcar para calentamientos y cocimientos. De esta

manera el Ingenio se autoabastece de la energía necesaria para llevar a cabo todas las

operaciones en la fábrica de una manera sostenible y cuidando del medio ambiente (Cardona,

2009).

5.2.4. Clarificación del jugo

El jugo extraído en los molinos por lo general es verde oscuro, ácido y turbio, este se

deposita en tanque de jugo mezclado (guarapo) y debe ser preparado para su clarificación,

que consta de las etapas de sulfitación, alcalización, calentamiento, dosificación de

floculante, clarificación y filtración (Documento ISO 9001:2008).

15

5.2.5. Sulfitación del jugo

La sulfitación consiste en quemar el azufre en un horno y hacer pasar el gas obtenido

en contracorriente con el jugo mezclado o guarapo. Esta operación es para sulfatar y

controlar el pH del jugo o guarapo, que sirve para eliminar las materias colorantes (propiedad

común de todos los ácidos) y transformar en compuestos ferrosos incoloros las sales férricas

que pueden formarse por el contacto del jugo con los tanques, tuberías y molinos dando como

resultados azúcares más blancos (Documento ISO 9001:2008).

5.2.6. Alcalización de jugo

Procedimiento de defecación, en el cual se añade cal suficiente para neutralizar los

ácidos orgánicos que contiene el jugo y purificarlo, formando sales insolubles de calcio,

normalmente conocido como defecación (Documento ISO 9001:2008).

5.2.7. Calentamiento de jugo

El guarapo preparado mediante sulfitado y alcalizado es calentado hasta el punto de

ebullición o ligeramente arriba en unos intercambiadores de calor formados por una calandria

tubular de múltiples pasos. El jugo circula dentro de los tubos y el vapor alrededor de ellos

con el fin de incrementar la temperatura del jugo y clarificarlo. Este calentamiento permite

que durante la clarificación del jugo se coagulen la albúmina y algunas grasas, ceras

y gomas en presencia de un agente floculante. El jugo calentado se manda a un tanque

flash en donde se agrega nuevamente lechada de cal (Documento ISO 9001:2008).

16

5.2.8. Dosificación del floculante

Después del calentamiento del jugo y de haber pasado por el tanque flash, se adiciona

el floculante que ha sido preparado horas antes en el tanque de maduración, por medio de

dos bombas dosificadoras del reactivo. La principal función del floculante consiste en

agrupar en forma de flóculos las impurezas solidad presentes en el jugo, que al ser más

pesadas tienden a sedimentar. Los flóculos producidos en la floculación primaria son muy

pequeños y frágiles y tienden a romperse con el movimiento del material, por tal razón se

debe adicionar una solución de floculante que una los flóculos formando un aglomerado de

muchos flóculos primarios. Esta etapa es denominada floculación secundaria y es la que

forma la capa de lodo que se remueve del clarificador (Ramos, 2009).

5.2.9. Clarificación y filtración

El clarificador es un decantador continuo (tanque), al que se hace llegar de manera

regular y continua el jugo por decantar. Es lo suficientemente grande para que la velocidad

de escurrimiento y de circulación de jugo, se dé un valor tan bajo, que impida que la

decantación no se realice. El jugo claro obtenido sale por la parte superior y la cachaza por

la parte media e inferior, de manera regular y continúa (Documento ISO 9001:2008).

Dentro del clarificador se forma un precipitado el cual atrapa los sólidos en

suspensión al igual que las partículas más finas. Los lodos se separan del jugo clarificado por

sedimentación, este sedimento se envía hacia los filtros rotatorios donde se recupera sacarosa

remanente y luego la torta resultante a la que se le ha extraído la sacarosa recuperable, se

envía al proceso de compostaje para la elaboración de mejoradores de suelo en los campos

de cultivo de la caña por su importante contenido mineral. El jugo filtrado regresa al proceso

o pasa directamente al jugo clarificado (Gómez, 2010).

17

5.2.10. Evaporación

El evaporador está construido por una calandria tubular que tiene la función de

intercambiar temperatura, el vapor de calentamiento baña los tubos por el exterior y el jugo

por evaporar se encuentra en el interior de esos tubos. El objeto de la evaporación es eliminar

el agua del jugo y pasarlos a jarabe (Documento ISO 9001:2008).

El jugo clarificado, que tiene más o menos la misma composición que el jugo

mezclado extraído excepto las impurezas precipitadas por el tratamiento con azufre y cal,

contiene aproximadamente un 85 por ciento de agua. Dos terceras partes de esta agua se

evaporan en evaporadores al vacío de múltiple efecto, los cuales consisten en una sucesión

de celdas de ebullición al vacío, o cuerpos dispuestos en serie de manera que cada cuerpo

subsiguiente tiene un grado más de vacío y, por consiguiente, hierve a una temperatura más

baja. Los vapores de un cuerpo hacen hervir de esta manera el jugo contenido en el siguiente

cuerpo.

El cuerpo utiliza vapor de escape de las calderas y los siguientes cuerpos el vapor

extraído bullido en el anterior. Mediante este sistema, el vapor introducido en el primer

cuerpo, efectúa una evaporación de múltiple efecto. El vapor final pasa a un condensador. El

jarabe o meladura obtenida de ultimo cuerpo con aproximadamente 68 grados Brix, esta se

manda a un tanque receptor de meladura y después seguir el proceso de clarificación de

meladura (Ramos, 2009).

5.2.11. Clarificación de meladura

La meladura obtenida pasa al proceso de clarificación de meladura, que se lleva a

cabo en el clarificador de meladura, en donde es aireada y es agregado floculante

previamente. La mezcla obtenida ya aireada en el tanque clarificador de meladura, aquí los

coágulos generados son atrapados por el floculante. Este proceso disminuye la materia

colorante y el material resultante se denomina meladura clarificada. La mezcla permanece en

este lugar por unos minutos, con un movimiento continuo y un raspador que elimina la

cachaza superficial que va siendo generada en el proceso y se recircula. La meladura

18

clarificada que se obtiene se manda al tanque de meladura clarificada, donde es bombeado al

proceso de cristalización (Ramos, 2009).

5.2.12. Cristalización.

La meladura depositada en los tanques de meladura se envía hacia los tachos al vacío,

equipos en donde se realiza la cristalización del azúcar. Al tacho se introducen núcleos de

sacarosa previamente formados, de tamaño homogéneo para lograr un crecimiento de los

cristales de azúcar manera uniforme a expensas del contenido de sacarosa que se traslada de

la meladura al cristal. Dentro de los tachos al vacío, la meladura se concentra. El crecimiento

de los cristales continúa hasta que se llene el tacho. Bajo la vigilancia de un tachero experto

los cristales originales crecen sin que se formen cristales adicionales, de manera que cuando

el tacho se encuentra totalmente lleno, todos los cristales tengan el tamaño deseado. La

templa se descarga a un mezclador o cristalizador (Documento ISO 9001:2008).

5.2.13. Centrifugado

Una vez formados los cristales del tamaño deseado, el producto formado llamado

masa cocida se lleva hacia las centrifugas. Equipos que giran a muy altas revoluciones por

minuto aproximadamente 1200 rpm, que tienen una malla de finos agujeros que permiten

solo el trabajo de la miel mientras que bloquean el paso de los granos de azúcar que quedan

atrapados en la parte interna de la malla. Para liberar el jarabe de la superficie de los granos

se utilizan lavados de agua, la miel pasa a través del revestimiento debido a la fuerza

centrífuga y después de que el azúcar es descargada.

La miel separada en la masa cocida de las centrifugas de C es de baja pureza, por lo

general es llamada miel final o melaza la cual es un subproducto de proceso y no es retomada

al proceso por su bajo contenido de sacarosa; es comercializada para la posterior obtención

de producto de importancia industrial (Ramos, 2009).

