Capitulo 6

Capitulo 6

6.00.00.- Operacin de evaporadores

Composicin del rea , puesta en marcha de equipos de evaporacin a simple y mltiple efecto . Recomendaciones para la limpieza qumica , forma de preparacin del cido, la sosa custica y otros productos para la limpieza qumica.

6.00.01.- Aspectos de carcter general

La estacin evaporadora es la responsable de concentrar el jugo y convertirlo en meladura por la accin del vapor bajo el principio del mltiple efecto , descubierto por el Norteamericano Robert Riellux y se define como el centro de balance energtico de los ingenios pues ella recibe vapores de escape de alta presin y entrega vapores vegetales a calentadores y tachos ; por ello su operacin , limpieza y mantenimiento estn estrechamente vinculadas a la eficiencia energtica del ingenio.

Los ingenios productores de azcar de caa , se balancean energticamente a partir de esquemas de evaporacin y calentamiento adecuados a los esquemas de produccin establecidos , con consumos de vapor del orden del 38 al 49 % en peso de la caa, ello se debe a que ella es la responsable de evaporar entre el 70 y el 75 % de todo el agua presente en el jugo clarificado . Para alcanzar estos objetivos es necesario que se materialicen los aspectos tcnicos siguientes :

( Mantener un estricto control sobre la operacin , estado de limpieza de las superficies de transferencia de calor y el mantenimiento de la estacin evaporadora.

( Explotar al mximo las extracciones instaladas.

( Recuperar las aguas condensadas en su mayora como puras y a la mayor temperatura posible.

( Que el aislamiento trmico de los vasos est en ptimas condiciones .

( Que todo el vapor de uso del proceso est atemperado.

El lograr lo anterior en la prctica permitir que para evaporar 1 ton. de agua slo sea necesario consumir entre 200 y 300 kg. de vapor .Si la estacin evaporadora no puede cumplir los aspectos antes sealados entregar a los tachos una meladura floja que por su bajo brix incrementar notablemente el consumo de vapor pues los tachos para evaporar 1 ton. de agua requieren hasta 1.10 ton de vapor. De ah la importancia prctica de mantener la estacin evaporadora en correcto estado tcnico.

De lo anterior se desprende que uno de los aspectos organizativos ms importantes y que corresponden al Jefe de Fabricacin , es la administracin energtica del proceso y la coordinacin que debe establecer con el Departamento de Generacin de Vapor para las normas y reglas que garanticen mantener la presin y el flujo del vapor de escape a fin de que la estacin evaporadora opere en el rango ptimo y pueda garantizar una meladura al ms alto Brix posible.

La composicin y diseo de la estacin de evaporacin es muy variada y est condicionada en lo fundamental a los aspectos tecnolgicos siguientes :

( Nivel de las presiones del vapor vivo o directo y del escape , de los motores primarios .

( Diseo de los equipos evaporadores.

( Excedentes de electricidad para la venta a la red pblica , entregas de vapor a otras plantas etc..

El objetivo es evaporar la mayor cantidad de agua con la menor cantidad de vapor as como producir excedentes de bagazo que den la posibilidad de mantener en operacin la casa de calderas en paradas cortas .

Con independencia de lo anterior , los esquemas que se adopten deben ser ante todo seguros y fciles de operar , a los efectos de lograr que el personal de operacin pueda explotarlo con el mximo de seguridad.

La tendencia actual en la Industria Azucarera Cubana es la de utilizar dos niveles de evaporacin , el primero en los definidos vasos a presin y el segundo en los mltiples efectos. Los vapores vegetales que se producen en los equipos a simple efecto se disponen para las siguientes funciones :

( Calentamiento rectificador en los calentadores de jugo alcalizado.

( Lnea general de suministro a otros equipos tecnolgicos.

( La estacin de evaporacin a mltiple efecto especficamente.

( Tachos.

( Refinera anexa.

y los vegetales de baja presin que se producen en los mltiples efectos se utilizan en el calentamiento primario.

Los fenmenos de transferencia de calor en calentadores , evaporadores y tachos , utilizan la fraccin de calor correspondiente al cambio de estado , ( calor latente ) para facilitar lo cual el vapor de uso del proceso tiene que estar saturado o ligeramente sobrecalentado . Por tal motivo se le prestar especial atencin al estado tcnico as como a la operacin de las estaciones atemperadoras tanto del vapor que procede de las plantas elctricas y de otros motores primarios como el de inyeccin por reductora.

En estos casos es admisible utilizar vapores de hasta 10 de sobrecalentamiento.

De acuerdo a la funcin que juegan dentro del esquema de uso del vapor del proceso se definen fundamentalmente los componentes del rea como sigue :

Vapor Cells : son aquellos equipos de evaporacin primaria a simple o doble efecto que entregan sus vapores vegetales para uso exclusivo del rea de calentamiento del jugo alcalizado . Operan a presiones relativamente bajas de 6 a 12 psig y generan vapores vegetales de hasta 3 psig.

Pre evaporadores : son equipos de evaporacin primaria ,que trabajan a simple o doble efecto que entregan sus vapores vegetales para la lnea general de suministro (evaporadores , tachos , calentamiento rectificador y refinera anexa ) . Se operan a presiones relativamente altas , hasta 30 psig. para generar vapores del orden de 8 a 15 psig.

Evaporadores a mltiple efecto : son equipos de evaporacin secundaria que trabajan siempre a mltiple efecto ( desde 3 y hasta 6 vasos ) . Consumen vapor de escape o vegetal de los evaporadores primarios hasta 15 psig. y pueden entregar vapores de extraccin a calentadores , cuya presin depender del o de los efectos donde se practique(n) la(s) extraccin(es).

Calentadores de jugo clarificado : son calentadores que se emplean para elevar la temperatura del jugo clarificado hasta la de ebullicin correspondiente a la presin de operacin del vaso y hacer ms eficiente el esquema de evaporacin.

Estaciones reductoras y atemperadoras de vapor : son las responsables de mantener el suministro de vapor de escape al proceso en el caso de demandas adicionales que no puedan respaldarse por el esquema normal.

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Sistemas de condensados : tienen la funcin de extraer los condensados de todos los vasos evaporadores , los calentadores y los tachos , para disponerlo en el punto adecuado a su nivel de contaminacin.

Los diferentes niveles de presin en el proceso azucarero de caa y sus usos aparecen en la escala siguiente :

Nivel de presin

Uso del vapor en sus diferentes presiones en el proceso

psig.

kg./ cm

25 a 30

1.7 a 2.04

Vapor de escape de alta presin que se obtiene despus de haber realizado un trabajo en los equipos primarios. Es vapor para uso tecnolgico , destinado especficamente a los Pre Evaporadores y calentadores de guarapo clarificado.

10 a 15

0.7 a 1.0

Vapor de escape de presin media , procedente de los equipos primarios o vapor vegetal de los Pre Evaporadores . Este vapor es de uso tecnolgico destinado a los diferentes equipos del proceso.

( 10

( 0.7

Vapor de escape o vegetal de baja presin , procedente de evaporadores primarios o extracciones de evaporadores para diferentes usos del proceso.

A los efectos de este Manual de Operaciones se denominar al vapor condensado como agua condensada o de retorno indistintamente.

6.02.00.- Estructura del rea de evaporacin.

El rea de evaporacin se compone de los siguientes elementos :

( Tanque de jugo clarificado.

( Calentadores de jugo clarificado.

( Evaporadores primarios a simple o doble efecto.

( Evaporadores a mltiple efecto .

( Bombas de meladura .

( Bombas de jugo clarificado.

( Bombas de agua condensada o de retorno.

( Condensadores.

6.03.00.- Requisitos tcnicos mnimos.

Las estaciones evaporadoras deben cumplir con los requerimientos tcnicos mnimos que a continuacin enumeramos :

1.- Todos los vasos deben tener habilitadas instalaciones para cumplir las funciones siguientes:

( Admisin de vapor de escape en el primer vaso con posibilidades de regulacin y vlvula de pie adicional.

( Limpieza qumica con cido y sosa custica.

( Admisin de vapor para efectuar la limpieza .

( Admisin de agua para limpiezas y enjuagues.

( Sistemas de vlvulas de seguridad en la calandria y en el cuerpo en los vasos que trabajen a presin y reguladas en base a la mxima permisible.

