Modelamiento y simulación del sistema de evaporación de jugo clarificado para la etapa de ampliación de molienda de la empresa agroindustrial san jacinto.
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Date
2014
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
En el presente trabajo se realizó el estudio del sistema de evaporación de quíntuple efecto de jugo claro para la etapa de ampliación de molienda correspondiente a 4200 TCD (tonelada de caña por día) del Ingenio Agroindustrial San Jacinto (AISJ), mediante el modelamiento y la simulación. Los modelos matemáticos se obtuvieron a partir de los balances de masa, los balances de energía y los balances de transferencia de calor que intervienen en el proceso de evaporación. Se usó el software Matlab para resolver el sistema de ecuaciones no lineales mediante el Método de Newton Raphson. El simulador fue validado comparando los resultados simulados con los valores medidos en planta. El simulador resultó ser confiable y coherente con la realidad del sistema de evaporación, al tener en todos sus variables de salida un error porcentual menor al 5%. Se evaluó las áreas requeridas en cada efecto del tren de evaporación y se planteó un arreglo del sistema de evaporación con los evaporadores disponibles en planta para iniciar la simulación. Se simuló el sistema de evaporación variando la temperatura de entrada del jugo claro y realizando sangrados de vapor vegetal en los tres primeros efectos. De las simulaciones se obtuvieron como resultados principales: el consumo de vapor de escape, los perfiles de brix y de temperatura, la economía global del vapor de escape y el consumo de agua industrial. Finalmente, se determinó el arreglo adecuado del tren de evaporación, las condiciones de operación de los efectos con los sangrados correspondientes y el consumo mínimo de vapor de escape y de agua industrial que requerirá la fábrica para el incremento de molienda de 4200 TCD.
Description
A study about modeling and simulation of five effect evaporator systems of San Jacinto Agroindustry for its sugar cane grinding capacity increases to 4200 TCD was carried out in this thesis. Mathematical models were obtained from mass balance, energy balance and heat transfer balance concern to evaporation process. Matlab software was used to resolve the non-lineal equations system by Newton Raphson method. The simulator was validated comparing simulated results against real values measured in plant. The simulator resulted to be reliable because its outputs data had percentual errors less than 5%. The area requirements of each of the evaporators were evaluated and then a new five effect evaporator systems arrange was proposed to begin the simulation. The five effect evaporator systems simulation was carried out changing the temperature of the inlet sugar cane juice and bleeding steam in the first to third effects. The main results obtained of simulation were: steam consumption, brix and temperature profiles vapor overall economy and industrial water consumption. Finally, a new five effect evaporator systems arrange with bleeding steam in the first three effects of evaporator systems was proposed to operate with appropriated steam handling and minimal industrial water consumption when sugar cane grinding capacity increases to 4200 TCD.
Keywords
Newton raphson, Evaporadores, Modelamiento, Simulación, Matlab, Sangrado, Economía de vapor