19

5.2.14. Secado

El azúcar descargado de las centrifugas se pasa a un secador giratorio horizontal el

cual permite seca el grano con aire calentado por vapor. La parte superior del secador calienta

mientras que la inferior enfría, ya que si el grano se pasa el envase en caliente, atrapa más

humedad y provocaría aterronamientos (Documento ISO 9001:2008).

5.2.15. Empaque

El azúcar es conducido por medio de bandas transportadoras o tornillos pasa a través

de un detector de metales y de ahí a los silos para posteriormente ser empacada en las

diferentes presentaciones dependiendo de los requerimientos del cliente. Para su

almacenamiento en azúcar es llevado a la bodega por medio de una banda trasportadora. En

la bodega se controla que la humedad no aumente y que los sacos se encuentren dentro del

rango de estiba máximos (Ramos, 2009).

5.3. Incrustaciones en evaporadores

Durante la operación de evaporación, la concentración de jugo aumenta gradualmente

del primero al último vaso. Una gran cantidad de impurezas presentes en el jugo se toman

menos solubles precipitándose y siendo posteriormente depositadas en la superficie interna

de los tubos calandria, formando incrustaciones. Las incrustaciones son constituidas

básicamente por una mezcla de no azucares orgánicos e inorgánicas, siendo siempre el calcio

predominante, seguido por el magnesio, combinados en la forma de sulfatos, silicatos y

fosfatos (Ramos, 2009).

Pérez, 2014 informa que la incrustaciones tratan de un conjunto de depósitos que se

adhieren en los orificios de las cañerías, tuberías de producción, revestidores, válvulas,

bombas, entre otros; de manera que estas impiden el flujo normal de los fluidos y dificultan

la transferencia de calor. Al incrementarse la energía necesaria para la operación, también se

incrementan los costos, por lo que se le ha dado una atención especial a este problema.

20

En la actualidad la mayoría de los ingenios el jarabe de los evaporadores en los tienen

una concentración de por lo menos 65 °Brix y generalmente más alto, mientras hace tiempo

era usual un valor de 50 a 54 °Brix. Una considerable cantidad de impurezas, especialmente

de sales minerales, se hacen menos solubles a medida que progresa la concentración de jugo,

y una parte de estas impurezas se depositan en la superficie de calefacción del evaporador,

formando una incrustación muy dura. Esta incrustación es un mal conductor de calor y se

debe remover periódicamente a fin de mantener de los efectos (James, 2004).

Muchos investigadores han calculado la disminución de velocidad de transmisión de

calor debida a la formación de incrustaciones, pero en la práctica la pérdida de la eficiencia

del evaporador, tacho o calentador de guarapo es la mejor medida del efecto de la incrustación

(James,2004).

5.4. Efectos de la formación de incrustación en evaporadores

Según Ramos (2009), la formación de incrustaciones en evaporadores es unos de los

problemas más importantes en la industria azucarera. En la actualidad son conocidos los

efectos que causan la deposición de las incrustaciones en las superficies, siendo estos

mencionados a continuación;

Reducción del coeficiente de trasmisión de calor.

Reducción del Brix en la meladura.

Aumento en el consumo de vapor.

Presión alta en la calandria en los primeros vasos.

Vacío menor que el normal en algunos vasos.

Disminución del volumen del condensador.

Disminución de la rata de evaporación.

21

Lo cual ocasiona:

Reducción en la capacidad de molienda.

Parada para limpieza de vasos.

Mayores costos de limpieza, mantenimiento, equipos y productos químicos.

Necesidad de reducir la maceración de la caña en detrimento de la extracción.

Costo adicional de equipos en reserva.

5.5. Suciedad en evaporadores

El mayor factor limitante en todos los evaporadores lo constituye la suciedad

progresiva que adquieren las superficies calóricas. Cuando el metal está limpio, siempre hay

amplia capacidad, pero pronto comienzan a ensuciarse las superficies, y la capacidad

disminuye: muy rápidamente al principio, y después más lentamente, hasta que al final de

cierto período es necesario parar el evaporador para limpiarlo, ya que la capacidad ha

quedado disminuida a un nivel que resulta inadecuado para el trabajo (James, 2004).

El efecto que esta suciedad originada, se conoce como incrustación, y provoca un

aumento de la resistencia térmica del sistema. Generalmente el fabricante no puede predecir

la naturaleza del depósito de suciedad o la velocidad de crecimiento de la incrustación,

limitándose únicamente a garantizar la eficiencia de los evaporadores cuando están limpios,

por tal motivo el Ingenio se ve obligado a realizar limpiezas en los cuerpos de evaporación

constantemente y así mantener la eficiencia de los efectos (Linares, 2014).

El período de operación entre una limpieza y la siguiente según las condiciones

locales. Algunas veces no dura más que tres días, y otras llega hasta dos semanas. El

procedimiento general es limpiar una vez por semana. En algunos ingenios grandes poseen

un evaporador de repuesto, para que siempre uno de los evaporadores (Linares, 2014).

22

5.6. Composición de la incrustación del evaporador

Es evidente, que el tipo de incrustación depositada por el jugo durante la

concentración depende de muchos factores, de los cuales el principal es la composición de

cenizas del jugo. El procedimiento seguido en la clarificación especialmente en donde se

practica la sulfatación y alcalinización, surte también un efecto notable. Ciertas reglas son

generales son evidentes. El primer cuerpo tendrá mucho menos incrustación en los tubos que

en los subsiguientes, mientras que el ultimo cuerpo contiene la incrustación de mayor espesor

y la más difícil de eliminar (James, 2004).

A pesar de que se han efectuado muchos análisis cuantitativos de las incrustaciones

procedentes de diferentes cuerpos las generalizaciones tienen el mismo valor debido a las

marcadas variaciones que se presentan en los diferentes jugos y condiciones. En un

departamento de defecación, más de la mitad de la incrustación del primer cuerpo es posible

que esté formada de fosfato de calcio, magnesio, y el sulfato, carbonato y silicato de calcio

constituyan gran parte del resto. La incrustación del último cuerpo consiste principalmente

en sílice, aunque así mismo presentes, oxalato, silicato, carbonato, sulfato y fosfato de calcio.

Como podría esperarse, las incrustaciones de sulfitos predominan en los ingenios que utilizan

la sulfitación. Los departamentos de carbonatación tienen depósitos de incrustaciones con un

alto contenido de oxalato de calcio. La incrustación no se deposita en forma uniforme en los

tubos, sino que tienen un mayor espesor en el fondo, donde la circulación es más lenta (James,

2004). En la tabla 1. Se muestran los principales compuestos de incrustaciones que se forman

en las fluxería de los evaporadores.

Tabla 1. Principales compuestos de incrustaciones en evaporadores

Fosfato de calcio

Sulfato

Carbonato

Magnesio

Silicato de calcio

Sílice

Oxalato

Silicato

Magnesio

Referencia: Honig, 1983.

23

5.7. Influencia de la incrustación en el nivel de jugo

El nivel de jugo en la calandria de todos lo evaporadores debe ser mantenido

aproximadamente 1/3 de la altura de los tubos. El objetivo es disminuir el efecto de la presión

hidrostática en el punto de ebullición del jugo, aumentando su circulación y

consecuentemente obtener una máxima rata de evaporación y una minina formación de

incrustación (Ramos, 2009).

Si el nivel del jugo es demasiado bajo. El jugo al hervir no consigue llegar a la parte

superior de los tubos y por lo tanto no hay circulación. Si el nivel es demasiado alto, los tubo

quedan sumergidos y la evaporación se perjudica (Fig. 1).

