Simulación y estudio económico de las mejoras en el proceso de saponificación de una planta de producción de jabón

Abstract

El objetivo general de este trabajo fue proponer mejoras en el proceso de saponificación en la planta de una empresa de fabricación de jabón para aumentar la producción y reducir los costos que se tienen sin recurrir a inversiones mayores. Para esto se realizó un esquema del proceso actual de saponificación y un diagnóstico inicial para determinar los puntos críticos que se tienen. En base a estos puntos críticos se diseñaron propuestas por medio de cálculos en un software simulador. Además de la obtención de los datos técnicos, se realizó una estimación de costos de equipo y otros análisis económicos para evaluar la viabilidad de estas propuestas. Se propone aumentar la capacidad del reactor para que este pueda manejar 2000 kg/h de producto. Se conseguirá esto adquiriendo otro reactor agitado de 7.24 metros cúbicos de capacidad. Se propone también un nuevo diseño del intercambiador de calor, con un área de transferencia de calor mayor de 4.68 metros cuadrados y una caída de presión mucho menor, de 154 kPa. Los parámetros económicos evaluados tienen valores elevados y la razón de esto se reduce básicamente a la compra, flete e instalación de los nuevos equipos propuestos, y seguir utilizando lo que aún esté disponible. Esta es política de la empresa y por tanto es a partir de todo este análisis que las propuestas de este trabajo son viables para la empresa técnica y económicamente. A partir de estos valores, la viabilidad del proyecto queda confirmada técnica y económicamente.

The general purpose of this work was to propose improvements in the saponification process at a soap manufacturing company’s plant to increase production and reduce costs without resorting to major investments. To achieve this, an outline of the current saponification process was made, and an initial diagnosis was conducted to identify the critical points. Based on these critical points, proposals were designed using calculations in simulation software. In addition to obtaining technical data, a cost estimation for equipment and other economic analyses were carried out to assess the feasibility of these proposals. It is proposed to increase the reactor’s capacity to handle 2000 kg/h of product. This will be achieved by acquiring another agitated reactor with a capacity of 7.24 cubic meters. A new heat exchanger design is also proposed, with a larger heat transfer area of 4.68 square meters and a much lower pressure drop of 154 kPa. The evaluated economic parameters show high values, primarily due to the purchase, transportation, and installation of the proposed new equipment while continuing to use the equipment still available. This is in line with the company’s policy, and thus, based on this analysis, the proposals in this work are technically and economically viable for the company. Based on these values, the project’s feasibility is confirmed both technically and economically.