…Rectangular area
4.3 Remote control
5.1.2 Content structure and components usage in datacasting services 1 Content versus local content
Una valoración de la factibilidad de la inversión a escala piloto se realiza sobre la base del cálculo de los indicadores dinámicos el VAN, la TIR y el PRD, tomando una tasa de interés del 12 %.
Los resultados obtenidos se determinan por un programa realizado con la ayuda del Microsoft Excel, donde se evaluaron los indicadores económicos mediante la metodología planteada por (Peters and Timmerhau, 1976).
En la Tabla 3.12 se muestran los resultados de la evaluación de los indicadores
dinámicos y en la figura 3.3 el perfil del VAN.
Figura 3.3 Perfil del VAN y determinación del PRD.
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 V A N ( $) Años
Capítulo 3: Diseño y Evaluación del Sistema de Recuperación
52
Tabla 3.12 Indicadores dinámicos.
Indicador Valor
Valor Actual neto (VAN) $5 903 857,81 Tasa de Rendimiento Interna (TIR) 58 % Plazo de Recuperación al descontado (PRD) 3 años
Conclusiones
53
CONCLUSIONES
1. El diagnóstico energético realizado en las actuales condiciones de operación muestra un 26,79 % de pérdidas, con una eficiencia térmica de 73,21 % en la sección de yogurt de soya; y un 25,73 % de pérdidas con 74,27 % de eficiencia térmica en la sección de leche pasteurizada, por concepto de deficiente aislamiento, vertimiento total de condensados y fugas de vapor. 2. A partir del análisis pinch se determina que el DT óptimo para los procesos de
yogurt de soya y leche pasteurizada son de 15 y 25 oC respectivamente, lo cual
se corresponde a un mínimo consumo de utilidades y por consiguiente un menor costo de inversión.
3. El análisis Pinch muestra que el consumo mínimo de utilidades calientes y frías en el proceso de yogurt de soya, determinados con el valor del DT óptimo son de 281400 kJ/h y 459800 kJ/h respectivamente, y en el proceso de producción de leche pasteurizada resultan de 2131000 kJ/h y 1862000 kJ/h.
4. La propuesta de modificación del proceso que permite la disminución de las pérdidas de agua en la entidad a través de su reutilización consta de equipos de filtración, flotación por aire disuelto y enfriamiento.
5. La evaluación de la modificación propuesta es adecuada puesto que permite un ahorro de 45200 kJ/h de utilidad para el enfriamiento en el proceso de producción de yogurt de soya determinada a partir del análisis Pinch.
6. A partir del análisis de rentabilidad se comprueba que la inversión de la tecnología de modificación propuesta es factible con un VAN de $5 903 857,81, una TIR de 58% y un PRD de 3 años.
Recomendaciones
54
RECOMENDACIONES
1. Evaluar la demanda de refrigeración del sistema de almacenamiento de los productos terminados a partir de una mayor precisión en las fuentes de información para la aplicación de los métodos de cálculo.
2. Realizar nuevamente un análisis de gestión energética de la fábrica que incluya la nueva línea de producción de quesos fundido y frescal.
Bibliografía
55
BIBLIOGRAFÍA
2008. Los vertidos del sector lácteo. Escuela de Organización Industrial.
AEC, A. E. P. L. C. 2018. Gestión de la Energía. [Online]. Available:
https://www.aec.es/web/guest/centro-conocimiento/gestion-de-la-energia
[Accessed 20 mayo 2018].
AEFYT, C. T. D. 2018. La refrigeración evaporativa en la industria [Online]. Available:
https://www.elaireacondicionado.com/articulos/la-refrigeracion-evaporativa-en- la-industria [Accessed 3 mayo 2018].
ALIBABA.GROUP. 2006. DAF plant for paper mill wastewater treatment [Online]. Available: http://www.made-in-china.com/products-search/hot-china- products/Industrial_Wastewater_Treatment_Plant_Factory.html. [Accessed 6 junio 2018].
AVENDAÑO, J. 2016. Eficiencia energética y gestión energética: dos conceptos clave para las empresas [Online]. Available: https://gesternova.com/eficiencia- energetica-gestion-energetica-dos-conceptos-clave-las-empresas/ [Accessed 25 marzo2018].
BLOCH 2004. Catálogo General BLOCH. El dominio del agua.
BÜHLER, F., NGUYEN, T.-V., JENSEN, J. K. & ELMEGAARD, B. 2016. Energy, Exergy and Advanced Exergy Analysis of a Milk Processing Factory. 14.
BYLUND, M. G. 1996. Manual de Industrias Lácteas.