Figura 1. Efecto del nivel de jugo en los evaporadores

La incrustación es de diferente composición química y causa una disminución notable

en la trasmisión de calor de vapor hacia el jugo. A medida que aumenta la incrustación, el

nivel de jugo de la calandria también de ser aumentado, con el fin de proporcionar un mayor

tiempo de residencia del jugo dentro de los tubos, para compensar la disminución del

coeficiente de trasmisión de calor provocado por el aislamiento que se coloca entre la pared

y el tubo. Este recurso causará que la incrustación vaya aumentando ya que la velocidad del

jugo en la parte inferior de los tubos será muy baja, permitiendo una mayor deposición de las

impurezas contenidas en el jugo (Ramos, 2009).

24

5.8. Factores que provocan incrustaciones

Las cantidades de componentes de la incrustación que se encuentran las soluciones

sobresaturadas, dispersión coloidal y materias en suspensión varían notablemente de una

fábrica en otra y de un periodo a otro. Se han hecho un gran número de observaciones y

afirmaciones que influyen en la formación de incrustaciones (Inacal, 1992).

Según Pérez (2014) las incrustaciones se producen mayoritariamente por la formación

de precipitados y la sedimentación de estos. Entre los factores que determinan la ocurrencia

de incrustaciones se encuentran:

Generalmente cuando se reduce la capacidad de la fábrica por cualquier razón, la

intensidad de la incrustación aumenta generalmente con una reducción en la

velocidad de molienda. Por lo tanto, también cuando la fábrica tiene frecuentes paros

de corta duración, la intensidad de la incrustación aumenta también.

El punto de partida para la formación de las incrustaciones puede ser el efecto que

tiene la composición del jugo, la velocidad del jugo en la parte inferior, un cambio de

temperatura o de presión, la liberación de gas, una modificación de pH.

Tiene gran efecto en la formación de incrustación la adición de Cal y dióxido de

azufre.

5.9. Limpieza de evaporadores

Dentro de las principales razones para la eliminación de las incrustaciones formadas

durante operación de evaporación es la reducción en la transferencia de calor que causan.

Debido a que las incrustaciones son muy comunes dentro de las fábricas de azúcar de caña y

se forman rápidamente es necesario eliminarlas (Grobmann, 2013).

Las incrustaciones dentro del Ingenio Quesería generalmente son eliminadas por una

combinación de tratamiento químico y mecánica. La desventaja de estos tipos de opciones

para eliminar las incrustaciones es que cuando se aplican regularmente toma demasiado

tiempo además de ser peligroso para los trabajadores que realizan estas actividades.

25

5.9.1 Limpieza química

La limpieza química en los evaporadores dentro del Ingenio Quesería utiliza sosa y

una considerable cantidad de tiempo para retirar las incrustaciones contenidas en la fluxería

de los evaporadores, se lleva a cabo de la siguiente manera:

Sacar de servicio el vaso: Dejar fuera de operación el vaso sucio seleccionado para

limpieza y dejar el vaso que se acababa de limpiar.

Realizar enjuague de dulce: Se mete agua caliente al evaporador a ras de calandria o

a un nivel que cubra completamente la fluxería, se mete vapor para hervir durante 45

minutos.

Liquidar enjuague de dulce: Después de hervir por 45 minutos, esta agua ligeramente

endulzada se liquida hacia el tanque de jugo claro para ser enviada nuevamente a

evaporación.

Bombear sosa al evaporador: Se bombea sosa al 50% de concentración al evaporador,

se verifica el nivel en la pantalla del sistema de instrumentación y control y si no

cubrió al ras de la calandria se le agrega agua para cubrirla.

Llevar temperatura de sosa entre 80 y 90 °C: Se le mete vapor para tener la sosa a una

temperatura entre 80 y 90°C.

Dejar hirviendo en olla: Una vez que llego a esa temperatura, se mantiene hirviendo

la sosa durante 3 o 4 horas.

Recircular sosa en el evaporador: Una vez que se dejó hirviendo en olla la sosa y se

mantuvo a esa temperatura, se inicia una recirculación de la sosa que consiste en

regresar la sosa a los tanques y continuar bombeándola nuevamente al evaporador y

así sucesivamente. Para que la fluxería sea bañada completamente durante 2 horas.

Regresar sosa a los tanques: Se para la bomba para que la sosa se regrese a los

tranques.

26

Enjuague de sosa: Se carga con agua caliente el evaporador a un nivel de ras de

calandria y se mete vapor para hervir el agua durante media hora.

Abrir registros para choques térmicos: Se solicita un mecánico para abrir los registros

intermedios del evaporador.

Realizar dos choques térmicos a la fluxería: Se mete vapor a la calandria durante 1

hora para que alcanza una temperatura como mínimo de 115 ° C. después se baña con

agua fría la fluxería para provocar el choque térmico y haya un desprendimiento de

incrustación. Se hace dos veces.

5.9.2. Limpieza mecánica

La limpieza mecánica en los evaporadores dentro del Ingenio Quesería para retirar

las incrustaciones contenidas en la fluxería de los evaporadores, se lleva a cabo después de

la limpieza química y de la siguiente manera:

Enfriar vaso y calandria para la limpieza mecánica: Después de los choques térmicos

se comienza a llenar la calandria con agua fría, así como, por el exterior de la fluxería

se baña con agua fría para enfriar fluxería y cuerpo del evaporador.

Realizar limpieza mecánica: Una vez que ya tiene temperatura ambiente la calandria

y el cuerpo del evaporador llega personal contratista externo del Ingenio y por medio

de bomba hidrocinética que maneja una presión de agua de 10000 libras, se comienza

la limpieza de la fluxería.

Probar calandria a 1.5 Kgf/cm^2: Una vez terminada la limpieza y con la calandria

llena, se sigue metiendo agua a la calandria hasta llegar a la presión de 0.5 1.5

Kgf/cm^2 para después revisar y detectar si hubo fugas en la fluxería, si no existen

fugas se procede a bajar el agua de la calandria. Si existen fugas se marcan los fluxes

dañados para después bajar el agua y reponer fluxería dañada.

27

Cerrar registros: Si no existieron fugas o si se corrigieron las fugas detectadas se

procede a cerrar registros.

Enjuague de cascarilla: Una vez cerrados los registros se carga con agua el evaporador

a un nivel a ras de calandria para después liquidarlo rápidamente hacia la fosa de

lodos de calderas y consigo sea arrastrada la mayor parte de cascarilla resultado de

las limpiezas.

Cargar vaso con jugo: Se carga el vaso del evaporador con jugo claro para

posteriormente calentarlo.

Calentar evaporador: Se mete vapor para calentar el jugo.

Poner en servicio: Una vez calentado el jugo, se pone en servicio el evaporador.

5.10. Tratamiento de incrustaciones con aparatos electromagnéticos

En los últimos años se han desarrollado diversos diseños para la prevención de

incrustaciones que dependen de corriente eléctrica o un campo magnético a cuyo efecto se

somete el jugo (James, 2004). Existen dispositivos que aplican un campo magnético al jugo,

el cual contiene sales disueltas que mayormente abundan en forma de silicatos, carbonatos y

principalmente sales de calcio y magnesio (Vázquez, 2013).

El efecto que incide de las fuerzas magnéticas sobre las sales disueltas en el jugo,

reduce el tamaño de los cristales, así aumenta la solubilidad de las sales, haciéndolas con

característica de baja adherencia ala superficies y logran con ello eliminar de manera más

fácil la incrustación(Vásquez, 2013).

