Diseño e instalación de un intercambiador de calor para la optimización del sistema de refrigeración en una planta embotelladora de bebidas carbonatadas.

Abstract

Este trabajo de graduación consistió en diseñar e instalar un intercambiador de calor de placas, para sustituir la operación de un banco de hielo, consistente en un intercambiador de calor de tipo serpentín sumergido, en una planta embotelladora de bebidas. La finalidad de este trabajo es obtener un ahorro energético, al disminuir el consumo de energía de refrigeración reduciendo la utilización de los compresores de amoniaco, lo que representa un ahorro económico.

Para llevar a cabo el proyecto se tuvo como objetivo principal sustituir el uso del banco de hielo mediante la instalación de un nuevo intercambiador de calor para mejorar la eficiencia en el enfriamiento del jarabe simple y optimizar el uso del sistema refrigeración al demandar menos toneladas de refrigeración y requerir menos compresores en funcionamiento.

Se seleccionó un intercambiador de calor de placas para optimizar el proceso debido a su facilidad de limpieza, alta eficiencia, poco espacio ocupado y el precio. Se adquirió un intercambiador de calor Alfa Laval de 48 placas con un flujo de 200gpm, para lo cual se instaló una bomba de 10hp con recirculación propia. La eficiencia calculada del intercambiador de calor de placas fue de 95.43±0.5%.

Se determinó un 2% de ahorro en trabajo de compresores lo que representa 29±0.5kW/h menos de consumo de energía eléctrica para un ahorro económico en energía eléctrica proyectado de Q271,005 al año.

El análisis financiero del proyecto a cinco años según requerimientos de la planta embotelladora fue favorable, al tener un valor TIR de 90%, un VNA de Q829,442 y un retorno de la inversión en 13 meses por lo que se fundamenta la inversión realizada. Se recomienda realizar un mantenimiento constante preventivo preferiblemente a todos los equipos para poder mantener los resultados mencionados y evitar pérdidas energéticas por incrustaciones.