CARLOS, P. T. 2000. Caracterizacion Energetica: El primer paso hacia el uso racional de la energia., 105.
CARPIO, A. S. P. 2010. Caracterización del consumo de agua de la planta de lácteos, Zamorano.
CARPL, C. D. A. R. P. L. P. L. 2002. Prevención de la contaminación en la Industria Láctea., España.
CN, C. N. 2013. La importancia de la leche y sus derivados [Online]. Available:
http://www.nutriyachay.com/blog/la-importancia-de-la-leche-y-sus-derivados/
[Accessed 20 marzo 2018].
CNMA, C. N. D. M. A. 1998. Guía para el Control y Prevención de la Contaminación Ambiental. .
CPMLN, C. D. P. M. L. D. N. 2018. Manual de Buenas Prácticas Operativas de Producción más Limpia para la Industria Láctea.
CRUZ, L. & PONS, A. 2006. Introducción a la Ingeniería Química., La Habana.
DFEMG, D. F. E. M. G. 2009. Milk Cooling [Online]. Available:
https://www.sce.com/NR/rdonlyres/025AEFAD-1BFB-46CA-
852D64B5B1E9BBAF/0/Dairy_Farm_Milk_Cooling.pdf. [Accessed 3 mayo 2018].
Division of pollution prevention and environmental assistance and division of water, resources of the north carolina department of environment and natural resources & council, L.-O.-S. R. August 1998. Water Efficiency Manual.
Bibliografía
56
EM, E. M. 2018. La leche y sus derivados: alimentos supernutritivos. [Online]. Available: https://eresmama.com/la-leche-y-sus-derivados-alimentos-super- nutritivos/ [Accessed 15 mayo 2018].
EPA, D. E. P. A. 1991. Cleaner Technology in the Dairy Industry. Environmental Report No. 167.
ESPINOSA PEDRAJA, R. 2001. La tecnología Pinch en el marco de la Industria Química. , Santa Clara: Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, Cuba. FAO 2017. Management of Waste from Animal Product Processing. Dairy Industry, 4. FAO, F. A. A. O. O. T. U. N. 2018. El sector lechero mundial: Datos. 5.
FERRER, R. 2017. Integración de Procesos; Tecnología PINCH [Online]. Available:
http://ramonferrerrullan.com/ingenieria-industrial/integracion-procesos- tecnologia-pinch/ [Accessed 26 marzo 2018].
GAUCÍN, D. 2017. El mercado de lácteos I [Online]. Available: https://www.eleconomista.com.mx/opinion/El-mercado-de-lacteos-I-20170515 0003.html [Accessed 10 marzo 2018].
GEA. 2016. Reducir, reciclar, reutilizar: hacia la eliminación del consumo de agua. [Online]. Available: https://www.gea.com/es/technology-talks/zero-water.jsp
[Accessed 28 marzo 2018].
GONZÁLEZ, M. D. J. 2012. ASPECTOS MEDIO AMBIENTALES ASOCIADOS A LOS PROCESOS DE LA INDUSTRIA LÁCTEA. Mundo Pecuario, 17.
HERNÁNDEZ, A. B., OCHOA, Y. M. & ALONSO, F. J. D. 2018. Tecnología Pinch: Una Introducción a la Integración Energética. 28.
IIIA, I. D. I. P. L. I. A. 2006. Gestión del agua enfocada a la producción más limpia en la Industria Alimentaria., 28.
JUVIER, D. 2016. Aplicación del sistema de gestión total eficiente de la energía en la pasteurizadora ¨La Villareña¨ como etapa preliminar para optar por la certificación ISO 50001., Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.
KEENAN, J. 1978. Steam table.
KERKHOFF, T. 1990. Commission of the European Communities. Energy. An integrated design for a liquid milk plant using ice-bank technology for load spreading. . 28.
KERN, D. Q. 1999. Procesos de Transferencia de Calor.
LÁCTEO, P. 2018. Tipos y características [Online]. Available:
http://www.fao.org/dairy-production-products/products/tipos-y- caracteristicas/es/ [Accessed 2 abril 2018].
LARA GANDARILLAS PRIETO, TAMARA SÁNCHEZ MOYA & VIEDMA, R. S. 2009. Estación depuradora de aguas residuales de una industria láctea.
LINNHOFF, B. 1979. Thermodynamic Analysis in the Design of Process Networks. MARCH, L. 1998. Introduction to Pinch Technology.
MEDELLÍN, A. A. & GONZÁLEZ, E. G. 2009. El análisis de pliegue (pinch analysis) una técnica de integración energética de proceso.