La utilización de este método de tratamiento en jugo generalmente emplea imanes

permanentes o electroimanes para generar campos magnéticos pero los efectos resultantes

pueden ser diversos, en algunos casos la cantidad de incrustación en tuberías se reduce, pero

también puede existir el caso en que cuyo efecto sea mínimo (Vázquez, 2013).

28

Se duda mucho de la utilidad de los aparatos electromagnéticos, pero se cree que es

posible que logren que la incrustación sea más fácil de eliminar. Ya que el equipo no es

costoso, los aparatos han sido instalados por muchos técnicos, con la idea de que, si en alguna

forma pueden disminuir la formación de incrustaciones, su instalación habrá valido la pena

(James, 2004).

El tratamiento de jugo mediante equipos electromagnético creció debido a la poca

disponibilidad y altos costos de productos químicos, debido a esto se observó un mayor

interés científico por desarrollar nuevas tecnologías para tratar las incrustaciones. En algunos

países se han usado tratamientos químicos para resolver los problemas de incrustaciones en

las tuberías dentro de las industrias. Sin embargo, con los altos costos de productos y más

aún los daños que ocasionados al ambiente, los tratamientos químicos no ofrecen en la

actualidad una solución para resolver estos problemas (Gálvez, 2010).

5.11. Funcionamiento del neutralizador frecuencia-magnético de sólidos

La eficiencia del proceso de evaporación del jugo claro puede ser incrementada

mediante el tratamiento magnético ya que reduce las incrustaciones en las fluxerias de los

evaporadores y con esto se contribuye a reducir el uso de limpiezas químicas en la industria

azucarera. Además con la reducción de la formación de la incrustación mediante el uso de un

neutralizador frecuencia-magnético de solidos se contribuye a la reducción del uso de vapor

disminuyendo costos por su consumo (Alamino, 2015).

El funcionamiento del equipo se fundamenta en la aplicación de impulsos eléctricos

y frecuencias magnéticas sobre la línea de jugo claro donde se encuentra instalado el equipo

antes de la entrada del al primer efecto de evaporación. Estos impulsos están diseñados para

afectar los iones de las sales que pueden formar incrustaciones en las fluxerias de los

evaporadores.

La función del neutralizador frecuencia-magnético de sólidos está basada en la

neutralización de las cargas radiales que engendran los iones o sales disueltas que vienen

presentes en el jugo que se adhieren fácilmente a la fluxería de los evaporadores que son las

29

causantes de la formación de incrustaciones provocando una deficiencia en la transferencia

de calor y por consiguiente meladuras de bajo °Brix que provocan que se llene la fábrica, al

trabajar meladuras de bajo °Brix el tiempo de elaboración de las templas en el proceso de

cristalización se incrementa, haciendo lento el desalojo de la fábrica (Fregoso, 2013).

Según Fregoso (2013) las ventajas del uso del neutralizador frecuencia-magnético de

solidos son las siguientes:

Se logra mantener una evaporación contante.

Se logra un mayor periodo de tiempo de evaporación sin interrupción por limpiezas

químicas y mecánicas.

Reduce gastos de limpiezas.

Reduce el consumo de vapor.

Ayuda a mantener el °Brix de la meladura constante.

Se logra mantener la eficiencia del proceso.

5.12. Aplicaciones del neutralizador en la industria azucarera

Según Fregoso (2013) las aplicaciones que tiene el uso de neutralizador en la industria

azucarera se enfocan en prevenir incrustaciones que son generadas por los iones o sales que

viene presentes en el jugo o agua, con el fin de evitar la aplicación de limpiezas químicas.

Sistemas de Precalentamiento.

Sistemas de evaporación.

Calderas.

Molienda.

Superficies de enfriamiento en donde se use agua cruda en recirculación.

Superficies en general.

30

6. PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO

6.1. Instalación del equipo

El neutralizador frecuencia-magnético de sólidos ya se encontraba instalado dentro

del Ingenio Quesería. El equipo se puso en servicio el día 19 de noviembre del 2015 durante

el segundo turno.

El neutralizador frecuencia-magnético de sólidos se instaló en la línea de jugo claro

justo antes de la entrada del jugo al primer efecto en la etapa de evaporación, la evaluación

del equipo se realizó durante el ciclo de zafra 2015/2016.

El equipo se evaluó de acuerdo a los siguientes puntos:

Generación de vapor del primer efecto (Kgf/cm^2) y °Brix de la meladura del último

efecto de evaporación.

Revisión física del estado de incrustación en la fluxería de los evaporadores.

Evaluación del tiempo limpiezas de cada evaporador.

Evaluación económica de la reducción en tiempo de limpieza y consumo de sosa.

6.2. Generación de vapor del primer efecto y °Brix de la meladura del último efecto de

evaporación

Para determinar la presencia o ausencia de incrustaciones en el sistema de

evaporación de quíntuple efecto en el Ingenio Quesería los parámetros más importantes son

la generación de vapor en el pre evaporador # 1 y el °Brix de salida del jugo (meladura) en

el último vaso de evaporación. Para una buena eficiencia en el sistema de evaporación la

meladura se debe mantener entre 68 y 72 °Brix y así evitar paros de moliendas por atrasos

en limpiezas. Se consideró que para una buena eficiencia en la transferencia de calor en el

sistema de quíntuple efecto de evaporación se necesita una generación de vapor vegetal V1

de al menos 0.5 Kgf/cm^2.

31

Para el análisis de generación de vapor del primer efecto se utilizó el programa de

control automático del Ingenio Quesería. Los estadísticos y gráficas fueron extraídos de un

apartado llamado históricos, donde se registra continuamente parámetros y variables de

proceso de cada etapa del proceso de elaboración de azúcar en el Ingenio.

En las gráficas que se realizaron se representó la generación de vapor del pre-

evaporador #1 y los días en que estuvo en servicio el neutralizador frecuencia-magnético de

solidos sin interrupción por limpiezas químicas y mecánicas. Se analizó la eficiencia del

sistema de evaporación mediante la generación de vapor vegetal V1 del pre evaporador #1.

Se analizaron graficas de cuando no estuvo en servicio el neutralizador para evaluar la

eficiencia en la trasferencia de calor del pre evaporador #1.

Para analizar el °Brix de la meladura en el último efecto de evaporación se tomaron

datos del sistema del Ingenio Quesería, de un apartado llamado hoja diaria de reportes de

laboratorio de fábrica, donde se registran todos los análisis de laboratorio realizados a cada

etapa del proceso. Se registró en tablas el día y el °Brix de la meladura y se realizaron las

gráficas para posteriormente analizarlas.

6.3. Revisión física del estado de incrustación en la fluxería de los evaporadores

En este punto se realizaba una revisión física del estado de incrustación en el pre

evaporador # 1. La revisión se llevaba a cabo cada que el pre evaporador #1 salía de servicio

para realizarle limpieza.

Con el fin de evaluar el buen funcionamiento del neutralizador la revisión se llevó a

cabo antes de realizar cualquier tratamiento químico con el fin de observar la formación de

incrustación estando en servicio el equipo. Cuando el neutralizador frecuencia-magnético de

sólidos no se encontraba en servicio también se llevaba a cabo una revisión física de estado

de incrustación en la fluxería del pre evaporador #1 antes de realizarse la limpieza química,

esto con el fin de comparar el estado de incrustación de las fluxerias del pre evaporador #1.

32

6.4. Evaluación del tiempo limpiezas de cada evaporador

Con el fin de evaluar que el neutralizador estuviera trabajando de manera adecuada

se decidió realizar una prueba eliminando las actividades en las que interviene la sosa

(Limpieza química). Mediante el punto anterior se comprobó que con el uso del neutralizador

se puede eliminar el uso de la limpieza química en los evaporadores.