( Conexin de salida de gases incondensables con las dimensiones adecuadas.

( Sistema de extraccin de aguas condensadas en concordancia con su diseo.

( Conexin de escape a la atmsfera.

( Conexin para la liquidacin.

( Conexin para la zanja.

( Interconexin para alimentacin de jugo

( En las lneas de extraccin a otras reas la vlvula estar habilitada con marcas de ABIERTA y CERRADA.

( Vlvula de mariposa en las interconexiones con otros vasos.

2.- Los registros en el cuerpo y fondo deben estar en perfecto estado tcnico para garantizar su hermeticidad.

3.- Cada vaso tendr instalados nivelmetros de vidrio por el lado del jugo y del condensado , adems se habilitar un manmetro o manovacumetro segn su presin de operacin as como un termmetro.

4.- En las instalaciones con condensador central , las vlvulas de comunicacin con el condensador tienen que garantizar la total hermeticidad de cada uno de los utilitarios.

5.- Cada estacin tendr habilitado el tomamuestra de meladura , para la comprobacin de la densidad por el operador .

6.- Las compensaciones de las bombas , deben estar conectadas preferentemente a una presin menor que las del punto de toma .

7.- La salida de gases y condensados deben responder a las especificaciones de la tabla 6.1 .En ella se especifican las caractersticas generales que deben tener estas instalaciones en cuanto al dimetro mnimo de las mismas.

Superficie de los transferencia de calor de evaporadores

Dimensiones de las tuberas principales de extraccin de condensados.

Dimensiones de las tuberas principales de extraccin de gases incondensables.

Joubert & Gosling

Otros diseos

Joubert & Gosling

Otros diseos

Pies

m

Tubera

Cabezal

Tubera

Cabezal

Tubera

Cabezal

Tubera

Cabezal

20 000

1 860

3.0

6.0

4.0

6.0

1.25

2.0

1.50

2.0

26 000

2 400

3.0

6.0

4.0

6.0

1.25

2.0

1.50

2.0

28 000

2 600

3.0

8.0

6.0

6.0

1.25

2.0

2.00

3.0

32 000

3 000

3.0

8.0

6.0

6.0

1.50

3.0

2.00

3.0

38 000

3 500

4.0

8.0

6.0

8.0

1.75

3.5

2.00

3.5

Tabla 6.1 Dimetro en plg. de las salidas de condensado e incondensables.

En las salida de gases y condensados se deben cuidar los aspectos siguientes :

( Todos las salidas de gases de los vasos a presin deben quedar instaladas en puntos de fcil visibilidad .

( Los gases de las calandrias al vaco deben conectarse preferiblemente al cuerpo del mismo vaso.

( Las calandrias de los 2dos. vasos (cuad.) y 3ros. vasos (quint .) debern contar con instalaciones a la atmosfera y al propio cuerpo para operar a preain y vaco respectivamente.

( Las instalaciones que drenen por gravedad deben tener sistemas con altura suficiente que garanticen el sello adecuado del vaso , al menos 1 m por cada psig. de presin y 0.4 m por cada plg. ( 2.5 cm) de Hg de vaco.

7.- Las dimensiones de las tuberas de evaporacin de los diferentes vasos debe responder a las dimensiones generales siguientes :

Superficie de transferencia de calor de los evaporadores

Dimensiones en plg de las tuberas de evaporacin de los Cudruple efectos.

Dimensiones en plg de las tuberas de evaporcain de los Quntuple efectos.

Pies

m

(1

(2

(3

(4

(1

(2

(3

(4

(5

20 000

1 860

31

33

36

50

26 000

2 400

35

37

40

57

28

28

28

28

52

28 000

2 600

36

38

41

58

32 000

3 000

39

41

45

64

33 500

3 100

31

31

31

31

59

38 000

3 500

42

45

49

69

41 000

3 800

35

35

35

35

65

Tabla 6.2 Especificaciones de las dimensiones de las tuberas de evaporacin.

Para lograr que operen a bajas velocidades y no se produzcan prdidas por cadas de presin que afecten el funcionamiento adecuado del mltiple efecto.

8.- Para la operacin eficiente de la estacin evaporadora el jugo alimentado al primer vaso debe tener una temperatura al menos igual a la correspondiente a la presin de operacin de ese y como mximo 10 C por encima .Temperaturas bajas afectan la eficiencia de la transferencia de calor de los equipos , ver tabla 6.5 de la pgina 24.

9.- Las instalaciones suplementarias de vapor a presiones de 15 a 25 psig para la limpieza qumica , estarn dotadas de doble vlvula y manmetro indicador de temperatura para controlar eficientemente el proceso de limpieza .

10.- Los sistemas de limpieza instalados deben contar con capacidad en tanqueria suficiente para reusar la soluciones de sosa custica en evaporadores y calentadores , de acuerdo al esquema empleado.

11.-Tener posibilidad de liquidacin de todos los vasos a travs de la bomba de meladura, aunque la mejor opcin es disponer de las instalaciones apropiadas para hacer el vaciado de los primeros vasos , exceptuando el melador , hacia el tanque de jugo clarificado.

12.- Los evaporadores tendrn regulacin de nivel por la va de vlvulas de control o por niveles mecnicos , internos en el tubo central o externos , para garantizar que el mismo se opere a 1/3 de la altura de la calandria. En el caso de utilizar niveles mecnicos se tendr que ajustar el semisello del tubo central en concordancia con la alimentacin a utilizar y la altura del sello hidrulico en los pases de jugo de un a otro vaso.

13.- Todos los sifones invertidos de jugo o agua de retorno debern tener vlvulas o dispositivos adecuados a su liquidacin.

14.- El aislamiento trmico del tanque de jugo clarificado , calentadores , tuberas de conduccin de vapor , condensado , jugo caliente y evaporadores en general , debe mantenerse en los espesores normados a fin de que las prdidas de temperatura sean las mnimas.

6.04.00.- Puesta en marcha de los evaporadores.

Nos referiremos a la puesta en marcha de los equipos de evaporacin tanto primarios como a mltiple efecto.

Antes de tomar accin alguna verifquese el cumplimiento de las medidas siguientes :

1.- Inspeccinese el equipo y sus instalaciones para comprobar que se encuentran debidamente cerradas las vlvulas siguientes :

( Agua para la limpieza de los equipos.

( Sosa custica para la limpieza qumica.

( cido clorhdrico para la limpieza qumica.

( Meladura .

( Evacuacin a la zanja.

( Comunicacin de los vasos a la atmsfera.

( Interconexin entre los vasos para la transferencia del jugo.

2.- Comprubese que estn hermticamente cerradas las tapas de los registros laterales y del fondo de cada vaso.

3.- Comprubese que estn totalmente abiertas las vlvulas de mariposa o de otro tipo de las tuberas de vapor que intercomunican cada vaso con el siguiente. En el caso especfico de las vlvulas de mariposa hganse sendas marcas visibles para indicar las posiciones ABIERTA y CERRADA .

4.- Comprubese que todas las bombas y sistemas tienen conectadas la compensacin a los puntos adecuados a sus presiones de operacin.

Durante este proceso de puesta en marcha los condensados se desviarn todos hacia el sistema de contaminados hasta lograr la estabilidad de su operacin .

6.04.02- Equipos primarios de evaporacin.

Se refiere este epgrafe a los Vapor Cells y Pre Evaporadores .

Verifquese primero el cumplimento de los aspectos generales a los evaporadores y a continuacin prosiga con la secuencia siguiente :

1.- Abrase la vlvula de la tubera de desalojo a la atmsfera y tmese jugo hasta que este alcance la mitad de la altura de los tubos de la calandria , si no existe demanda de vapor en ese momento en los equipos receptores. De lo contrario la vlvula permanecer cerrada.

2.- Verifquese que estn totalmente abiertas las vlvulas de salida de gases incondensables y de aguas condensadas y a continuacin brase la vlvula de vapor de calefaccin.

3.- Una vez comenzada la ebullicin , procdase a la alimentacin de jugo en forma continua y su extraccin hacia los mltiples efectos correspondientes al esquema de jugo del ingenio

4.- Abrase la vlvula de la lnea de extraccin de los vapores hacia los equipos receptores en consecuencia con el esquema de evaporacin del ingenio y cirrese el desalojo hacia la atmsfera.

