Evaluación técnica y económica de la implementación de un sistema de evaporación de múltiple efecto en los procesos productivos de la panela

Abstract

En este trabajo se obtuvo un modelo matemático conglomerado para resolver los balances de materia y energía para plantas de producción de panela (azúcar no centrifugado) con tecnología de evaporación múltiple efecto, con el objetivo de determinar todas las corrientes de proceso, sus requerimientos energéticos y de servicios, y plantear un análisis económico para determinar la factibilidad de la tecnología en mención en la agroindustria panelera. Para sustentar los modelos matemáticos y análisis económico se evaluaron dos plantas de producción, 50 kg/h y 200 kg/h de panela, ubicadas en la estación experimental CIMPA-CORPOICA en Barbosa Santander y en la finca Santa Bárbara de Suaita Santander respectivamente, y se logró demostrar que los modelos presentados son acordes a los comportamientos observados en las plantas en mención. Se determinó que el consumo térmico corresponde a 4,49 kilogramos de vapor por cada kilogramo de panela producido, mientras que la potencia eléctrica requerida es de 0,148 kW por kilogramo producido. El consumo de combustible al usar la tecnología de evaporación de múltiple efecto es de 1,16 kilogramos de bagazo por kilogramo de panela, mientras que en otras tecnologías oscila entre 1,5 y 2,09. Finalmente se determinó que la mínima capacidad instalada de producción para hacer esta tecnología aplicada a la panela factible, es de 330 kilogramos de panela por hora.

In this work we obtained a mathematical model to solve mass and energy balances for non centrifuged sugar (panela) plants with multi-effect evaporation technology, with the objective of determining all process currents, their energy and service requirements, and raise an economic analysis to determine the feasibility of the technology in the non centrifuged agribusiness. To support mathematical models and economic analysis, two production plants, 50 kg/h and 200 kg/h of non centrifuged sugar were evaluated, at the CIMPA-CORPOICA experimental station in Barbosa Santander and at the Santa Bárbara, Suaita Santander farm, respectively. Was able to demonstrate that the presented models are in agreement with the behaviors observed in this plants. Thermal consumption corresponds to 4,49 kilograms of steam per kilogram of non centriduged suga, and the required electrical power is 0,148 kilowatts per kilogram produced. Fuel consumption using the multi-effect evaporation technology is 1,16 kilograms of bagasse per kilogram of panela, while in other technologies it ranges between 1,5 and 2,09. Finally it was determined that the minimum installed capacity of production to make this technology feasible is 330 kilograms of non centrifugued sugar per hour.