Se realizó una evaluación del tiempo de limpiezas para cada evaporador del Ingenio

Quesería, se hizo una tabla en la que se menciona el tiempo y la actividad que se realiza

durante la limpieza de cada evaporador. Este punto se hizo para comparar el tiempo

aproximado en que se lleva a cabo la limpieza normal de cada evaporador y la limpieza

llevada a cabo cuando se encuentra en servicio el neutralizador frecuenciomagnetico de

sólidos y así comprobar el ahorro en tiempos de limpieza.

6.5. Evaluación económica de la reducción en tiempo de limpieza y consumo de sosa

Con base a información recopilada mediante las bases de datos y un programa de

limpiezas de cada evaporador del Ingenio Quesería. Se realizó un análisis comparativo de

costos en limpiezas realizadas durante la zafra 2014/215 y la zafra 2015/ 2016 para evaluar

el ahorro en limpiezas y consumo de sosa cuando se encontraba instalado el neutralizador

frecuencia-magnético de sólidos. Esta evaluación se realizó con el fin de evaluar la

factibilidad de la adquisición de equipo ya que solo se encontraba instalado a nivel de planta

piloto dentro del Ingenio Quesería.

33

7. RESULTADOS

7.1. Generación de vapor del primer efecto y °Brix de la meladura de último efecto de

evaporación

En primer periodo de tiempo en que el equipo se puso en servicio fue del 25 de

noviembre del 2015 al 02 de diciembre del 2015. La Figura 2, muestra el periodo de trabajo

del pre evaporador # 1 estando en línea el neutralizador, en la gráfica se observa que la mayor

parte del tiempo que estuvo en servicio el pre evaporador # 1 la generación de vapor vegetal

V1 se mantuvo por debajo de 0.5 Kgf/cm^2, con unos pocos picos arriba de esta presión, esto

fue debido a que en el arranque del ciclo de zafra 2015/2016 el pre evaporador #1 entró en

servicio sin habérsele realizado una limpieza por lo cual en este lapso de tiempo no pudo ser

evaluado el funcionamiento del neutralizador.

Figura 2. Presión de generación de vapor V1 durante el periodo del 25 de noviembre del

2015 al 02 de diciembre del 2015.

34

En la figura 3 se observa el comportamiento del °Brix cuando se puso en servicio el

neutralizador en su primer periodo. El °Brix de la meladura se mantuvo en un rango bajo de

entre 63 y 66 °Brix debido a que como se mencionó el pre evaporador arranco sin habérsele

realizador limpiezas química y mecánica. Como se observó en la figura 2 la poca presión de

generación de vapor V1 debido a que el pre evaporador estaba sucio, aun así el vaso duro 7

días operando.

Figura 3. °Brix de la meladura a la salida del último efecto de evaporación con neutralizador

en servicio en el periodo del 25 de noviembre al 02 de diciembre del 2015.

60

62

64

66

68

70

0 1 2 3 4 5 6 7

35

En la Figura 4, muestra la generación de vapor V1 durante el periodo del 05 de

diciembre del 2015 al 11 de diciembre del 2015 en que estuvo trabajando el neutralizador

después haber realizado la limpieza al pre evaporador #1. El pre evaporador #1 se mantuvo

operando durante 6 días sin interrupción por limpiezas.

En la figura 4, se observa que la presión de vapor V1 se mantiene en un 95%

aproximadamente del tiempo por arriba de 0.5 Kgf/cm^2 con picos bajos de hasta 0.35

Kgf/cm^2 aproximadamente, los picos que llegan a 0.0 Kgf/cm^2 son interrupciones por

paros de molienda. Por lo que se puede asegurar que durante esos días se tuvo una buena

eficiencia del proceso de evaporación.

Figura 4. Presión de generación de vapor V1 durante el periodo del 05 de diciembre del 2015

al 11 de diciembre del 2015.

36

En la figura 5 se observa que el °Brix de la meladura se mantuvo entre 68 y 71 °Brix.

Debido a la buena eficiencia en la trasferencia de calor en °Brix se mantuvo en ese rango

durante 7 días de operación comprobándose que la deposición de incrustación no era tan

fuerte.

Figura 5. °Brix de la meladura a la salida del último efecto de evaporación con neutralizador

en servicio en el periodo del 05 de diciembre al 11 de diciembre del 2015.

64

66

68

70

72

0 1 2 3 4 5 6 7 8

37

En la Figura 6, se muestra la generación de vapor V1 durante el periodo tiempo del

05 de enero del 2016 al 12 de enero del 2016 en que estuvo trabajando el neutralizador

después haber realizado la limpieza al pre evaporador #1. Durante este periodo se observa

que la presión de generacion V1 logro mantenerse en un 95% aproximadamente del tiempo

por arriba de 0.5 Kgf/cm^2. Los picos que se observan por debajo de 0.5 Kgf/cm^2 son

interrupciones por paros de molienda.

Figura 6. Presión de generación de vapor V1 durante el periodo del 05 de enero del 2016 al

12 de enero del 2016.

38

En la figura 7 se observa el comportamiento del °Brix estando en línea en

neutralizador, en la gráfica se observa que el °Brix de la meladura se comporta se forma

decreciente, sin embargo, la meladura se mantiene por arriba de 68°Brix durante ese periodo.

Debido a que hubo una buena eficiencia en la trasferencia de calor la meladura se mantuvo

dentro de ese rango, lo que provoco un menor consumo de vapor y se comprobó que la

incrustación en el pre evaporador no era fuerte, generando que el tiempo de operación del

pre evaporador #1 fuera de 7 días sin interrupción por limpiezas.

Figura 7. °Brix de la meladura a la salida del último efecto de evaporación con neutralizador

en servicio en el periodo del 05 de enero del 2016 al 12 de enero del 2016.

66

68

70

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

39

En la Figura 8, se muestra la generación de vapor V1 durante el periodo tiempo del

03 de febrero del 2016 al 12 de febrero del 2016 en que estuvo trabajando el neutralizador

después haber realizado la limpieza al pre evaporador #1. El pre evaporador #1 se mantuvo

trabajando durante 9 días, este es uno de los periodos que mayor tiempo estuvo en servicio

el pre evaporador #1 sin interrupción por limpieza.

El sistema de evaporacion de Ingenio Queseria cuenta con 7 vasos evaporadores y

trabaja con quintuple efecto estando uno en limpieza diaria. El tiempo que dura la limpieza

de cada vaso tanto quimica como mecanica es de 18 a 19 horas lo que da que a cada vaso se

limpia en promedio cada 5 o 6 dias. En este periodo de tiempo salió a limpieza el vaso numero

3 encontrándose un daño en aproximadamente 30 fluxes por lo que estuvo en mantenimiento

3 dias alargando el periodo de las limpiezas para los demas vasos; aun asi se observa en el

grafico que la presion de generacion de V1 logro mantenerse en un 85% aproximadamente

del tiempo por arriba de 0.5 Kgf/cm^2.

Figura 8. Presión de generación de vapor V1 durante el periodo del 03 de febrero al 12 de

febrero del 2016.

40

En la figura 9 se observa que el °Brix de la meladura va en aumento, manteniéndose

entre 68 y 72 °Brix. Lo que comprobó que con el uso del neutralizador se disminuyó la

velocidad de deposición de la incrustación en la fluxería del evaporador, aumento el tiempo

de operación y se mantuvo una buena eficiencia en la transferencia de calor durante los 9

días.

Figura 9. °Brix de la meladura a la salida del último efecto de evaporación con neutralizador

en servicio durante el periodo del periodo del 03 de febrero al 12 de febrero del 2016.

