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propuesta de generación de energía a partir del bagazo de la caña.
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Evaluar la posibilidad de implementación de tecnologías de generación de energía a través del bagazo de la caña de azúcar
como método de sustitución de fuentes de energía convencional y de esta manera contribuir a la reducción de emisión de gases
efecto invernadero
Esquema de la Escuela San Juan Bosco Cumbitara Nariño Aula No. 8
Aula No. 9
Aula No. 10
Restaurante Escolar
Baño No. 1
Baño No. 2
Baño No. 3
Baño No. 4
Baño No. 5
Baño No. 6
Aula No. 1 Aula No. 2 Sala de Profesores
Biblioteca Sala de informática
Aula No. 3 Aula No. 4
Aula No. 5
Aula No. 6
Aula No. 7
Sala múltiple de eventos
Cancha de microfútbol y baloncesto No.
1
Cancha de microfútbol y baloncesto No. 2
Cambios en las instalaciones Ventanas amplias (que permita el ingreso de luz natural) Ventana en la biblioteca Ventana en el restaurante en el área de la cocina Ventana en los comedores Sembrar un árbol ente en área del baño y el aula 4 Sembrar un árbol en el área de las canchas teniendo en cuenta el tamaño
para que en un futuro no traiga complicaciones en la obra En la sala de maestros es necesario repara una lámpara que presenta
inconsistencia
Como resultado se ha obtenido que el bagazo siempre tenga un valor de uso
mucho mayor como combustible directo en la generación de energía eléctrica y
térmica, que como materia prima para la producción de etanol mediante su
hidrólisis. Con ello se logra vender excedentes de electricidad a la red nacional, a
partir de esquemas eficientes de producción de azúcar que aportan el bagazo
sobrante necesario, y de eficientes esquemas de cogeneración que deberán
concluir con la gasificación del bagazo y la generación en ciclos combinados.
Además, se podrán obtener ganancias por la venta de créditos de carbono por la
reducción en la emisión de gases contaminantes y de efecto invernadero.
FUENTES DE PRODUCCION
DE NERGIA POR BIOMASA
APARTIR DE LA CAÑA DE
AZUCAR
¡Ojo! No solo azúcar
y bioetanol, ahora también se
puede utilizar esta materia
prima para la producción de
biodiesel mediante la
utilización de
microorganismos modificados genéticamente.
El bagazo es el residuo lignocelulósico fibroso remanente de los tallos de caña, obtenido a
la salida del último molino del tándem azucarero, constituyendo un conjunto heterogéneo
de partículas de diferentes tamaños que oscilan entre 1 y 25 mm, presentando una
fracción promedio de aproximadamente 20 mm. Desde el punto de vista físico, el bagazo
integral se compone de 45% de fibra, 2-3% de sólidos insolubles, 2-3% de sólidos
solubles y 50% de humedad, mientras que desde el punto de vista químico, se compone
de 46,6% de celulosa, 25,2% de hemicelulosas (pentosanos) y 20,7% de lignina. Las
hemicelulosas abarcan un conjunto de polisacáridos diferentes, cuya composición tiene
como características comunes: solubilidad en solventes, reactividad frente a los ácidos y
descomposición en azúcares y furfural. Estas propiedades las diferencian, analíticamente,
del resto de los componentes químicos del bagazo. La lignina, tercer componente en
importancia cuantitativa del bagazo, entre 20 y 22%, representa un conjunto de
polímeros amorfos, reticulares, de altos pesos moleculares y naturaleza eminentemente
fenólica.
LA PRODUCCION DE CAÑA EN COLOMBIA
Según estudios y proyecciones del gremio, la producción de azúcar al cierre
del año podría estar en el orden de 2,4 millones de toneladas, lo que representa un
incremento de 12% frente a 2013, pues solo en el primer semestre se superaron las 1,06
millones de toneladas. En cuanto a
etanol, hasta el momento se
contabilizan 200 millones de litros,
una cifra que se duplicaría a
diciembre. Según Londoño esta
variación es más “un efecto
estadístico real pues 2013 fue un año
de baja producción”.
¿Cuántas hectáreas están cultivadas en Colombia de caña de azúcar? En el Valle geográfico del Río Cauca se cultivan 230.000
hectáreas de caña de azúcar.
PROCESODE DE LA CAÑA PARA LA OBTENCION DE AZUCAR Y EL BAGAZO
1La caña que llega del campo se muestrea con el propósito de conocer su calidad,
luego se pesa y se almacena en los patios o se dispone en las mesas de caña, para ser
llevada al molino por los conductores de caña.