5.- Una vez normalizada la operacin cmbiese la salida de los condensados hacia el sistema de condensados puros , previa comprobacin por el laboratorio o por el sistema automtico de deteccin.

6.04.03- Equipos de evaporacin a mltiple efecto.

Se incluyen en este epgrafe triples , cudruples y quntuples efectos.

Verifquese primero el cumplimento de los aspectos generales a los evaporadores y a continuacin prosiga con la secuencia siguiente :

1.- Una vez puesta en marcha la bomba de vaco , procdase a formar vaco en el ltimo vaso ; vase el epgrafe 3.03.00 de este Manual de Operaciones.

Una vez que el vaco alcance un valor en el intervalo de 12 a 15 plg. ( 30.5 a 38.0 cm ) de Hg , brase la vlvula de agua de inyeccin al condensador y procdase a formar vaco en los dems vasos por medio de las lneas y vlvulas de gases incondensables.

2.- Inciese la alimentacin de jugo al primer vaso y cuando alcance el nivel aproximado a las 8 plg ( 200 mm ) por debajo de la placa superior de la calandria brase la vlvula de comunicacin con el segundo vaso , manteniendo estable el primero. Al comenzar este segundo vaso a tomar jugo brase cuidadosa y lentamente la vlvula de alimentacin de vapor de escape al primer vaso.

3.- Al observarse ebullicin en el segundo vaso , esprese a que el nivel de jugo alcance la altura correspondiente a un nivel esttico entre 1/3 y 1/2 de la calandria y procdase a abrir la vlvula de comunicacin al tercer vaso . Reptase el procedimiento hasta llegar al vaso melador.

4.- Cuando se observen salpicaduras sobre las lucetas inferiores del vaso melador (ltimo vaso ) , aumntese la aplicacin de vapor al primer vaso del evaporador cuidando que el nivel de jugo en ste no exceda de la mitad de la altura de los tubos para evitar as la ocurrencia de arrastres que contaminen el agua condensada.

En paralelo pnganse en marcha los equipos de extraccin de agua de retorno y obsrvense los indicadores de nivel en las calandrias para comprobar que no existan retenciones .

5.- Una vez que el evaporador est cargado , cirrese la alimentacin de jugo al primer vaso y las vlvulas de intercomunicacin entre ellos , hasta que comiencen a disminuir los niveles de jugo por efecto de la evaporacin. Reiniciese entonces la corrida de jugo en toda la batera comenzando por el primer vaso y reglese de tal forma que se compense la prdida de jugo por evaporacin y se mantengan los niveles estticos en cada vaso a 1/3 de la calandria.

6.- Mdase la densidad de la meladura y cuando alcance el rango establecido pngase en marcha la bomba de extraccin de la misma e inciese la alimentacin continua y regulada de jugo al evaporador hasta lograr la estabilidad en la operacin del mismo.

7.- Finalmente reglese la salida de incondensables en las calandrias .

En el primer vaso slo debe escapar a la atmsfera una leve lengeta de vapor , con lo que se garantiza una adecuada evacuacin de los gases.

En las calandrias al vaco es posible precisar la regulacin por medio de la comparacin de la temperatura de los gases antes de la vlvula de regulacin con la temperatura del vapor en la calandria ( o cuerpo anterior) .Una diferencia de 2.5 a 3.0 C por debajo de la temperatura del vapor se considera ptima.

Toda la operacin de puesta en marcha debe coordinarse de forma tal que ella se ejecute en un tiempo no mayor de 45 a 60 min..

6.04.04.- Operacin en marcha normal.

Una vez que la estacin evaporadora se encuentre en marcha normal se observarn las reglas siguientes :

1.- Mantener las presiones de operacin de la estacin evaporadora en los lmites que marca la tabla 6.3.

2.- Mantener la densidad de la meladura en el rango establecido para el ingenio.

Vapor Cell

Pre evaporador

Cudruple efecto

Quntuple efecto

Vaso

Cuerpo

Calandria

Cuerpo

Calandria

Cuerpo

Calandria

Cuerpo

Calandria

1

2 a 4

6 a 10

6 a 15

15 a 30

2 a 4

hasta 10

5 a 7

hasta 15

2

3 a 7

2 a 4

0 a 2

5 a 7

3

14 a 17

3 a 7

5 a 8

0 a 2

4

25 a 26

14 a 17

15 a 17

5 a 8

5

25 a 26

15 a 17

Nota : Los valores en sombra indican vaco en plg de Hg. , el resto presiones en psig.

Tabla 6.3 Parmetros de operacin normales para evaporadores.

Rgimen de evaporacin .

Equipo evaporador

lb / h pie

Kg / h m

Vapor Cell a simple efecto

5.0 a 6.0

24.0 a 29.0

Vapor Cell a doble efecto

4.0 a 5.0

19.0 a 24.0

Triple efecto a condensador

6.0 a 8.5

29.0 a 41.0

Pre Evaporador

7.0 a 9.0

34.0 a 44.0

Cudruple efecto

5.0 a 7.0

24.0 a 33.5

Quntuple efecto

4.0 a 6.0

19.0 a 29.0

Tabla 6.4 Valores normales del rgimen de evaporacin

3.- Los regmenes o tasas de evaporacin de los diferentes componentes de la estacin evaporadora , se muestran en la tabla 6.4 , en todos los casos se ha considerado que se ha instalado calentador de jugo clarificado y que se han ejecutado las modificaciones a los evaporadores a fin de reducir los consumos de vapor unitarios. Estos valores son promedios para condiciones tpicas de operacin , existiendo mximos con las superficies calricas completamente limpias y mnimos que se manifiestan en los das que anteceden a la limpieza qumica.

4.- En el caso de Vapor Cells y otras combinaciones que entreguen sus vapores a calentadores primarios , se debe regular la presin del vapor de calefaccin de forma tal que se alcance la temperatura normada en el jugo alcalizado a la salida de este primer paso de calentamiento.

5.- Para los Pre Evaporadores que trabajen con vapores de escape entre 15 y 30 psig , la presin del vapor en la calandria debe ser la menor que garantice en los equipos receptores el nivel de presin establecido . Este concepto es muy importante ya que favorece sensiblemente la capacidad de generacin de electricidad o el desarrollo de potencia de otros equipos primarios que tributan su escape a los pre evaporadores.

6.- Mantener una evacuacin de todos los condensados producidos y supervisar la operacin para evitar violaciones de la disciplina tecnolgica que propicien la contaminacin de las aguas condensadas . En este sentido es de riguroso cumplimento el que se operen los vasos al nivel adecuado.

6.04.05.- Uso de las agua condensadas y de retorno.

El destino de las aguas condensadas o de retorno de cada vaso depender del grado de contaminacin de cada una de esas corrientes atendiendo a lo que se especifica en la tabla siguiente:

1.- Aguas condensadas puras hacia el tanque de alimentar calderas ; integradas por

( Condensados directos , de los equipos primarios de evaporacin , de los primeros vasos de cudruple o quntuples efectos .

( Condensados de los segundos vasos de cudruples efectos , de segundos y terceros de los quntuples efectos.

( Condensados de calentadores de jugo clarificado protegidos por sistemas adecuados de deteccin de azcar .

2.- Aguas condensadas que pudiesen ser enviadas a las calderas si el resultado del anlisis arroja valores de azcar permisibles. Si no existe dficit de agua de alimentar calderas destnese este grupo para usos tecnolgicos. Est integrado este grupo por

( Condensados del tercer vaso de los cudruples efectos.

( Condensados del cuarto vaso de los quntuples efectos.

3.- Aguas condensadas para usos tecnolgicos. Son aguas que por su procedencia pueden estar contaminadas y que constituyen los condensados de menor temperatura por lo que se recomiendan exclusivamente para usos tecnolgicos. Este grupo est conformado por

( Condensados del cuarto vaso de los cudruples efectos.

( Condensados del quinto vaso de los quntuples efectos.

Atendiendo al balance de agua de cada ingenio existe la alternativa de unir los condensados de los dos ltimos vasos , con flasheo intermedio y destinarlos exclusivamente a usos tecnolgicos.

Es muy conveniente a los efectos de obtener una mayor economa de vapor y favorecer el aprovechamiento de la capacidad de la estacin evaporadora utilizar el flasheo de los condensados hacia los vasos siguientes , sobre todo el de los primeros vasos del evaporador

Este arreglo adems de propiciar ahorro energtico , facilita las instalaciones para todos los sistemas de condensados .