MEDINA, E. A. 2018. Unidad 3a El análisis Pinch [Online]. Available:
https://sites.google.com/site/procesosesiqie/modulos-del-curso/modulo-3- 1/unidad-3a-el-analisis-pinch [Accessed 20 marzo 2018].
Bibliografía
57
MINAL. 2016. ¿Es bueno el consumo del Yogurt de Soya? [Online]. Available:
http://minalcuba.cubava.cu/2016/04/12/es-bueno-el-consumo-del-yourt-de-soya/
[Accessed 15 abril 2018].
MINIET, M. G. 2006. Gestión del agua enfocada a la producción más limpia en la Industria Alimentaria., 28.
MURAD, S. 2017. La leche y sus propiedades nutricionales [Online]. Available:
https://www.zonadiet.com/bebidas/leche.htm [Accessed 20 abril 2018]. MURILLO, D. J. Z. 2018. Manual de Procesamiento Lácteo.
NC-ISO50001 2011. Norma Cubana ISO 50001. Cuba.
NDCC, N. D. C. O. C. 1997. Guide to energy Efficiency Opportunities in the Dairy Processing Industry.
PASCUAL, A. 2014. La reutilización del agua en la industria alimentaria. Hacia la máxima eficiencia en el uso del agua. [Online]. Available:
http://www.ainia.es/insights/la-reutilizacion-del-agua-en-la-industria-
alimentaria-hacia-la-maxima-eficiencia-en-el-uso-del-agua/ [Accessed 3 abril 2018].
PEDRAJA, R. O. E., TOUSET, J. P. H., MARTÍNEZ, J. U. E. & ESTUPIÑÁN, J. E. C. 2014. Gestión Energética Eficiente y Análisis de los Sistemas Auxiliares en las Plantas Químicas.
PÉREZ RAMOS, D. 2014. Integración de Procesos y Análisis de Cogeneración. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.
PETERS, M. S. & TIMMERHAU, K. D. 1976. Plant design and economics for chemical Engineers international .
PNUMA, U. N. E. P. 2004. Eco-efficiency for the Dairy Processing Industry. .
PRIETO, L. G., MOYA, T. S. & VIEDMA, R. S. 2009. Estación depuradora de aguas residuales de una industria láctea., 110.
QUIRANTES, A. 2018. Yogur de soya [Online]. Available:
http://www.cubahora.cu/blogs/cocina-de-cuba/yogur-de-soya [Accessed 6 abril 2018].
RATNAKAR, S. 2013. Energy management in a dairy industry. 6.
ROSABAL, J. M. & GARCELL, L. 1998. Hidrodinámica y separaciones mecánicas Parte II. 295.
SARCO, S. 2018. La Industria Láctea Sistemas de Vapor y Condensado.
SIERRA, C. M. 2005. Diagnóstico y propuesta de optimización de la planta de tratamiento de aguas residuales de una industria lactea. Universidad de La Salle. TLV, C. E. E. V. 2018. Introducción a la Recuperación de Condensado [Online].
Available: https://www.tlv.com/global/LA/steam-theory/introduction-to- condensate-recovery.html [Accessed 16 abril 2018].
TREYBAL, R. E. 1985. Operaciones con Transferencia de Masa.
UNEP, E. M. I. T. B. I. 1996a. United Nations Environment Programme Technical Report Series No. 33. UNEP Industry and Environment.
UNEP, I. A. E. 1996b. Guidance Materials for the UNIDO/UNEP National Cleaner Production Centres.
Bibliografía
58
UNEP, U. N. E. P. 1995. Cleaner Production: A Training Resource Package. UNEP Industry and Environment.
UNEP, U. N. P. 2000. Cleaner production assessment in dairy processing.
US-EPA, U. S. E. P. A. 1992. Waste Minimization Assessment for a Dairy. Technology Transfer Series, EPA/625/7-88/003. Cincinnati (Ohio).
VERITAS, B. 2018a. Eficiencia Energética y Sostenibilidad [Online]. Available:
http://www.bureauveritas.es/home/about-us/our-business/our-business-
certification/area-of-activity/energy-efficiency-and-sustainability [Accessed 20 abril 2018].
VERITAS, B. 2018b. Gestión Energética: mejore la eficiencia con la certificación ISO 50001 [Online]. Available: http://www.bureauveritas.com.ar/home/about-us/our- business/certification/management-systems/certification-gestion-
energetica/sistemas-gestion-energetica [Accessed 20 abril 2018].
VIVEKANAND, N. 2005. Dairy energy management and its possible energy conservation's.