2 En su camino hacia el molino, la caña es preparada por una picadora y
una desfibradora que entregan la caña al molino con mejor índice de
preparación, para facilitar la extracción del jugo y mejorar la eficiencia de la misma.
3 La caña preparada llega al molino donde se extrae el jugo para la posterior
elaboración de azúcar. La caña se muele en seis molinos de cuatro mazas, accionados
por motores eléctricos y variadores de velocidad. Los conductores llevan la caña
preparada a través de cada molino y extraen el jugo de la caña. Para lograr extraer la
mayor cantidad de sacarosa de la caña, al material que sale de cada molino se le adiciona
jugo o agua. A la salida del último molino, se obtiene bagazo con un bajo contenido de
sacarosa y de humedad.
4 Este bagazo con un bajo contenido de sacarosa, es utilizado en las calderas
especialmente diseñadas para consumir biomasa y el carbón se emplea como combustible
alterno. El vapor obtenido de las calderas, mueve la turbina de la desfibradora que
prepara la caña y los turbogeneradores que producen la energía eléctrica que requieren
la fábrica y los pozos profundos. Con la puesta en
marcha de la planta de cogeneración, se alcanzó un
mejor aprovechamiento de la capacidad energética de
los combustibles, logrando una mayor eficiencia de los
equipos instalados e incluyendo nuevos equipos de
última tecnología, para la producción eficiente de vapor
y generación de electricidad, requeridas en el
funcionamiento de las plantas de azúcar, alcohol
carburante y compost. Mediante la instalación de una
nueva caldera de alta presión (950 psig - 67 Bar) y
temperatura (955°F - 510°C) y dos turbogeneradores de 20 Mw, se logra satisfacer las
necesidades de consumo del Ingenio y cogenerar energía hacia la red pública. Esta
energía limpia, por ser generada con biomasa, sigue las directrices del Protocolo de
Kyoto, que favorece la preservación del medio ambiente, por la disminución de emisión
de toneladas de CO2 a la atmósfera, representados en la adquisición de
bonos verdes. Por esta razón, en Ingenio Providencia afirmamos que
“Iluminamos a Colombia con energía renovable”.
5 Planta de tratamiento de agua para las calderas
Esta planta envía agua a las calderas y a las torres de enfriamiento totalmente suavizada.
Una parte del agua tratada en esta planta es utilizada como agua de disolución en la
fermentación. De esta forma, el proceso no genera ningún efluente líquido.
6 Pesaje, sulfitación y alcalización
El jugo extraído en el molino se pesa para conocer la cantidad a procesar. Para blanquear
el jugo, éste se sulfita, luego se le añade cal para neutralizar su acidez y ayudar en la
separación de los sólidos presentes.
7 Calentamiento y Clarificación
Después de adicionarle cal, el jugo se calienta
para acelerar la separación de los sólidos no
azucares. Al jugo caliente se le adiciona
floculante y se envía a los clarificadores, donde
se logra la separación de los sólidos disueltos,
los que se precipitan formando un lodo que se
conoce como cachaza. El jugo que sale de los
clarificadores es limpio y brillante, se le conoce
como jugo clarificado y se envía a los
evaporadores.
8 Filtración y clarificación del jugo filtrado
La cachaza que se obtiene de los
clarificadores se envía a la estación de
filtración donde se prepara con bagacillo,
floculante y cal. Esta mezcla forma una torta
porosa en los filtros rotativos al vacío, donde
se le adiciona agua caliente y se le extrae la
mayor cantidad de sacarosa posible. La
materia sólida resultante de este proceso se
conduce a unas tolvas, donde se mezcla con
la ceniza que sale de las calderas. Esta mezcla
se envía a la planta de compost, donde se
mezcla con la vinaza que es el subproducto
de la fabricación de alcohol, formándose el
compost que es utilizado en el campo para la
adecuación de suelos pobres en materia orgánica.
9 Evaporación
El jugo clarificado posee un contenido alto de agua, que es indispensable retirar. Esto se
logra en la estación de evaporación, donde se recibe un jugo de aproximadamente 15°
Brix y se concentra hasta 65° Brix, dando como resultado la meladura o jarabe.
10Clarificación de meladura
De la meladura que sale de los evaporadores se separan los sólidos de los líquidos, para
obtener un material más claro y brillante. Esto se obtiene en la estación de clarificación
donde la meladura se sulfita, se mezcla con ácido fosfórico, cal y floculante, para luego
ser enviada al clarificador de meladura, donde se le inyecta aire en pequeñas partículas
que hacen flotar los sólidos en forma de espuma. Esta se retira y se mezcla con la
cachaza que sale de los clarificadores.