6.04.06.- Liquidacin de los evaporadores .

Los procedimientos que se exponen en estos equipos son aplicables en todos los casos en que se detenga la marcha por parada para limpieza , interrupcin de la molida o por la terminacin de la zafra.

Al detenerse la planta moledora prosiga con la secuencia siguiente :

1.- Abrase en el equipo primario de evaporacin la vlvula de desalojo a la atmsfera , siempre en dependencia de los consumidores y mantngase la operacin normal con el mltiple efecto hasta que se vace el tanque de jugo clarificado si se opera con un solo equipo . En caso de que el ingenio posea varios equipos y la liquidacin se produzca en uno de ellos sin detener la molienda , entonces simplemente cirrese la vlvula de comunicacin con el jugo clarificado.

2.- Cirrese la vlvula de alimentacin de jugo al Vapor Cell y cuando el nivel de jugo haya descendido por debajo de la placa inferior , por efecto de la ebullicin del jugo , interrmpase la alimentacin del vapor de escape y esprese a que pase todo el jugo al siguiente vaso evaporador.

3.- Cuando el nivel del jugo en el primer vaso del evaporador a mltiple efecto deje de ser visible a ras de la calandria inferior , por apreciacin visual en el nivelmetro, cirrese la vlvula de vapor de calefaccin a ese vaso , detngase la bomba de vaco del equipo y branse las vlvulas de comunicacin a la atmsfera de cada vaso.

4.- Una vez vaciado el equipo detnganse las bombas de meladura y de aguas de retorno . En esta ocasin las vlvulas de las lneas de retorno deben quedar comunicadas hacia los tanques de contaminado.

5.- Procdase a enjuagar todos los vasos , incluyendo los evaporadores primarios , con abundante agua , utilizando para ello los atomizadores para la limpieza con sosa custica. En caso de que no se vaya a proceder a la limpieza qumica o a realizar algn trabajo dentro del equipo , mantnganse cerrados todos los registros as como las vlvulas a excepcin de las de desalojo a la atmsfera.

Esto constituye una medida de seguridad muy conveniente para evitacin de descuidos y errores al poner en marcha nuevamente la instalacin.

6.- En los equipos con sifones en las lneas de transferencia de jugo de un vaso a otro y/o para el desalojo de los condensados, procdase a liquidarlos por las vlvulas de drenaje.

6.04.07.- Decisiones a tomar en caso de paradas imprevistas.

Cuando las paradas son imprevistas se tomarn decisiones especificas en cuanto al modo de liquidar los evaporadores conforme al tiempo de duracin de la parada que se haya estimado .Se exponen a continuacin los casos ms comunes .

Se considerarn en estos aspectos ingenios con un solo tandem.

1.- Hasta 2 horas de duracin. Bastar con reducir el nivel hasta descubrir la placa inferior.

2.- Hasta 4 horas de duracin. Procdase a liquidar y enjuagar el vaso melador , dejando el resto de los vasos con jugo.

3.- Superiores a las 4 horas de duracin. Procdase a liquidar toda la estacin evaporadora conforme a los expuesto en el epgrafe 6.04.06 de este Manual de Operaciones.

En ingenios con ms de un tandem se ajustarn los conceptos 1, 2 y 3 a los evaporadores cuya capacidad se corresponda con la molida de la unidad que se ha de parar.

6.05.00 .- Limpieza de evaporadores.

Los evaporadores se limpiarn regularmente por medios qumicos , recurriendo a medios mecnicos solamente en casos excepcionales en que los agentes qumicos no sean lo suficientemente eficaces y siempre se aplicarn como complemento de los anteriores.

Para la realizacin de la limpieza qumica cada vaso dispondr de instalacin individual de vapor de escape con doble vlvula , una de ellas para la regulacin y la otra para garantizar la hermeticidad. Adems los vasos que normalmente operen a vaco tendrn habilitado un manmetro para controlar la presin en la calandria durante la limpieza.

El ingenio dispondr de las capacidades necesarias para el traslado del cido hacia el punto donde los vasos lo aspirarn.

Con independencia del tipo de limpieza alcalina a emplear por el ingenio , este debe tener capacidad de almacenamiento suficiente para utilizar la sosa custica en los tres ciclos de agotamiento .

Para enjuagues con agua y/o las limpiezas alcalinas por circulacin , los vasos dispondrn de suficientes atomizadores , preferiblemente de cono lleno , dispuestos en forma que baen el 100 % de los tubos , a una altura de 2 a 3 m aproximadamente .

Las paradas para la limpieza en los evaporadores sern programadas durante la zafra mediante la coordinacin y aprobacin por la Delegacin Provincial del MINAZ.

6.05.01.- Productos qumicos a utilizar .

Se exponen en este acpite los procedimientos para efectuar la limpieza con productos qumicos.

Se utilizarn como productos qumicos bsicos los siguientes :

a) Sosa custica en bloques fundidos o en escamas con un 98 % de pureza en base a Na OH.

b) cido muritico , cido clorhdrico de grado tcnico , con un contenido aproximado del 32 % de HCl puro.

Se utilizarn como agentes complementarios y solo en los casos que as se decida con la aprobacin del Departamento de Tecnologa de las Delegaciones Provinciales del MINAZ , los siguientes :

c) Soda ash , carbonato de sodio , Na2 CO3 .

d) Bifluoruro de sodio , F2 H Na .

Exceptuando los casos previamente definidos , las limpiezas de forma general se ejecutarn por medio de la aplicacin de sosa custica y cido clorhdrico.

6.05.02.- Limpieza por el procedimiento convencional.

Se define como procedimiento convencional aquel en que la limpieza se efecta tomando en los vasos del evaporador una cantidad suficiente de solucin de agentes qumicos hasta cubrir la placa superior de la calandria y hacindola ebullir estticamente.

6.05.02.01.- Enjuague.

1.- Una vez liquidado el jugo procdase al enjuague mediante aspersin de agua durante 10 a 15 min. para eliminar as los residuos de materias azucaradas.

2.- Utilcese agua potable con preferencia de pozo , o en su defecto del enfriadero .Deschese despus de cada operacin de enjuague y descrguese a zanja.

6.05.02.02.- Limpieza alcalina con sosa custica por el mtodo de hervidura.

Con independencia del mtodo a emplear , la limpieza alcalina con sosa custica se lleva a cabo en tres ciclos de agotamiento de la forma siguiente :

Primer ciclo : sosa custica fresca o virgen que se destina a los vasos 3 y 4 en los cudruples o 3, 4 y 5 en los quntuple efectos , por ser los vasos donde las incrustaciones se producen con mayor intensidad.

Segundo ciclo : sosa procedente de los ltimos vasos y retienida en tanques de suficiente capacidad , para ser reusada en los primeros , despus de ajustar su concentracin si fuera necesario.

Tercer ciclo : sosa procedente de los primeros vasos ( ltima reserva ) empleada para la limpieza de los calentadores autorizados , hacia el enfriadero , para la planta de alimento animal u otro destino que se decida .

En este mtodo se emplea una solucin de sosa custica con una concentracin del orden del 15 al 20 % en peso , equivalentes a 21 a 26 B a 20/20C.

1.- Tmese en todos los vasos una solucin de sosa custica hasta cubrir la placa superior de la calandria . Cirrense las vlvulas ( de mariposa o de otro tipo ) de las tuberas de evaporacin y branse las de comunicacin de cada vaso a la atmsfera.

2.- Aplquese vapor a cada calandria por la lnea independiente habilitada a tales efectos ,hasta alcanzar aproximadamente la temperatura de 95 C . Una vez alcanzada mantngase por espacio de 3 a 4.5 horas.

Durante ese tiempo hganse adiciones de solucin de sosa custica para mantener estable el nivel de solucin en los vasos.

El tiempo total de tratamiento alcalino depender de las caractersticas e intensidad de las incrustaciones.

3.- Terminada la operacin , cirrense las vlvulas de vapor y descrguese la solucin de sosa a los tanques de reserva , segn la siguiente clasificacin :

( Solucin de sosa custica de los primeros vasos , hacia los tanques de ltima reserva .

( Solucin de sosa custica de los ltimos vasos , hacia los tanques de reserva para la limpieza de los primeros vasos.

