Estudio de vapor en una planta de manufactura de jabón en Escuintla, Guatemala.

Abstract

La planta de manufactura ha incrementado su capacidad en los últimos años. Sin embargo, ha crecido desordenadamente, y cuenta con una red de distribución de vapor ineficiente y mal diseñada. La falta de diseño, de aislante, de mantenimiento y de planeación ha hecho que se consuma una cantidad mayor de lo que se consumiría con un buen diseño. Esto se ve reflejado en altos costos de combustibles para generar vapor. Por lo tanto, el objetivo principal del presente proyecto es el de optimizar la generación, distribución y utilización del vapor, para disminuir los costos actuales de generar vapor. La problemática actual se traslada a cinco puntos principales, en donde fue necesario un análisis detallado de los problemas, para buscar las soluciones más acertadas y profesionales.

Como primer punto, el tanque de agua de alimentación estaba mal diseñado. No contaba con aislante, y existían muchos sumideros de calor. Por lo tanto, el agua que entraba a las calderas se encontraba a una temperatura muy baja, lo cual ocasionaba que se consumiera mayor combustible para generar vapor. Por lo tanto fue necesario diseñar un tanque bien aislado que incrementara la temperatura del agua de alimentación a 80ºC, para consumir una menor cantidad de combustible en generar vapor.

Las líneas de distribución de vapor estaban mal diseñadas y desordenadas. Asimismo, no poseían trampas de vapor, lo cual ocasionaba golpes de ariete y grandes caídas de presión. Tal era el caso del manifull de distribución de vapor, el cual no contaba con un buen diseño. Fue necesario el diseño de toda la red de distribución de vapor, calculando para ésta un diámetro óptimo, tomando en cuenta el aislante y la caída de altura. También fue necesario calcular los soportes, tanto para la tubería de distribución como para el manifull, debido a que un incremento en la temperatura cambia la dimensión de las líneas de vapor, y si los soportes se encuentran empotrados, pueden rajar la tubería y producir fugas de vapor.

También se observó que las trampas de vapor no se habían instalado adecuadamente. Fue necesario calcular una red de trampas de vapor óptima para capturar el condensado, y enviarlo al tanque de alimentación. El condensado posee una gran cantidad de energía, por lo que inyectar éste al tanque al agua de alimentación abarata los costos de calentar el agua.

Finalmente, el vapor es distribuido al área de lavandería, en donde se produce el jabón. En el área de saponificación, que se lleva a cabo en las pailas, se observó que las líneas vivas de vapor, que cumplen la doble función de transferir calor a la mezcla y agitarla, disuelven parte del jabón obtenido, e incrementan la humedad del jabón obtenido, por lo que es necesario desinstalarlas. Asimismo, se realizaron los cálculos para instalar un sistema de agitación mecánica de la mezcla, y se recomendó la instalación de una tapadera, para evitar las pérdidas de calor en la interface líquido-gas.