11 Cristalización
Este proceso se realiza en los tachos, donde el agua de la meladura clarificada se
evapora dando como resultado la cristalización de la sacarosa (azúcar). Esta cristalización
se puede observar en la masa, que es la mezcla de miel y cristales de azúcar.
12 Centrifugación
La masa de los tachos se
envía a las centrífugas, para
separar la miel de los cristales
de azúcar. Con el fin de
obtener azúcar más blanco,
dentro de la centrifuga se
aplica agua caliente para
eliminar los residuos de miel
en los cristales de azúcar. La
miel “A” se envía a unos
tanques de almacenamiento,
posteriormente, se utiliza en otro proceso de cristalización y centrifugación, donde se
obtiene la miel B, materia prima para la producción de alcohol.
13 Secado
El azúcar que se descarga de la centrifuga de”A” o primera, se envía a las secadoras para
eliminar el exceso de humedad.
Envase y Almacenamiento
El azúcar seca se envía a la estación de envase, se empaca en los diferentes
tipos de presentación con que se surten los mercados nacional e
internacional.
• Azúcar blanco
• Azúcar crudo
• Azúcar orgánica
• Melaza de caña y miel final
• Alcohol
• Abono compostado
• Energía eléctrica
GENERACIÓN DE ENERGÍA
Este es el funcionamiento la planta
de cogeneración de energía eléctrica
a partir de bagazo, un proyecto de
mecanismo de desarrollo limpio que
a partir del empleo racional y
eficiente de la energía, optimiza el
uso de los recursos energéticos que
provee la caña de azúcar, una
fuente importante de biomasa.
El proyecto comienza con el
mejoramiento del manejo térmico
de la planta mediante la instalación
de dos evaporadores y calentadores
para optimizar el consumo de vapor de baja presión, además de la motorización de los
molinos, picadoras de caña y ventiladores de las calderas existentes, con el propósito de
reservar el vapor disponible para la generación de energía. La planta de cogeneración de
energía tiene capacidad de generar 40 Megavatios (MW), para conseguirlo, fue necesario
instalar una caldera de alta presión con capacidad de 400.000 libras de vapor por hora,
dos turbogeneradores con capacidad de 20 MW. cada uno y una subestación de potencia
de 25 MVA para elevar el voltaje de 13.200 voltios a 115.000 voltios Además, la caldera
cuenta con un precipitador electrostático de alta eficiencia, que minimiza el impacto
ambiental al reducir las emisiones de gases efecto invernadero a la atmósfera, a menos
de 50 microgramos por metro cúbico. A la caldera llega el bagazo, que es un subproducto
de la molienda de caña de azúcar.
Allí sufre el proceso de combustión, que calienta el agua especialmente
preparada para producir el vapor de alta presión de 950 psig y de alta
temperatura, de 955 °F. Los gases producidos por la combustión del bagazo
dentro de la caldera, pasan a través de separadores ciclónicos que se
encargan de extraer las partículas gruesas de ceniza. Posteriormente, estos gases, que
aún tienen material particulado fino más liviano que el aire, van hacia el precipitador
electrostático, donde viajan lentamente a través de una serie de placas energizadas que
se encargan de atraparlas para finalmente emitir a la atmósfera, a través de la chimenea,
gases con menos de 50 microgramos por metro cúbico, lo que logra una combustión
limpia, amigable con el ambiente y a partir de un combustible renovable.
El vapor generado en la caldera es
posteriormente conducido a los
turbogeneradores, que son los
encargados de entregar el vapor a
diferentes procesos de la Fábrica,
como evaporación, cocción de
jugos y calentamiento de mieles
para la producción de alcohol
carburante. La energía mecánica
producida en la turbina de los
turbogeneradores se encarga de
entregar el movimiento al
generador a través de un reductor de velocidad. Éste, entrega la energía eléctrica
producida, suficiente para accionar los motores eléctricos de la fábrica, iluminar y
alimentar los sistemas de control y direccionar importantes excedentes de casi el 50% a
la red pública, que pueden ser suficientes para iluminar una ciudad de 400.000
habitantes. La energía que produce Ingenio Providencia, por ser generada a partir de un
combustible renovable como es el bagazo, es una energía limpia. Por eso decimos que
“Iluminamos a Colombia con energía renovable”.
“ILUMINEMOS A COLOMBIA CON ENERGIA RENOVABLE”
EL PLANETA TE LO AGRADECERA…