4.- Enjuguense los vasos con suficiente agua para eliminar todo residuo de sosa custica. Determnese el PH del agua al entrar y al salir de cada vaso en particular y cuando ambas mediciones coincidan se dar por terminado el enjuague.

Lo ms indicado ser sustituir el enjuague por una hervidura con agua por espacio de 30 min. , s el esquema y el tiempo de limpieza as lo permitieran.

6.05.02.03.- Limpieza con cido muratico .

1.- Crguense todos los vasos con agua preferiblemente de retorno y tmese en cada uno la cantidad de cido que se haya estimado necesaria ( vase epgrafe REF _Ref331310679 \* COMFORMATO 6.06.03.- cido muritico o clorhdrico. de la pgina REFPG _Ref331310692 23 ) de acuerdo a la capacidad del evaporador , las caractersticas de la incrustacin y su intensidad.

El cido se tomar por succin , por medio del vaco en los cuerpos , por eyeccin de aire o por otro procedimiento apropiado.

2.- branse las vlvulas de aplicacin de vapor a las calandrias y reglense para obtener una temperatura prxima a la ebullicin. Mantnganse estas condiciones por espacio de 1.5 a 2.0 horas.

La aplicacin de aire comprimido a la solucin cida favorecer la accin del mismo por efecto de la agitacin.

3.- Aumntese la abertura de las vlvulas de vapor hasta alcanzar la temperatura de ebullicin .Mantngase durante 30 a 45 min. . Transcurrido ese tiempo , cirrese la vlvula de vapor y descrguese el cido al tanque neutralizador o a la zanja en caso de que no exista la instalacin.

4.- A los efectos de controlar la accin desincrustante , determnese el PH de la solucin cida en cada vaso antes de iniciar el calentamiento y reptase esta determinacin cada 30 min. aproximadamente. El valor del PH crecer progresivamente hasta estabilizarse en ese momento se habr concluido la accin del cido.

Este es un procedimiento muy efectivo para determinar el tiempo de duracin del tratamiento cido.

5.- Detngase la ebullicin en el momento en que se determin por la medicin del PH que la accin cida concluy .

6.- Enjuguense los vasos con agua potable , determinndose por similar procedimiento al descrito en punto 4 del inciso anterior la terminacin del mismo.

7.- branse los registros de fondo e inspeccinense los tubos de la calandria en su parte inferior para conocer si las incrustaciones han sido totalmente eliminadas.

Utilice para ello una hoja afilada u otro instrumento adecuado para raspar los tubos y comprobar que no ha quedado incrustacin alguna.

6.05.02.04.- Aspectos generales .

Emplese en la inspeccin una lmpara elctrica , con proteccin de seguridad a prueba de roturas . Bajo ningn concepto se utilizarn bombillas elctricas sin proteccin , luces o llamas.

La accin del cido libera hidrgeno que se inflama rpidamente ante la presencia de cualquier foco trmico .

Si la inspeccin evidencia que han quedado incrustaciones se proceder a un tratamiento adicional con sosa custica o cido segn la naturaleza de misma.

Generalmente las incrustaciones oscuras son de tipo orgnico y se emplea sosa custica para removerlas en tanto las blancas y duras son del tipo inorgnico y son removidas por medio de cido.

En algunos casos por la naturaleza de la incrustacin se obtienen mejores resultados invirtiendo los procedimientos.

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6.05.03.- Limpieza alcalina por recirculacin de la solucin de sosa custica.

En este mtodo se emplea una solucin de sosa custica con una concentracin del orden del 30 a 40 % en peso , equivalentes a 36 a 44 B a 20/20 C.

Este sistema basa su principio en la recirculacin de una solucin de sosa custica concentrada que es atomizada hacia la placa superior de los vasos por medio de un fuerte bombeo y una adecuada distribucin de los atomizadores de forma que toda la superficie quede baada por ellos.

En la Fig. 6.1 se muestra un esquema de funcionamiento de este mtodo.

T-1 Es el tanque donde se prepara la solucin de sosa fresca del primer ciclo y de donde se abastecen los vasos 3 y 4.

T-2 Es el tanque que recibe la solucin del segundo ciclo de agotamiento.

T-3 Es el tanque que recibe la solucin de sosa del tercer y ltimo ciclo de agotamiento .

Con este mtodo se emplean concentraciones superiores de sosa custica en un 50 % , utilizando menos cantidad de NaOH .Ello pudiera ser una solucin para aquellas ingenios que manifiesten altos consumos de sosa y de tiempo empleados en la limpieza alcalina.

No obstante ser necesario que se cumplan los requisitos tcnicos siguientes para que sea efectiva y se alcancen resultados superiores al obtenido en el procedimiento por hervidura.

1.- Los tanques de retorno de la solucin de sosa custica debern tener instaladas trampas para atrapar las incrustaciones que se remueven con este proceder y evitar que se tupan los atomizadores.

2.- En la succin de las bombas se implementar la conexin en paralelo de dos coladores de cartucho independientes y con vlvulas de cua , con el fin de que queden atrapados en ellos las partculas de la s incrustaciones que lograron pasar el colado anterior.

De esta forma cada 30 min. se podr cambiar , por el accionamiento de las vlvulas , de uno a otro colador y retirar as todas las incrustaciones atrapadas por el.

3.- Los atomizadores adecuados para este mtodo son los de cono lleno , su cantidad y ubicacin dependen de las dimensiones del vaso. Tiene que buscarse un arreglo tal que toda la superficie quede baada por la accin del cono que forman los atomizadores.

4.- Debe prestarse atencin especial a los prenses de la bomba , a las uniones , juntas de vlvulas y a los accesorios conectados en la lnea a fin de evitar que se produzcan prdidas de la solucin y la presin no sea suficiente como para baar toda la superficie.

5.- En los ingenios con ms de una evaporador instalado se debern independizar los circuitos con vlvulas de pie para evitar el desvo de la solucin hacia los equipos en operacin.

6.- En los mantenimientos debe programarse la inspeccin de los atomizadores a fin de verificar que los mismos no estn tupidos.

Sgase el procedimiento siguiente para este mtodo de limpieza .

1.- Calintese la solucin de sosa contenida en el tanque de reserva hasta 80 C y pngase en marcha la bomba de recirculacin hacia los vasos correspondientes. la solucin de sosa custica ser asperjada sobre la superficie de la calandria descendiendo por los tubos hacia el fondo y retornando hacia el tanque receptor.

2.- Al comenzar el bombeo mantngase cerrada durante el tiempo necesario la vlvula de retorno hasta que el nivel en la calandria alcance aproximadamente la mitad de la calandria.

3.- Mantngase la recirculacin de modo continuo durante un tiempo de aproximadamente de 3 a 4 horas .El tiempo exacto ser determinado en la propia fbrica conforme a la experiencia y los resultados prcticos del sistema.

4.- Enjuguese los vasos por el mtodo explicado en el punto 4 del epgrafe 6.05.02.02 de este Manual de Operaciones.

Es necesario que se determine la riqueza de la solucin alcalina empleada con vistas a determinar el poder de reaccin de la misma en cualquier tipo de limpieza. De esta forma en cada determinacin de la concentracin de NaOH se calcular el ndice de Riqueza ( IR) por el mtodo siguiente .

P

IR = (((( ec 6.1

P

Donde P = Concentracin de NaOH determinada por valoracin de la sosa usada.

P = Concentracin de NaOH determinada por valoracin de la sosa pura del mismo grado Baum que la solucin usada.

Los valores aceptables de IR estn en el rango de 70 a 85 % , aunque los ingenios con la experiencia de su aplicacin debern ajustarlo a sus propios resultados.

6.05.04.- Limpieza por fermentacin de miel final al terminar la zafra.

Tiene como objetivo limpiar la superficie de transferencia de calor por dentro y fuera de los tubos.

En los evaporadores primarios , primeros vasos de los evaporadores a mltiple efecto as como en los tachos , que reciben vapor de escape procedentes de mquinas reciprocantes de vapor , se realizar est limpieza todos los aos , mientras que en el resto de los vasos esta limpieza se efectuar cada 2 o 3 aos.

El procedimiento a seguir es el siguiente :

1.- Garantcese la perfecta hermeticidad de todas las conexiones de la parte inferior del vaso . Esta hermeticidad preferiblemente se debe garantizar instalando platillos ciegos.

