Analisis Exergetico De Las Etapas De Clarificaciónfiltración Y Evaporacion Del Proceso Productivo De Azucar

ANALISIS EXERGETICO DE LAS ETAPAS DE CLARIFICACIÓNFILTRACIÓN Y EVAPORACION DEL PROCESO PRODUCTIVO DE AZUCAR EN MANUELITA S.A.

JONATHAN ALEXIS HOYOS MERCADO.

TRABAJO DIRIGIDO DE GRADO

Profesor: HECTOR IVAN VELASQUEZ.

30 de mayo de 2006

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLIN

INTRODUCCIÓN En los ingenios azucareros el procesamiento de la caña y la posterior producción deazúcar conforman un complejo proceso productivo y unidad tecnológica que adquiere cada vez mayor importancia debido a sus productos derivados como lo es el alcohol, la cachaza, la miel final, el bagazo y energía para abastecerse ella misma y, en ocasiones, al SIN (Sistema Interconectado Nacional). Es talvez la energía producida uno de los factores mas importantes que integran al ingenio como ungran complejo y contribuye a un creciente desarrollo tecnológico, energético y productivo. En este documento se determinará que tanto de esa energía útil producida por el ingenio se emplea en las etapas de clarificación, filtración y evaporación del proceso de producción de azúcar, y, lo mas importante, evaluar que tanta de esa energía útil es destruida en cada una de estas etapas, haciendo uso delas leyes de la termodinámica. Para realizar tal cálculo se seleccionaran los volúmenes de control mas adecuado para cada caso y se determinaran las propiedades termodinámicas de cada una de las corrientes especificadas, empleando conocimientos de termodinámica mecánica y química.

OBJETIVOS

General Realizar un análisis exergético por medio del cual se pueda cuantificar la exergía utilizada ydestruida en las etapas de clarificación, filtración y evaporación del proceso de producción de azúcar en los ingenios azucareros de Manuelita S.A. Específicos Implementar el software EES (Engineering Equation Solver) en los cálculos que sean necesarios en los balances de masa, energía y exergía. Conocer detalladamente en que consisten las etapas de clarificación, filtración y evaporación delproceso de producción de azúcar.

RESUMEN
En el presente trabajo de grado se hará un análisis energético- exergético en las etapas de clarificación, filtración y evaporación del proceso de producción de azúcar en los ingenios de Manuelita S.A., para esto se repasaran los conceptos básicos de termodinámica como los son la 1era y 2da ley de la termodinámica los conceptos de exergía y sus componentesfísicos y químicos los cuales son fundamentales para realizar los cálculos energéticos en tales etapas, luego mostraremos brevemente como es el proceso de producción de azúcar haciendo especial énfasis en las etapas a estudiar. Por otra parte se empleara un modelo termodinámico el cual nos muestra como calcular las propiedades de entalpía, entropía, y exergía física, química y de mezcla, para losfluidos de trabajo como lo es el jugo diluido, la lechada de cal, el vapor de agua y el bagacillo, caracterizando cada uno de estos en corrientes enumeradas. Por último se mostraran los resultados obtenidos con el modelo empleado y el programa EES (Engineering Equations Solver) junto con las conclusiones y análisis finales del estudio.

ABSTRACT
In the present work(thesis) of grade will do anenergetic-exergetic analysis in the clarification, filtration and evaporation stage of the process of production of sugar in the sugar refinery Manuelita S.A, to this will be reviewed the basic concepts of thermodynamics like are them the 1era and 2da law of thermodynamics as well as exergía's concepts and his physical and chemical components which are fundamental to accomplish the energeticcalculations in such stages, next will show briefly as the process is by production of sugar doing especial emphasis in the stages to study. On the other hand use him a thermodynamic model which shows us like to calculate entalpía's properties, entropy, and exergía physical, chemical and of mixture, for the fluid of work as you are it the diluted juice, the milk of lime, the water vapor and the...