WORLD BANK, E. D. 1997. Industrial Pollution Prevention and Abatement Handbook: Dairy Industry. Water Efficiency.Waste Management and Utilization In Food Production and World Bank.
Anexos
59
ANEXOS
Anexo A. Diagrama térmico de la producción de yogurt de soya.
Dosificador de granos
Frijol de soya Agua caliente Bicarbonato de sodio Agua y cáscara Sinfín 85°C Molino 1 85°C Calefactor Vapor P=4atm 85°C 145°C Retenedor (Serpentín) Tanque de flacheo 135°C Molino 2 135°C <135°C Tanque de sirope Azúcar Vapor Carbonato de calcio Agua helada 2°C Leche de soya estandarizada Grasa Sólidos no grasos Cultivo industrial Leche estandarizada Agua 30°C Vapor Sabor Color 95°C-50°C 50°C-42°C 42°C-22°C Agua Yogurt de soya
Anexos
60
Anexo B. Diagrama térmico de la producción de leche pasteurizada
Leche fresca Cubas Agua helada 2°C Agua Leche 7°C Tanque guarda Leche 10°C Pasteurizador Agua 85°C Agua 2°C Tanque de leche pasteurizada Leche fresca pasteurizada Disolutor de grasa Vapor Grasa 70°C Homogenizador Tanque de recepción LEP Agua Tanque de leche concentrada pasteurizada Leche fría 6°C 30°C
Anexo C. Diagrama térmico del pasteurizador de leche.
55°C Leche 10°C 32°C 78°C 55°C Agua 85°C 6°C Agua fría 2°C 40°C
Anexos
61
Anexo D. Balance de energía en los equipos del proceso de yogurt de soya. Tornillo sinfín
Flujo de leche de soya (kg/s) 1,30 Temperatura de entrada del grano de soya (°C) 25 Temperatura de salida del grano de soya (°C) 85 Temperatura media del grano de soya (C) 55 Cp de la mezcla a la temperatura media (kJ/kg°C) 3,90
Temperatura del vapor (°C) 140
Calor latente (λ) 2142,20
Ultrapasteurización
Temperatura de la leche de soya a la entrada (°C) 85 Temperatura de la leche de soya a la salida (°C) 145
Temperatura media (°C) 115
Cp de la leche de soya a la temperatura media (kJ/kg°C) 3,93 Flujo de leche de soya sin azúcar (Kg/s) 1,30
Calor latente (λ) 2142,20
Tanque de sirope
Cantidad de sirope (kg/s) 0,18
Cp de la mezcla a la temperatura media (kJ/kg°C) 1,26 Temperatura de entrada del sirope (°C) 30 Temperatura de salida del sirope (°C) 85
Flujo de vapor (kg/s) 0,005761
Calor latente (λ) 2142,20
Tubo en tubo
Flujo de leche de soya (kg/s) 1,48 Cp de la leche de soya a la temperatura media (kJ/kg°C) 3,57 Temperatura de entrada de la mezcla (°C) 135 Temperatura de salida de la mezcla (°C) 50 Flujo de agua de enfriamiento (kg/s) 3,98 Cp del agua de enfriamiento (kJ/kg°C) 4,18 Temperatura de entrada del agua de enfriamiento (°C) 28 Temperatura de salida del agua de enfriamiento (°C) 55
Tanque fermentador 1er Balance
Flujo de leche de soya (kg/s) 1,48 Cp de la leche de soya a la temperatura media (kJ/kg°C) 3,55 Temperatura de entrada de la mezcla (°C) 50 Temperatura de salida de la mezcla (°C) 40 Flujo de agua de enfriamiento (kg/s) 0,57 Cp del agua de enfriamiento (kJ/kg°C) 4,19
Anexos
62
Temperatura de entrada del agua de enfriamiento (°C) 3 Temperatura de salida del agua de enfriamiento (°C) 25
Tanque fermentador 2do Balance
Flujo de yogurt de soya (kg/s) 1,56
Cp del yogurt (kJ/kg°C) 3,60
Temperatura de entrada de la mezcla (°C) 40 Temperatura de salida de la mezcla (°C) 20 Flujo de agua de enfriamiento (kg/s) 1,34 Cp del agua de enfriamiento (kJ/kg°C) 4,19 Temperatura de entrada del agua de enfriamiento (°C) 3 Temperatura de salida del agua de enfriamiento (°C) 23
Anexo E. Balance de energía en los equipos del proceso de leche pasteurizada. Cortina de enfriamiento
Flujo de leche (Kg/s) 4,15
Cp de la leche (kJ/kg°C) 3,765
Temperatura de entrada de la leche (°C) 27 Temperatura de salida de la leche (°C) 6 Flujo de agua de enfriamiento (kg/s) 2,0833 Temperatura de entrada del agua (°C) 3 Temperatura de salida del agua (°C) 18 Cp del agua a la temperatura media (kJ/kg°C) 10,5
Pasterizador 1er balance
Flujo de leche (Kg/s) 1,25
Cp de la leche (kJ/kg°C) 3,765 Temperatura de entrada de la leche (°C) 32 Temperatura de salida de la leche (°C) 78 Temperatura de entrada del agua caliente (°C) 85 Temperatura de salida del agua caliente (°C) 55 Cp del agua a la temperatura media (kJ/kg°C) 4,19 Flujo de agua de calentamiento (kg/s) 1,7222554
Calentamiento de agua caliente para pasteurizar
Calor latente (λ) 2142,2
Temperatura del vapor (°C) 140
Flujo de vapor (Kg/s) 0,1916904
Flujo de agua (Kg/s) 1,7222554
Cp del agua a la temperatura media (kJ/kg°C) 4,183 Temperatura de entrada del agua (°C) 28 Temperatura de salida del agua (°C) 85
Anexos
63
Anexo F Diagrama de flujo de la propuesta de recuperación de agua.