2.- Extriganse de 10 a 12 tubos de las calandrias , seleccionndolos de modo tal que estn uniformemente repartidos por toda la superficie y se pueda comunicar las zonas del jugo y del vapor.

3.- Preprese una solucin de miel final a 18 Brix y adale 1 Kg. de levadura de panificacin activa , previamente diluida en agua , por cada 4 000 litros de solucin . Llnese con ella los vasos a limpiar cubriendo la placa superior con la misma.

4.- Mantngase la solucin fermentando durante 25 a 30 das , con los registros de entrada del cuerpo y las vlvulas de comunicacin a la atmsfera abiertos.

Crense las condiciones para la aplicacin intermitente de aire comprimido

que permita agitar la solucin

Transcurrido este tiempo , desaljese el contenido de los vasos lentamente de forma que el vaciado se logre en unas 48 horas aproximadamente.

5.- Enjuguese los vasos hasta eliminar todo el residuo de la fermentacin y branse los registros de fondo para propiciar conjuntamente con los del cuerpo una muy buena ventilacin y se desaloje as todo el CO2 producido durante el perodo de fermentacin.

Prohbase que toda persona entre en su interior hasta 72 horas despus del enjuague.

6.- Restityanse los tubos extrados .Si la limpieza es por el lado del vapor , no ser necesario extraer los tubos , esta opcin se deber aprobar por la Delegacin Provincial del MINAZ.

Los tanques de preparacin de la solucin de sosa custica pueden servir de recipientes para preparar el medio fermentativo .En tal caso lmpiese previamente todo el sistema para estar seguro de que no quedan residuos de sosa custica.

6.06.00.- Preparacin y empleo de los productos qumicos.

A continuacin se explicar la forma adecuada para preparar los diferentes productos qumicos utilizados en la limpieza de los evaporadores.

6.06.01.- Sosa custica.

Se dispondr de un tanque con acometida de vapor para el calentamiento directo y de agua empleados en la preparacin de la solucin de NaOH . Su capacidad ser tal que permita preparar toda la solucin necesaria para la limpieza de una sola vez .

Siga el procedimiento siguiente :

VNCULO Excel.Sheet.5 "C:\\EXCEL\\MANUAL\\TABLA6-6.XLS" "" \a \p

1.- Tmese agua en el tanque en la cantidad equivalente a las de la solucin que se ha de preparar.

2.- Disulvase el NaOH aplicando vapor sin alcanzar la temperatura de ebullicin en la solucin para evitar salpicaduras peligrosas.

Un mtodo eficaz y sencillo consiste en disponer sobre los tanques de una chapa de hierro con aberturas circulares de dimetro igual al de los tambores que contienen el NaOH.

3.- Qutese entonces las tapa inferior a uno de estos tanques y colquelo sobre las aberturas de la cubierta poniendo el extremo abierto hacia abajo , aplquesele vapor hasta disolucin.

Las concentraciones a la que se preparar la solucin de sosa custica son las siguientes :

( Limpieza por el mtodo de hervidura o convencional , se preparar la solucin entre un 15 y un 20 % en peso , equivalentes a 21 a 26 B 20/20C.

( Limpieza por recirculacin , se preparar la solucin entre un 30 y un 40 % en peso , equivalentes a 36 a 44 B 20/20C.

Estos valores son tpicos y cada fbrica establecer sus propios valores en funcin de las condiciones propias de sus instalaciones y de la composicin de las incrustaciones.

En la tabla 6.6 se relacionan los B de las soluciones de NaOH para distintas concentraciones y temperaturas .

La concentracin de las soluciones usadas de sosa custica se obtendrn por valoracin acidimtrica en el laboratorio ; la tabla 6.6 brinda la posibilidad de conocer de forma directa el contenido de las soluciones por simple medicin de su B.

El ciclo de agotamiento de las soluciones de sosa custica es independiente del sistema empleado en la limpieza , es decir :

( Primer ciclo : sosa fresca empleada siempre en los ltimos vasos , despus de utilizada en la limpieza se reserva para el siguiente ciclo.

( Segundo ciclo : sosa del primer ciclo y empleada en la limpieza de los primeros vasos de los evaporadores .

En este caso y cuando la limpieza es por hervidura , la solucin deber alcanzar al menos 8 % en peso ; por lo tanto s al valorarla se obtiene que la concentracin no alcanza ese valor , ser necesario reactivarla con solucin fresca hasta alcanzar 10 % de concentracin.

En el caso de la limpieza por recirculacin se requiere que la solucin del segundo ciclo tenga al menos 20 % en peso , de lo contrario ser necesario reactivarla de forma similar al ejemplo anterior , hasta completar la concentracin inicial.

Despus de pasar el segundo ciclo de agotamiento la solucin de sosa se reserva en los tanques de almacenamiento para ser empleada en el ltimo paso.

( Tercer ciclo : sosa despus de ser agotada en los dos ciclos anteriores se destinar a los siguientes usos :

a) Limpieza de los calentadores autorizados.

b) Hacia el enfriadero , como un medio de controlar el PH de las aguas de inyeccin y rechazo.

c) Para la produccin de alimento animal.

Las soluciones de sosa custica en el ltimo paso de agotamiento alcanzan concentraciones que van desde 5 hasta 15 % en peso para limpieza por hervidura y recirculacin respectivamente.

Estas soluciones tambin deben ser desechadas s ocurriese que por el exceso de impurezas en el tanque receptor se produzcan tupiciones de la succin de la bomba o de alguno de los atomizadores o por formacin de exceso de espuma a causa de la saponificacin cidos grasos superiores presentes en las incrustaciones.

6.06.02.- Carbonato de sodio o Soda ash.

Es un producto de uso eventual y se utilizar por alguna de las causas siguiente :

( Que por anlisis se determine que las incrustaciones son ricas en contenido de sulfato y sulfitos , en el orden de un 5 % en peso en base seca en el vaso melador.

( Se evidencie que el tratamiento cido no es efectivo en tal sentido que no es capaz de eliminar las incrustaciones inorgnicas despus del tratamiento alcalino.

En estos casos sustityase entre el 10 y el 20 % de la sosa custica por su equivalente en carbonato de sodio en dependencia de la gravedad y de la valoracin del laboratorio , segn la relacin siguiente :

Ps

Pc = ((((((( ec. 6.2

0.75

Donde : Pc = Peso de carbonato a utilizar y Ps = Peso de sosa custica a sustituir.

6.06.03.- cido muritico o clorhdrico.

La industria azucarera Cubana utiliza para la limpieza cido clorhdrico de calidad tcnico , con una concentracin del orden del 35 % en peso , de ah que ste valor de concentracin se tomar siempre como referencia.

Las soluciones de cido clorhdrico para la limpieza se prepararn con las concentraciones siguientes :

( Desde 0.50 a 1.00 % en peso de cido puro, para los evaporadores a simple efecto , para los vasos 1, 2 y 3 de los cudruples efectos y 1, 2 , 3 y 4 de los quntuples efectos.

( Hasta 2.00 % en peso de cido puro, para los vasos meladores de cudruples y quntuples efectos.

Los valores han de tomarse como guas pues en cada ingenio se debern ajustar a los valores que por la prctica le ofrezcan los mejores resultados.

La cantidad de cido puro a utilizar se determinar por valoracin acidimtrica del cido tcnico disponible y el volumen del equipo a limpiar .La solucin del problema se ilustra con el siguiente ejemplo :

Se desea limpiar el primer vaso de un evaporador cuya superficie es de 9 000 pies ( 836 m ) y el volumen de la calandria ( V )es de 5.490 m . Se decide aplicar una concentracin ( Ca )de 0.8 % en peso de cido puro. por datos del laboratorio se conoce que el cido tcnico de que se dispone , tiene una concentracin ( Ct )de 28 % .El clculo se efecta de la forma siguiente :

Ca ( V 0.8 ( 5490

Pa = Peso de cido puro = ((((( = (((((( = 43.92 Kg. ec. 6.3

100100

Pa ( 10043.92 ( 100

Pat = Peso del cido tcnico = (((((( = ((((((( = 156.86 Kg. ec. 6.4

Ct 28

En los evaporadores con placas de acero , utilcese un inhibidor para aminorar los efectos corrosivos del cido.

