AHORRO DE COMBUSTIBLE Y ENERGÍA EN HORNOS USADOS PARA LA ELABORACIÓN DE PANELA MODIFICANDO EL DISEÑO DE PAILAS ABIERTAS
Páginas: 6 (1268 palabras)
Publicado: 17 de junio de 2013
AHORRO DE COMBUSTIBLE Y ENERGÍA EN HORNOS USADOS PARA LA ELABORACIÓN DE PANELA MODIFICANDO EL DISEÑO DE PAILAS ABIERTAS
Resumen:
En el presente estudio se evaluó la eficiencia de pailas en hornos para la elaboración de panela. Se modificó la geometría del área de transferencia de energía térmica de las pailas para evaluar dicha eficiencia. El fondo de las pailas abiertas (típicamente plano)se cambió por una con forma geométrica similar a canales paralelos con diferentes secciones transversales dispuestos en la dirección del movimiento de los gases de combustión. La eficiencia del horno fue determinada para diferentes posiciones y alturas de las nuevas pailas en el horno. Los resultados demostraron que los nuevos diseños de las pailas mejoraron la transferencia de energía,principalmente la geometría con sección transversal triangular cuando la altura entre el piso del ducto y el fondo de la paila fue de 8cm. Se observó una mejora considerable de la eficiencia de utilización de la energía térmica, lo cual resulta en un ahorro del 28,48% de combustible.
Palabras clave: ahorro de energía, horno para la elaboración de panela, transferencia de calor, pailas abiertas, canales.Abstract:
This study evaluated the efficiency of pans in furnaces to jaggery making. It was modified the geometry of thermal energy´s transfer area of pans to asses such efficiency. The background of open pans (typically flat) was changed for a geometry similar to parallel channels with different cross sections arranged in the direction of movement of the combustion gases. The furnaceefficiency was determined for different positions and heights of new pans in the oven. The results showed that new design improved energy transfer, especially geometry with triangular cross section where the height between the floor of the duct and the bottom of the pan was 8cm. There was a significant improvement in the efficiency of utilization of thermal energy, resulting in a saving of 28.48% offuel.
Keywords: energy saving, jaggery making furnace, heat transfer, boiling open pans.
INTRODUCCIÓN
Actualmente la caña de azúcar se cultiva en más de 100 países, ocupando alrededor de 23,7 millones de hectáreas en el mundo, para una producción de 1.683 millones de toneladas de caña por año (FAOSTAT, 2011). En Colombia el cultivo de caña de azúcar se destaca por ocupar el segundolugar en extensión después del café; el cultivo se extiende por 180.000 Ha, con un rendimiento de 12,0 toneladas por hectárea, produciendo anualmente 2,4 millones de toneladas de caña de azúcar, de las cuales se destina alrededor del 50% para la elaboración de panela (AGRONET, 2011).
La caña de azúcar es utilizada para hacer edulcorantes como el azúcar y la panela, siendo la evaporación del aguade los jugos de caña la operación unitaria más importante en el proceso de elaboración de ambos productos. No obstante, el azúcar es producido en fábricas bien equipadas en las cuales la evaporación se lleva acabo de una manera eficiente por medio de evaporadores múltiple efecto, a presión y temperatura baja, lo que reduce el riesgo de afectar térmicamente el producto. Por otra parte, la panela esfabricada en pequeñas unidades descentralizadas ubicadas principalmente en zonas rurales. Debido a limitaciones tecnológicas de estas unidades, la evaporación se realiza en hornos con pailas abiertas donde se lleva a cabo el calentamiento y ebullición/concentración de los jugos de caña de azúcar. A diferencia del mismo proceso de ebullición/concentración en la industria azucarera, en la industriapanelera esta operación unitaria es caracterizada por el bajo aprovechamiento de la energía térmica lo que conlleva a una baja eficiencia energética del proceso.
El horno u hornilla panelera (Figura 1) está compuesto de una cámara de combustión, un tren de pailas que se constituye en la zona de transferencia de calor, un ducto de gases y una chimenea. El horno es la unidad de operación...
Resumen:
En el presente estudio se evaluó la eficiencia de pailas en hornos para la elaboración de panela. Se modificó la geometría del área de transferencia de energía térmica de las pailas para evaluar dicha eficiencia. El fondo de las pailas abiertas (típicamente plano)se cambió por una con forma geométrica similar a canales paralelos con diferentes secciones transversales dispuestos en la dirección del movimiento de los gases de combustión. La eficiencia del horno fue determinada para diferentes posiciones y alturas de las nuevas pailas en el horno. Los resultados demostraron que los nuevos diseños de las pailas mejoraron la transferencia de energía,principalmente la geometría con sección transversal triangular cuando la altura entre el piso del ducto y el fondo de la paila fue de 8cm. Se observó una mejora considerable de la eficiencia de utilización de la energía térmica, lo cual resulta en un ahorro del 28,48% de combustible.
Palabras clave: ahorro de energía, horno para la elaboración de panela, transferencia de calor, pailas abiertas, canales.Abstract:
This study evaluated the efficiency of pans in furnaces to jaggery making. It was modified the geometry of thermal energy´s transfer area of pans to asses such efficiency. The background of open pans (typically flat) was changed for a geometry similar to parallel channels with different cross sections arranged in the direction of movement of the combustion gases. The furnaceefficiency was determined for different positions and heights of new pans in the oven. The results showed that new design improved energy transfer, especially geometry with triangular cross section where the height between the floor of the duct and the bottom of the pan was 8cm. There was a significant improvement in the efficiency of utilization of thermal energy, resulting in a saving of 28.48% offuel.
Keywords: energy saving, jaggery making furnace, heat transfer, boiling open pans.
INTRODUCCIÓN
Actualmente la caña de azúcar se cultiva en más de 100 países, ocupando alrededor de 23,7 millones de hectáreas en el mundo, para una producción de 1.683 millones de toneladas de caña por año (FAOSTAT, 2011). En Colombia el cultivo de caña de azúcar se destaca por ocupar el segundolugar en extensión después del café; el cultivo se extiende por 180.000 Ha, con un rendimiento de 12,0 toneladas por hectárea, produciendo anualmente 2,4 millones de toneladas de caña de azúcar, de las cuales se destina alrededor del 50% para la elaboración de panela (AGRONET, 2011).
La caña de azúcar es utilizada para hacer edulcorantes como el azúcar y la panela, siendo la evaporación del aguade los jugos de caña la operación unitaria más importante en el proceso de elaboración de ambos productos. No obstante, el azúcar es producido en fábricas bien equipadas en las cuales la evaporación se lleva acabo de una manera eficiente por medio de evaporadores múltiple efecto, a presión y temperatura baja, lo que reduce el riesgo de afectar térmicamente el producto. Por otra parte, la panela esfabricada en pequeñas unidades descentralizadas ubicadas principalmente en zonas rurales. Debido a limitaciones tecnológicas de estas unidades, la evaporación se realiza en hornos con pailas abiertas donde se lleva a cabo el calentamiento y ebullición/concentración de los jugos de caña de azúcar. A diferencia del mismo proceso de ebullición/concentración en la industria azucarera, en la industriapanelera esta operación unitaria es caracterizada por el bajo aprovechamiento de la energía térmica lo que conlleva a una baja eficiencia energética del proceso.
El horno u hornilla panelera (Figura 1) está compuesto de una cámara de combustión, un tren de pailas que se constituye en la zona de transferencia de calor, un ducto de gases y una chimenea. El horno es la unidad de operación...
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