Alguna de las observaciones de los operadores de evaporacion sobre el equipo fue

que ellos mencionan que los primeros efectos no toleraban mas de 6 dias sin limpieza, ya que

ellos observaban que la generacion de vapor de V1 siempre cain al septimo dia por debajo

de 0.45kgf/cm2 y la meladura por debajo de 68 °Brix.

62

64

66

68

70

72

0 2 4 6 8 10

41

El dia 05 de marzo del 2016 el neutralizador frecuencio-magnético de sólidos fue

desintalado por cuestiones de la empresa. Esto sirvió para evaluar la eficiencia en la

tranferencia de calor del pre evaporador #1 y el comportamiento del °brix a la salida del

último vaso de evaporación sin que estuviera en servicio el equipo.

En la Figura 10, se muestra la generación de vapor V1 durante el periodo tiempo del

06 de marzo del 2016 al 09 de marzo del 2016 en que estuvo trabajando el pre evaporador

#1 sin interrupción por limpiezas y sin estar en servicio el neutralizador. Durante este periodo

se observa que el 95% aproximadamente del tiempo la presion de vapor V1 se mantuvo por

arriba de 0.5 Kgf/cm^2.

Figura 10. Presión de generación de vapor V1 durante el periodo del 06 de marzo del 2016 al

09 de marzo del 2016.

42

En la figura 11 se observa el comportamiento del °Brix cuando no se encontraba en

servicio el neutralizador. El °Brix disminuyó conforme pasaron los días notándose un

incremento en la formación de incrustaciones en el evaporador. En tan solo 3 días la

meladura disminuyó a valores menores de 68°Brix provocando que el vaso saliera a limpieza

química y mecánica. Con esto se comprobó que sin el uso del neutralizador la velocidad de

deposición de incrustaciones en la fluxería del evaporador aumenta, provocando una

disminución en la transferencia de calor y el tiempo de operación, lo que aumenta el consumo

de vapor para mantener la generación de vapor V1 arriba de 0.5 Kgf/cm^2 y así mantener

la meladura arriba de 68° Brix.

Figura 11. Brix de la meladura a la salida del último efecto de evaporación sin neutralizador

en servicio durante el periodo del 06 de marzo del 2016 al 09 de marzo del 2016.

60

62

64

66

68

70

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

43

En la Figura 12, se muestra la generación de vapor V1 durante el periodo tiempo del

11 de marzo del 2016 al 16 de marzo del 2016 en que estuvo trabajando el pre evaporador

#1 sin interrupción por limpiezas y sin estar en servicio el neutralizador. Durante estos días

la presión de vapor V1 se mantuvo arriba de la 0.5 Kgf/cm^2 con muchos picos por debajo

de esta presión debido a paros por molienda. Cuando no se encontraba en servicio en

neutralizador, el evaporador solo duraba operando entre 5 y 6 días, a diferencia del tiempo

de operación del evaporador cuando estaba en servicio el neutralizador se duraba operando

arriba de 7 días.

Figura 12. Presión de generación de vapor V1 durante el periodo del 11 de marzo del 2016 al

16 de marzo del 2016.

44

En la figura 13 se observa el comportamiento del °Brix cuando no se encontraba en

servicio el neutralizador, en el que la meladura se mantiene por debajo de 68°Brix,

manteniéndose entre 66 y 68 °Brix durante este periodo. El pre evaporador #1 solo duro

operando 5 días por la poca eficiencia en la trasferencia de calor y un incremento en la

formación de incrustación, con esto la presión de vapor V1 se aumenta para mantener el °Brix

entre esos valores, provocando un mayor consumo de vapor en el pre evaporador #1.

Figura 13. Brix de la meladura a la salida del último efecto de evaporación sin neutralizador

en servicio en el periodo del 11 de marzo del 2016 al 16 de marzo del 2016.

60

62

64

66

68

70

0 1 2 3 4 5 6 7

45

7.2. Revisión física del estado de incrustación en la fluxería de los evaporadores

La revisión física del pre evaporador # 1 se realizaba cada que el pre 1 salía a limpieza

y antes de cualquier tratamiento químico. Como se observa en las siguientes fotografías la

capa de incrustación es bastante gruesa pero muy suave a la vez que se desprendía con un

simple rascateo, por lo que se decidió no usas sosa para la limpieza química simplemente se

le daba un enjuague con agua caliente para desendulzar la fluxería y después enfriar la

calandria y hacer limpieza mecánica directamente. Después de la limpieza mecánica se

observaba que la fluxería quedaba limpia en un 95% aproximadamente sin necesidad de usar

sosa caustica.

Figura 14. Estado de incrustación en la fluxería de del pre evaporador #1 con neutralizador en

servicio.

46

Cuando no se encontraba el neutralizador en servicio se observó que la incrustación

en la fluxería del evaporador era difícil de desprender, después de haber realizado la limpieza

química la incrustación se observa suave, de manera similar a como se observó cuando el

neutralizador se encontraba en servicio, con la diferencia de que con el uso del neutralizador

no se requería hacer limpieza química. Debido a que cuando se desinstaló el equipo la

deposición de incrustación se observó bastante fuerte y difícil de desprender se necesitó

realizar limpieza química y mecánica (Figura 15).

Figura 15. Estado de incrustación en la fluxería de del pre evaporador #1 sin neutralizador en

servicio.

47

7.3. Evaluación del tiempo de limpiezas de cada evaporador

Con el uso del neutralizador frecuencia-magnético de sólidos y de acuerdo a las

condiciones de incrustación que tenía la fluxería del evaporador al salir de servicio como se

observó en las fotografías anteriores, se optó por realizar una prueba eliminando las

actividades en las que interviene la sosa (limpieza química). Como se mencionó

anteriormente el tiempo de limpiezas para cada evaporador en el Ingenio Quesería tiene una

duración entre 18 y 19 horas, en la siguiente tabla se enlista por orden cada actividad que se

realiza durante la limpieza de los evaporadores.

Tabla 2. Tiempo normal de limpiezas de cada evaporador.

Sacar de servicio el vaso 30 minutos

Realizar enjuague de dulce con agua caliente 45 minutos

Liquidar enjuague de dulce 15 minutos

Bombear sosa al evaporador 40 minutos

Llevar temperatura de la sosa a 65centigrados 15 minutos

Dejar hirviendo en olla 180 minutos

Recircular sosa en el evaporador 60 minutos

Regresar sosa a los tanques 15 minutos

Realizar enjuague de la sosa 15 minutos

Abrir registros para choques térmicos 60 minutos

Realizar dos choques térmicos a la fluxería 60 minutos

Enfriar vaso y calandria para la limpieza

mecánica

60 minutos

48

Realizar limpieza mecánica 360 minutos

Probar calandria a 1.5 Kgf/cm^2 60 minutos

Cerrar registros 30 minutos

Enjuague de cascarilla 30 minutos

Cargar vaso con jugo media hora 15 minutos

Calentar evaporador 30 minutos

Poner en servicio 60 minutos

Total sin neutralizador 1120 min = 18:45 horas

Total con neutralizador 795 min = 13:15 horas

Con la eliminación de la limpieza química el tiempo promedio queda en 13 horas con

15 min aproximadamente. En la figura 16 se muestra una comparación grafica del tiempo en

horas de limpiezas con tratamiento químico (18:45 horas) y sin tratamiento químico (13.45

horas).

Figura 16. Comparación del tiempo (horas) entre limpiezas.

18.45

13.15

02468

1012141618202224

1 2

Comparación del tiempo de limpiezas con

tratamiento químico y sin tratamiento químico.

49

7.4. Evaluación económica de la reducción en tiempo de limpieza y consumo de sosa

Derivado de la eliminación de la limpieza química en los evaporadores se observa un

ahorro significativo en el consumo de sosa, el cual se detalla en la siguiente tabla.