6.06.04.- Bifluoruro de sodio.

Es un producto de uso eventual y se utilizar solo en los dos ltimos vasos por alguna de las causas siguientes :

( Se manifiesten incrustaciones que no responden satisfactoriamente al tratamiento con sosa , carbonato y cido tcnico ,que persisten y afectan la eficiencia del equipo.

( Se ha comprobado que el contenido de slice en las incrustaciones es mayor al 10 % en peso expresada en base seca y como SiO2.

Antes de optar por el uso del bifluoruro , extrigase uno de los tubos de la calandria , crtese un anillo de unos 5 cm aproximadamente de la parte que con ms intensidad se registra la incrustacin y pngase en un beaker , para ser sometido a un tratamiento similar al que recibir en la prctica industrial.

De lograrse la eliminacin satisfactoria , procdase a utilizar la solucin del producto en la limpieza . En caso contrario emplese entonces el mtodo mecnico para su eliminacin.

Sganse los pasos siguientes para la preparacin de la solucin cida de bifluoruro de sodio:

1.- Calclense el bifluoruro de sodio y cido clorhdrico tcnico en las proporciones siguientes :

11.25 kg. de bifluoruro de sodio y

Por cada 1 000 litros de solucin a

60.00 kg. de cido clorhdrico tcnico

preparar para los vasos donde ser empleada.

2.- Tmese agua en la calandria de los vasos a tratar hasta alcanzar un nivel aproximado a 1/3 de su altura.

3.- Hgase vaco en los vasos y a continuacin adicinese por este orden , bifluoruro de sodio y a continuacin el cido clorhdrico tcnico.

4.- Rmpase el vaco y aplquese vapor durante 30 a 40 min, , manteniendo la temperatura alrededor de los 95 C.

5.- Transcurrido ese tiempo tmese agua hasta completar el nivel en la placa superior de la calandria.

6.- Elvese la temperatura a punto de ebullicin y mantngase por espacio de 20 a 30 min. .

7.- Cirrese el vapor , desaljese todo la solucin y los residuos hacia la zanja y enjuguese cada vaso con abundante agua hasta eliminar todo el residuo.

Observacin : La manipulacin del bifluoruro de sodio debe realizarse con precaucin.

6.07.00.- Medios e instrumento mnimos .

Para garantizar una adecuada operacin de los evaporadores se deber tener un nivel mnimo de instrumentacin y automatizacin , que se enumera a continuacin :

6.07.01.- Tanque de jugo clarificado.

Por las caractersticas de la operacin delos evaporadores estos tanques deben tener indicacin visible para que los operadores la perciban desde cualquier punto sin problema alguno.

Nivel mnimo 1

Tanque vaco.

Nivel mnimo 2

Tanque a un cuarto

Nivel mximo 1

Tanque a la mitad

Nivel mximo 2

Tanque lleno .

Nivel mximo 3

Nivel de parada.

Seales lminicas , en los puntos de nivel mximo y mnimo del tanque , es recomendable marcar varios niveles . En la tabla se muestran algunos indicadores de nivel para la toma de decisiones por el operador.

En caso contrario ser necesario establecer indicaciones de nivel con sealizaciones similares a las anteriores .

En el caso de operacin en modo automtico se mantendrn las indicaciones de nivel para informacin de los operadores y personal tcnico.

6.07.02.- Calentadores de jugo clarificado.

Todas las instalaciones debern tener implementado el lazo de control de temperatura de salida , adems de la indicacin local de temperatura. Debe existir un sistema de recirculacin de jugo hacia el tanque para evitar la caramelizacin del jugo detenido cuando por cualquier razn cese el flujo de jugo hacia el vaso primario.

6.07.03.- Indicadores de nivel.

Los indicadores de nivel sern del tipo que utiliza tubos de vidrio , con vlvula de ngulo en sus extremos .En algunas casos se ha adoptado adems la colocacin de alguna malla protectora sobre el tubo.

Se instalan en todos los vasos tanto para el lado del jugo como para el de agua de retorno.

6.07.04.- Manmetros y vacometros.

Los manmetros se instalaran en los puntos siguientes :

( Tuberas de descarga de las bombas de jugo clarificado , meladura y aguas de retorno.

( Tubera general de escape a la estacin evaporadora y de vapor vegetal de proceso.

( Calandrias de los evaporadores primarios y de los vasos de la estacin evaporadora.

( Cuerpos de los evaporadores primarios y de los vasos 1 y 2 de los cudruples y quntuples efectos.

( En la tubera de extraccin hacia los calentadores.

( En la salida de las lneas de inyeccin de vapor por reductora al proceso , as como de las que se encuentren dentro del esquema de uso del vapor para el proceso.

Los vacometros se instalarn en los puntos siguientes

( Cuerpos de los vasos 2 , 3 , 4 y 5 de los cudruples y quntuples efectos.

( Calandrias de los vasos 3 , 4 y 5 de los cudruples y quntuples efectos.

6.07.05.- Termmetros.

Todos los vasos evaporadores tendrn indicacin local de temperatura y sus bulbos se colocarn a una altura aproximada de unas 6 plg ( 150 mm ) por encima de la placa superior de la calandria.

En los puntos inmediatos de la salida de las reductoras de inyeccin de vapor al proceso , as como de las que estn implementadas dentro del esquema de uso del vapor de proceso.

6.08.00.- Principales problemas operacionales y sus causas.

La disminucin de la densidad de la meladura es el principal problema en la operacin de los evaporadores .Muchos otros se presentan en la prctica pero todos tienen como consecuencia final esta reduccin .Por ello en este epgrafe se discutir con este enfoque.

Al apreciarse el descenso de la densidad de la meladura procdase de la forma siguiente :

1.- Como primer paso debe elevarse la presin del vapor de calentamiento en el primer vaso del evaporador hasta el nivel mximo admisible por el esquema de vapor del ingenio y a continuacin , de no producirse reaccin positiva psese a los aspectos siguientes :

2.- Verifquese en el equipo si se cumplen los aspectos tcnicos siguientes :

( El nivel de operacin de todos los vasos , especialmente el del primero , que deben estar todos al 1/3 de la calandria.

( Acumulacin de agua de retorno en las calandrias .

( Las vlvulas para la extraccin de gases incondensables no deben estar excesivamente abiertas , utilizar la medicin de la temperatura de los gases.

( Las vlvulas de agua para la limpieza y enjuague debe estar totalmente cerrada y deben ser adems hermticas.

( El vaco de los vasos 2 y 3 del cudruple y 3 y 4 del quntuple se correspondan con los de la tabla 6.3 de este capitulo ; en caso contrario ser indicativo de la presencia de incrustaciones en el vaso y se proceder a su limpieza.

Si se detectan deficiencias , corrjanse y si a continuacin persiste el problema de meladura floja entonces procdase a revisar los aspectos siguientes :

( Exceso de agua en la planta moledora , que produce un efecto de dilucin grande sobre el jugo y muy daino a la eficiencia energtica y fabril.

( Rgimen de molida horaria , que sobrepasa los lmites mximos establecidos por la capacidad de la estacin evaporadora .

La solucin ser ajustar la molida a los niveles normales que propicien se mantenga la meladura en los niveles de densidad establecidos.

( Jugo clarificado de bajo brix , si es por exceso de agua en los molinos contrlese hasta llegar al punto de balance en concordancia con las disponibilidades de vapor y bagazo. En caso de que sea a causa del origen de la caa verifquese mediante el brix de la primera extraccin y contrlese el agua de imbibicin hasta llegar al punto de balance.

Para aquellas fbricas que dispongan de un esquema de evaporacin de pre evaporador recibiendo escape de la planta elctrica y otros equipos primarios y se comiencen a producir de forma reiterativa llenuras del tanque de jugo clarificado , procdase a revisar los aspectos siguientes :

1.- Temperatura del vapor de escape que recibe el pre evaporador , esta temperatura debe estar en los lmites de saturacin expresados en los aspectos generales de este capitulo . En este se expres que el nivel mximo de sobrecalentamiento de este vapor no debe exceder de los 10 .

2.- Temperatura del jugo clarificado a la salida de los calentadores .Esta temperatura debe estar lo ms prxima posible a la de ebullicin del cuerpo receptor del jugo caliente .En la tabla 6.5 se indican las diferentes temperaturas en relacin con la presin del vapor en el cuerpo o cmara de evaporacin.

