Dimensionamiento y selección del sistema de enfriamiento forzado de mosto por agua en destilería de alcohol de empresa Laredo S.A. para aumentar capacidad de producción

Abstract

Se presenta el dimensionamiento y selección de un sistema de enfriamiento forzado de mosto por agua en destilería de alcohol de Laredo, para aumentar su capacidad de producción. El principal inconveniente es que no se cuenta con un sistema de enfriamiento adecuado, el sistema actual es del tipo por convección natural, insuficiente para asumir las variaciones de carga. En base al balance de flujo másicos, y de potencia térmica a plena capacidad, resulta que se utiliza 6.38 toneladas de melaza por hora, generando 23.64 ton/h de mosto y 1.4034 ton/h de CO2 por hora. En la preparación de mosto, que es un subproducto de la melaza de caña, el cual sirve a su vez como insumo directo para producir alcohol rectificado, se emplea 6.17 kg/s de agua, se genera 45,548 litros de alcohol/día, a partir de 2870 kg de azúcares fermentezible/h, que es la que determina la productividad de producción de alcohol Se determinó la carga térmica por cuba para el enfriamiento del mosto, de 22000 litros de mosto, el cual se fermenta en 7 horas, en promedio, siendo la carga térmica de 125 kW por cuba de fermentación, en base a este valor se dimensiona la capacidad de enfriamiento del intercambiador de calor, el cual es del tipo de placas, porque es necesario desmontar con bastante frecuencia para su limpieza, pues el mosto es un fluido sucio, que reduce la capacidad de transferencia de calor, se obtiene coeficiente global de intercambio de calor de 5000 w/(m2*°C), diferencia de temperatura entre mosto y agua de enfriamiento de 1.5°C, lo que es muy bueno, y una superficie de intercambio de calor de 5 m2. El sistema de enfriamiento de mosto se diseñó para trabajar en modo automático, PID, para controlar la temperatura del mosto, que debe ser de 30 °C +- 0.5 °C, lo cual es muy importante. En la parte final se hizo el análisis económico: la inversión igual a 213863 soles, el beneficio neto asciende a 25,160.35 soles/mes y el tiempo estimado de retorno de la inversión asciende a 8.5 meses. Se concluye que el proyecto es viable técnico y económico, porque tiene un buen retorno y su vida útil es de 15 años.