Tabla 3. Evaluación económica de la reducción en tiempos de limpieza y consumo de sosa.

En la tabla anterior se observan una comparación de costos en limpieza y consumo

de sosa realizados durante la zafra 2014/2015 y la zafra 2015/2016. Durante la zafra

2015/2016 se observa un ahorro significativo de gastos en limpieza y consumo de sosa, esto

es debido a que cuando estuvo en servicio el neutralizador frecuencia-magnético de solidos

se eliminó el uso de sosa, además de que se realizaron menos limpiezas porque el tiempo de

operación de los evaporadores se alargaba más. Con esto se logró un ahorro en limpieza y

consumo de sosa de $153,187.20.

Estos resultados se pretenden mostrar al Ingenio Quesería en el periodo de proyectos

2016 para que se determine si se compra el equipo como una inversión.

ZAFRA EVAPORADOR COSTO DE

LIMPIEZA POR EVAPORADOR

# DE LIMPIEZAS

A LA FECHA

COSTO POR LIMPIEZA A LA

FECHA

CONSUMO DE SOSA A

LA FECHA KG SOSA/TCM

TONELADAS DE CAÑA MOLIDA

A LA FECHA

2014/2015

PRE 1 4480 8 $35,840.00

0.1384 392036.00

PRE 2 4480 8 $35,840.00

VASO 1 Y 2 4842.4 8 $38,739.20

VASO 3 2372.4 8 $18,979.20

VASO 4 2372.4 7 $16,606.80

VASO 5 2372.4 8 $18,979.20

TOTALES $164,984.40 $217,120.00

2015/2016

PRE 1 4480 8 $35,840.00

0.0466 428740.00

PRE 2 4480 7 $31,360.00

VASO 1 Y 2 4842.4 7 $33,896.80

VASO 3 2372.4 7 $16,606.80

VASO 4 2372.4 7 $16,606.80

VASO 5 2372.4 7 $16,606.80

TOTALES $150,917.20 $78,000.00

AHORRO EN LIMPIEZA Y CONSUMO DE SOSA $14,067.20 $139,120.00 36,704.00

AHORRO TOTAL A LA FECHA $153,187.20

50

8. CONCLUSIONES

En base los resultados obtenidos para el seguimiento que se le dio al equipo llamado

neutralizador frecuencia-magnético de sólidos, los estudios realizados indican que con el uso

de este equipo se disminuye la formación de incrustaciones en las fluxerias de los

evaporadores. Con la implementación del equipo se lograron neutralizar las cargas radiales

que engendras los iones o sales disueltas que vienen presentes en el jugo que son causantes

de la formación de incrustaciones.

Utilizando el neutralizador como una alternativa para reducir las incrustaciones se

mejoró la eficiencia del proceso de evaporación del Ingenio Quesería. Los resultados de la

evaluación realizada del equipo indican que se tuvo una buena eficiencia en la trasferencia

de calor en los evaporadores y por lo tanto, una reducción del consumo de vapor.

Con el uso del neutralizador se contribuyó al buen funcionamiento del sistema de

evaporación debido a una menor deposición de incrustación en la fluxería de los

evaporadores, se redujo el uso de energía, se aumentó el tiempo de operación del sistema de

evaporación y se prolongó el tiempo de los ciclos entre limpiezas.

Se logró mantener el mantener la meladura entre 68 y 72 °Brix cuando se encontraba

en servicio el neutralizador y por consiguiente se mantuvo una buena eficiencia en el sistema

de evaporación, lo que evito paros de molienda por atrasos en limpieza de evaporadores.

Los métodos comúnmente utilizados para eliminar las incrustaciones en evaporadores

en el Ingenio son la limpieza química y mecánica. Con la implementación del neutralizador

frecuencia-magnético de sólidos y mediante las pruebas realizadas se logró eliminar las

limpiezas químicas. Se demostró que con el uso del equipo se presentan menores costos en

limpieza y consumo de sosa con respecto a la zafra anterior. Además de que los tiempos de

limpieza para cada evaporador se redujeron con la eliminación de la limpieza química.

51

Al eliminar las limpiezas químicas, el consumo de sosa se disminuyó y por tanto los

desechos generados durante el proceso de limpieza en los evaporadores, contribuyendo a una

menor contaminación ambiental.

Mediante la evaluación económica de los costos de limpieza y consumo de sosa se

determinó que es factible la adquisición de equipo debido al ahorro de $153,187.20 que se

tuvo en la zafra 2015/2016 con respecto a los gastos realizador en la zafra anterior.

Una de las limitaciones que se tuvieron durante el período de residencias en el Ingenio

Quesería fue el neutralizador frecuencia-magnético de sólidos solo se encontraba instalado

en la fábrica a nivel de planta piloto y por cuestiones de la empresa el equipo fue desinstalado

el dia 05 de marzo del 2016. Por tal motivo no se pudo cumplir uno de los objetivos generales

que era el monitorear las variables fisicoquimicas para determinar que el neutralizador

estuviera trabajando de manera adecuada. Sin embargo, se cumplieron todos los demas

objetivos, concluyendo que fue efectiva la metodologia llevada a cabo para darle seguimiento

al neutralizador.

El período de tiempo en que no se encontraba en operación el neutralizador dentro

del Ingenio sirvió para evaluar y hacer una comparación de la eficiencia del sistema de

evaporación estando y no en línea el equipo. Con esto se obtuvieron las siguientes

conclusiones; en el periodo sin neutralizador la eficiencia en la trasferencia de calor

disminuye por incremento en la formación de incrustaciones en la fluxería del evaporador,

se consumió más vapor durante esos días con el fin de mantener el °Brix de la meladura

constante y se disminuyó el tiempo de operación de cada evaporador, y por tanto, aumento

en número de ciclos entre limpiezas y como la incrustación era más fuerte se requirió utilizar

nuevamente la limpieza química.

Mediante la evaluación realizada queda demostrado que el neutralizador frecuencia-

magnético de sólidos que es un buen método para tratar el jugo claro y así evitar

incrustaciones. Además de su fácil instalación, el equipo no requiere mantenimiento, no usa

químicos y es de bajo costo por lo que si es factible la instalación dentro del Ingenio Quesería.

52

Recomendaciones

1. Se recomienda la instalación de neutralizador en el Ingenio Quesería con el fin de

evitar paros de molienda por atrasos en limpiezas químicas y mecánicas.

2. Mantener una buena eficiencia en la trasferencia de calor dentro del sistema de

evaporación con el fin de evitar lo más posible trabajar con meladuras de bajo °Brix

y así no provocar que el tiempo de elaboración de las templas en el proceso de

cristalización se incremente y haga más lento el proceso en la fábrica.

3. En caso de que el equipo llegue a ser instalado se recomienda instalarlo en la línea de

jugo claro antes de la entrada al primer vaso de evaporación, eliminar las limpiezas

químicas y que los tiempos de operaciones se alarguen entre 7 y 10 días según las

condiciones de incrustaciones en la fluxerias de lo evaporadores.

4. Se recomienda hacer un estudio sobre los factores que provocan la formación de

incrustaciones en la fábrica con el fin de buscar más alternativas para el tratamiento

de estas en caso de que no se llegara a instalar el equipo.

5. El equipo puede ser instado en la línea de alimentación de jugo alcalizado a los

calentadores de jugo con el fin de neutralizar las cargas radiales que engendran los

iones o sales disueltas en el jugo y así evitar incrustaciones en las fluxerias lo los

intercambiadores de calor o calentadores de jugo.