Presin (psig)

Temperatura ( C )

Presin (psig)

Temperatura ( C )

10

115.6

17

123.4

11

116.8

18

123.4

12

118.0

19

125.4

13

119.1

20

126.3

14

120.2

25

130.7

15

121.3

30

134.7

16

122.4

Tabla 6.5 Relacin de temperatura del vapor saturado a diferentes presiones

3.- Revsese el funcionamiento del sistema de retorno existente ( sifn invertido , trampa, columna hidrulica , etc) tanto para la extraccin completa de los condensados como para el sellaje efectivo del vapor . .

4.- Corto circuito ( by pass) del vapor de escape o de la lnea de inyeccin por la vlvula reductora de alta hacia la lnea de vapor vegetal. Si por cualquier razn operacional se acude a la accin incorrecta de inyectar a la lnea de vapor vegetal , vapor de escape por la reductora o vapor de escape de los equipos primarios se afecta con ello la evaporacin del pre evaporador , reducindose as su capacidad evaporativa .

5.- Suciedad de lo evaporadores primarios .Si aplicada en la calandria del equipo la presin mxima establecida y no se consigue una evaporacin en correspondencia reflejada en la presin de la lnea donde tributa su vapor , o se producen disparos en las vlvulas de seguridad de la lnea de escape, ser indicativo de una rotura del equipo o de que el mismo est sucio y se proceder en consecuencia a su limpieza.

En los sistemas de extraccin de aguas condensadas y gases incondensables se producen frecuentes problemas en la puesta en marcha , que tienen su origen en las modificaciones o trabajos de reparacin de rutina .En estos casos revsese por este orden :

1.- La conexin de los gases debe estar hacia los puntos adecuados , los vasos de vacio al cuerpo o al condensador y al momento de la puesta en marcha deben estar con las vlvulas abiertas al 100 %.

2.- Las vlvulas de las lneas de extraccin de los sistemas de condensados deben estar abiertas al 100 %.

3.- Las bombas que operan contra vaco deben tener instalada su compensacin al punto de presin donde succiona el flujo. Revsense todas las conexiones , vlvulas , uniones y hasta los prensaestopa para garantizar la hermeticidad del sistema.

4.- En los drenajes de los equipos por los sifones invertidos , verifquese que la vlvula de drenaje y liquidacin no tiene pase y est cerrada.

5.- Que los tanques de recepcin de condensados estn de acuerdo con el esquema de operacin del ingenio.

6.09.00.- Limpieza del evaporador.

Las limpiezas se planifican desde el comienzo de la zafra , en base a la experiencia acumulada para la instalacin existente.. Estos programas se confeccionan conjuntamente con la Delegacin Provincial del MINAZ , que los aprueba.

An existiendo el programa en algunas ocasiones se requiere violentar el ciclo de limpieza a causa de las siguientes situaciones :

1.- A partir de que se ha aumentado al mximo permisible la presin del vapor al primer vaso , con el vaco en el melador es de 26 plg ( 66 cm ) de Hg o el que por norma est establecido y no se produce una respuesta en la densidad de la meladura .

2.- Se produce una cada de vaco en el penltimo vaso igual o superior a las 3 plg ( 7.6 cm ) de Hg con relacin al valor establecido y no se encuentran otras causas .

En ambos casos la estacin evaoradora no podr asumir la molida horaria y se tendr que limpiar dentro de las 30 horas siguientes.

TDC \o "1-6"

6.00.00.- Operacin de evaporadores BOTNIRA _Toc326656554 REFPG _Toc326656554 1

6.00.01.- Aspectos de carcter general BOTNIRA _Toc326656557 REFPG _Toc326656557 1

6.02.00.- Estructura del rea de evaporacin. BOTNIRA _Toc326656559 REFPG _Toc326656559 4

6.03.00.- Requisitos tcnicos mnimos. BOTNIRA _Toc326656560 REFPG _Toc326656560 4

6.04.00.- Puesta en marcha de los evaporadores. BOTNIRA _Toc326656561 REFPG _Toc326656561 7

6.04.02- Equipos primarios de evaporacin. BOTNIRA _Toc326656562 REFPG _Toc326656562 7

6.04.03- Equipos de evaporacin a mltiple efecto. BOTNIRA _Toc326656563 REFPG _Toc326656563 8

6.04.04.- Operacin en marcha normal. BOTNIRA _Toc326656564 REFPG _Toc326656564 9

6.04.05.- Uso de las agua condensadas y de retorno. BOTNIRA _Toc326656565 REFPG _Toc326656565 11

6.04.06.- Liquidacin de los evaporadores . BOTNIRA _Toc326656566 REFPG _Toc326656566 12

6.04.07.- Decisiones a tomar en caso de paradas imprevistas. BOTNIRA _Toc326656567 REFPG _Toc326656567 12

6.05.00 .- Limpieza de evaporadores. BOTNIRA _Toc326656568 REFPG _Toc326656568 13

6.05.01.- Productos qumicos a utilizar . BOTNIRA _Toc326656569 REFPG _Toc326656569 13

6.05.02.- Limpieza por el procedimiento convencional. BOTNIRA _Toc326656570 REFPG _Toc326656570 14

6.05.02.01.- Enjuague. BOTNIRA _Toc326656571 REFPG _Toc326656571 14

6.05.02.02.- Limpieza alcalina con sosa custica por el mtodo de hervidura. BOTNIRA _Toc326656572 REFPG _Toc326656572 14

6.05.02.03.- Limpieza con cido muratico . BOTNIRA _Toc326656573 REFPG _Toc326656573 16

6.05.02.04.- Aspectos generales . BOTNIRA _Toc326656574 REFPG _Toc326656574 17

6.05.03.- Limpieza alcalina por recirculacin de la solucin de sosa custica. BOTNIRA _Toc326656575 REFPG _Toc326656575 17

6.05.04.- Limpieza por fermentacin de miel final al terminar la zafra. BOTNIRA _Toc326656576 REFPG _Toc326656576 19

6.06.00.- Preparacin y empleo de los productos qumicos. BOTNIRA _Toc326656577 REFPG _Toc326656577 20

6.06.01.- Sosa custica. BOTNIRA _Toc326656578 REFPG _Toc326656578 20

6.06.02.- Carbonato de sodio o Soda ash. BOTNIRA _Toc326656579 REFPG _Toc326656579 23

6.06.03.- cido muritico o clorhdrico. BOTNIRA _Toc326656580 REFPG _Toc326656580 23

6.06.04.- Bifluoruro de sodio. BOTNIRA _Toc326656581 REFPG _Toc326656581 24

6.07.00.- Medios e instrumento mnimos . BOTNIRA _Toc326656582 REFPG _Toc326656582 25

6.07.01.- Tanque de jugo clarificado. BOTNIRA _Toc326656583 REFPG _Toc326656583 25

6.07.02.- Calentadores de jugo clarificado. BOTNIRA _Toc326656584 REFPG _Toc326656584 26

6.07.03.- Indicadores de nivel. BOTNIRA _Toc326656585 REFPG _Toc326656585 26

6.07.04.- Manmetros y vacometros. BOTNIRA _Toc326656586 REFPG _Toc326656586 26

6.07.05.- Termmetros. BOTNIRA _Toc326656587 REFPG _Toc326656587 26

6.08.00.- Principales problemas operacionales y sus causas. BOTNIRA _Toc326656588 REFPG _Toc326656588 26

6.09.00.- Limpieza del evaporador. BOTNIRA _Toc326656589 REFPG _Toc326656589 29

Conductmetro , doble tanque , etc.

El cido tcnico se oferta en un rango de purezas variable , por lo que se hace necesario que el laboratorio valore los lotes que recibe el ingenio para conocer con exactitud su concentracin y poder calcular las cantidades requeridas.

Se considera que el volumen equivale al peso porque la densidad de las soluciones cidas , para nuestros efectos tienen densidades iguales a las del agua.

Especialmente el agua de lavado , de los guijos , chumaceras , etc , que regularmente va a la bandeja del molino.

Se admite como mximo una diferencia de hasta 5 C por encima para que el flasheo no sea excesivamente brusco.

Manual de operaciones para la produccin de crudos

Operacin de evaporadores

PGINA 30

PGINA 29