Secado de bagazo y su importancia para la cogeneración de energía en la industria azucarera.

Abstract

La realización de este proyecto a pequeña escala industrial pretende demostrar la importancia que tiene el secado de bagazo para la cogeneración de energía en la industria azucarera.

La importancia de la cogeneración ha aumentado hoy en día como consecuencia de la preocupación actual que existe por la conservación del medio ambiente, y de la mayor atención que los productores industriales le han puesto a la optimización del consumo de energía en las fábricas azucareras con la intención de .asegurar tanta energía como sea posible para exportar a las redes nacionales.

La optimización comienza en el horno, donde es deseable optimizar la conversión del bagazo crudo, producido en los molinos, en vapor de alta calidad. Para lograrlo se sugiere primero secar el bagazo, reduciendo así la humedad presente.

Se presenta el diseño de un sistema de secado, donde se aprovecha el calor específico de los gases de chimenea, al hacerlos pasar por una tubería en la que se alimenta el bagazo húmedo, y durante el transporte neumático se produce una transferencia de masa y de calor, que provoca la reducción de la humedad presente en el bagazo. Esta reducción de la humedad del bagazo, mejora la eficiencia de la combustión que se lleva a cabo en la caldera, pues se disminuye la cantidad de calor que se le debe proporcionar a la caldera, como resultado de que• habrá menos agua que calentar y evaporar.

Una vez terminado el trayecto de secado, pasan a ciclones que separan el gas del bagazo. Este bagazo es posteriormente alimentado a las calderas, donde servirá de combustible, para generar vapor de alta calidad. La generación de mayor cantidad de vapor por tonelada de caña, como resultado de una combustión más eficiente en caldera, aumenta entonces la eficiencia de la producción de los kilovatios de energía por tonelada de caña.

El diseño se proyectó para una alimentación de 5.56 kg/s (20 ton/h) de bagazo con 53 % de humedad, y se planteó una salida de bagazo al 40% de humedad. De acuerdo a esa base, se realizaron los cálculos de diseño y el volumen necesario de gases. Para ello se realizó un balance de masa y energía, que proporcionó los datos buscados. A la par del diseño se analizaron las mejoras de eficiencia que produce el trabajar con bagazo al 40%, comparándolo con bagazo al 53%.

El sistema de secado instalado en el Ingenio Monte Rosa, Ubicado en Chinandega, Nicaragua, consistió de un ventilador, la tubería para el transporte neumático, dos ciclones y válvulas rotativas.

La inversión de este sistema de secado puede recuperarse en cinco meses de zafra, lo cual demuestra la factibilidad del proyecto y además aumenta los ingresos del ingenio como consecuencia de la venta de energía a redes nacionales y le permite ahorrarse la compra de combustible auxiliar. Una vez instalado el proyecto se realizaron las pruebas de secado, al tornar medidas de temperatura de los gases de chimenea de entrada y salida del secador, presión de los gases, y humedades de entrada y salida. Los cálculos demostraron que el secador redujo la humedad del bagazo al 35%, resultado que se debió a un menor ingreso de bagazo, por problemas de alimentación en la válvula rotativa de alimentación. Esto provocó que el volumen de los gases de chimenea necesarios estuvieran sobredimensionados, ya que habían sido diseñados para 5.56 kg/s (20 ton/h) , cuando solamente pasaron 2.78 kg/s (10 ton/h) por la tubería.

Los cálculos ofrecidos en los anexos fueron presentados en unidades inglesas, para ser consistentes con las unidades con que operan actualmente los ingenios, de tal forma que este estudio pueda ser de utilidad para los ingenios azucareros de Guatemala.

Antes de aplicar este proyecto a una escala mayor, se recomendó cambiar la forma de alimentación del bagazo, aislar la tubería del transporte neumático y colocar una válvula de vapor en la entrada del secador. Estas recomendaciones mejorarían la operación del secador diseñado, que sí cumplió con el objetivo buscado: reducir la humedad del bagazo para mejorar la eficiencia de combustión en caldera.