53

9. COMPETENCIAS DESARROLLADAS Y/O ADQUIRIDAS

Durante el tiempo en que estuve desarrollando mi Residencia Profesional en el

Ingenio Quesería pude desarrollar dentro del ámbito laboral las siguientes competencias:

Competencias interpersonales

Dentro de las competencias interpersonales desarrolladas durante mi estadía se

encuentran la capacidad de trabajar en equipo, la comunicación que tuve con profesionales

de otras áreas, habilidad de trabajar en el ámbito laboral y aprender a tomar decisiones. Así

como, además de realizar actividades del proyecto, también tenía disponibilidad de servicio

para realizar otro tipo de actividades y esto me sirvió para aprender más sobre el proceso

completo y desarrollarme aún más dentro del ámbito laboral.

Habilidades de investigación

Apliqué herramientas metodológicas de investigación, desarrollé habilidades de

comprensión de lectura y gestión de información de diversas fuentes (libros, manuales,

artículos, tesis) con el fin de organizar, analizar y sintetizar información verídica para el

desarrollo de este trabajo.

Herramientas de comunicación oral y escrita

Durante el tiempo de realización de este proyecto me empecé a desarrollar dentro del

ámbito laboral, por lo que empecé a tener relación laboral con los demás trabajadores con el

fin de gestionar información sobre el proyecto, aprender sobre el proceso y comprender más

sobre las actividades realizadas. Aprendí a presentar de forma oral y escrito avances del

proyecto a mis asesores con el fin de ser evaluado y recibir sugerencia sobre el trabajo.

También desarrollé habilidades de expresión escrita, aplique técnicas de redacción de trabajo.

54

Habilidades de recopilación de información experimental

Para la obtención de los resultados tuve que investigar, seleccionar y organizar

información relacionada con el proyecto. También hice representaciones graficas de la

información experimental obtenida y aprendí a usar software para realizar dichos gráficos.

Competencias de instrumentación y control

Para entender el proceso de elaboración de azúcar y tener información necesaria para

la elaboración del presente proyecto tuve que aprender en el área de instrumentación y control

del proceso de elaboración de azúcar del ingenio quesería la simbología utilizada, conocer

las variables medidas en el proceso (temperatura, presión, nivel, flujos, etc.), conocer el

proceso de evaporación y las variables que se controlan en ese proceso con el fin de obtener

información adecuada para desarrollar el proyecto. Además de que desarrolle técnicas de

control del proceso.

Competencias de operaciones unitarias

Analice el proceso de elaboración de azúcar donde se involucran distintas operaciones

unitarias, enfocándome en aprender sobre el proceso de evaporación de Ingenio Quesería y

sobre sobre la eficiencia en su proceso. Adquirí conocimientos sobre la trasferencia de calor

de los evaporadores.

Competencias de ingeniería económica

Utilicé conocimientos básicos de ingeniería económica con el fin de evaluar la

factibilidad del equipo, realice un análisis de costos en limpieza y se comparó con costos

anteriores, se resolvió una problemática y se redujeron costos. Desarrollé habilidades para el

análisis de la información obtenida.

55

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y VIRTUALES

Alamino Ortega D.J. (2015). Tratamiento magnético de agua (TMA): teorías y

efectos del equipo industrial de TMA. Universitario Enrique Rodríguez. Universidad

de Matanzas.

Cardona Montoya M.L. (2009).seguimiento de las variables fisicoquímicas del

clarificador SRI y verificación de la eficiencia del tacho continuo FLETCHER

SMITH para la optimización de la elaboración de azúcar en el Ingenio Risalda. Tesis.

Universidad de Pereida.

Crespo H. (1998). Historia del azúcar en México. Centro fondo de cultura económica

S.A de C.V. pág. 11.

Documento ISO 9001:2008. Área de elaboración: Clarificación, evaporación,

centrifugado y secado.

Fregoso Castillo G.A. (2013). Especificación del neutralizador frecuenciomagnético

de sólidos. NFS Industrial S.A. de C.V. Zapopan Jalisco.

Gálvez Vidaurre C. (2010). Uso de desincrustante magnético (DM) para mejorar la

calidad del agua industrial. Ingeniería Industrial. Universidad de Lima. Lima Perú.

Gómez C. (2010). Optimización del proceso de clarificación de meladura mediante

el seguimiento de nueve variables fisicoquímicas en el Ingenio Risalda S.A. Tesis.

Universidad tecnológica de pereida.

Grobmann D. & Peláez M. (2003). Remoción y prevención de incrustaciones en las

fábricas productoras de azúcar de caña. Laboratorios KEBO. Alemania.

Honig Pieter. (1983). Principios de la tecnología azucarera: Propiedades de los

azucares y no azucares.

Inacal. (1992). Incrustaciones de lechada de Cal. Factores que provocan las

incrustaciones. INACESA. Chile.

James C.P Chen. (2004). Manual del azúcar de caña. México D.F. Editorial LIMUSA

S.A. de C.V.

56

Linares Morales M.J. (2014). Evaluación comparativa técnica y económica de los

métodos de limpieza Hidrocinetica y limpieza Química para evaporadores tipo

ROBERTS en Ingenios azucareros. Tesis. Universidad de San Carlos. Guatemala.

Maturana S. (1990). El azúcar problema en México. México D.F. Centro de

investigaciones agrarias.

Melville R. (2000).El desarrollo económico de las haciendas azucareras en Morelos.

México D.F.

Pérez León C.F. (2014). Análisis de incidencias de incrustaciones que afectan la

transferencia de calor en los intercambiadores de tubo y coraza de manera horizontal,

durante el proceso de elaboración de azúcar en el Ingenio “San Carlos”. Tesis de

grado. Universidad de Guayaquil. Ecuador.

Ramos Rodríguez A.A. (2009). Procesos de elaboración de azúcar y etanol de caña.

Universidad del valle. Unidad de artes gráficas de la facultad de ciencias naturales y

exactas.

SAGARPA. (2012). Importancia agroindustrial del azúcar de caña.

Vásquez. R. (2003). Dispositivo magnético para tratamiento de agua y otros fluidos.

Patente.

Velasco M.A., Coutorier A., Millot E. (2003). Azúcar. Fundación produce de

Veracruz, A.C.

57

11. ANEXOS.

Anexo 1.

Puesta en servicio del neutralizador frecuenciomagnético de sólidos. 2do turno del

día 19 de noviembre del 2015.

58

Anexo 2.

Tablas realizadas de los datos obtenidos de la hora diaria de reportes de laboratorio

de fábrica.

Día °Brix

25/11/2015 63.4

26/11/2015 65.5

27/11/2015 65.4

28/11/2015 64.59

29/11/2015 63.4

30/11/2015 63.1

01/12/2015 63

Día °Brix

05/01/2016 69.4

06/01/2016 69.8

07/01/2016 69.3

08/01/2016 68.9

09/01/2016 69.05

10/01/2016 68.9

11/01/2016 68.4

12/01/2016 68.1

Día °Brix

03/02/2016 68.4

04/02/2016 68.2

05/02/2016 68.03

06/02/2016 68.06

07/02/2016 68.6

08/02/2016 70.5

09/02/2016 68.9

10/02/2016 71.4

11/02/2016 70.6

12/02/2016 70.1

05/12/2015 70.3

06/12/2015 69.4

07/12/2015 69

08/12/2015 69.3

09/12/2015 68.8

10/12/2015 68.1

11/12/2015 68.4

Día °Brix

06/03/2016 69.3

07/03/2016 69

08/03/2016 68.4

09/03/2016 67.4

Día Brix

11/03/2016 67.7

12/03/2016 66.8

13/03/2016 66.4

14/03/2016 65.8

15/03/2016 66.3

16/03/2016 66.6