agua sucia grano de soya vapor a g u a Filtro parabólico FAD Compresor Tanque presurización Agua de intercambio térmico empleada en los procesos de leche y
yogurt Torre de enfriamiento Tanque almac agua residual tratada Fregado de camiones Proceso de enfriamiento en el intercambiador tubo en tubo Tanque de agua enfriada Tornillo sinfín Residuo sólido A g u a c a li e n te
Anexos
64
Anexo G. Diagrama de flujo de la recuperación de condensados.
combustible agua
Producción de yogurt y leche
condensado
Caldera de generación de vapor
Tanque de condensado
Anexo H. Equipo de flotación por aire disuelto.
Parámetros de diseño para equipos de flotación por aire disuelto. (Alibaba.Group, 2006)
Model Flow
Rate(m3/h)
Recycle Pump Power(kW)
Air Compressor
Power(kW) Overall Size(mm)
DAF-5 5 3 0.37 3200*1200*1200 DAF-10 10 3 0.37 4000*1200*1200 DAF-20 20 4 0.37 4800*1200*1500 DAF-30 30 4 0.37 5800*1500*1500 DAF-50 50 7.5 0.37 6500*1800*1800 DAF-80 80 7.5 0.55 7500*2000*2000 DAF-100 100 15 0.55 12500*2200*2000 DAF-150 150 18.5 0.75 14000*2200*2200 DAF-200 200 18.5 0.75 15500*2600*2200 DAF-250 250 22 1.1 16500*2800*2200 DAF-300 300 22 1.1 17500*2800*2400 DAF-350 350 22 1.1 18500*3600*2400 DAF-400 400 30 1.5 20000*3600*2600 DAF-450 450 30 1.5 21500*4000*2800 DAF-500 500 37 1.5 23000*4400*2800
Anexos
65
Anexo I Torre de enfriamiento.
Parámetros de diseño para una torre de enfriamiento (Dingfu, 2017)
Model Cooling Ability (Kcal/h) Work Pressure (Mpa.) Work Flow (m3/h) Inlet Outlet Tube Dia. (mm) Rated Power (KW) Main Machine Fan Water Pump Dimension (mm) Weight (kg) FL-160 48160 0.15 10 DN65 0.75 2.2 1600*1300*1900 680 FL-250 75250 0.2 12 DN65 1.1 3.0 2300*1100*2000 980 FL-400 105000 0.2 12 DN65 1.1 3.0 2300*1100*2000 1080 FL-500 150500 0.25 20 DN80 1.5 4.0 2800*1300*2100 1280 FL-600 180600 0.25 22 DN80 2.2 4.0 2800*1300*2200 1380 FL-750 228000 0.3 25 DN100 2.2 5.5 2900*1300*2600 1800 FL-1000 301000 0.35 30 DN125 3.0 7.5 2900*1500*2700 2380 FL-1250 352000 0.35 40 DN125 3.0 11 2900*1500*2900 2420 FL-1500 451500 0.35 50 DN125 4.4 15 3100*1800*3000 2480 FL-2000 602000 0.35 70 DN150 6.0 18.5 3100*2200*3100 2680 FL-2500 752500 0.35 70 DN150 6.6 18.5 3500*2200*3200 2780 FL-3000 903000 0.5 100 DN150 9.0 30 4200*2300*3300 2890