Para poder registrar por medio de los ensayos el comportamiento real de las fases dentro del equipo y para poder detectar la influencia de la realización de purgas sobre el contenido de aceite en la corriente de aguas lodosas en todas las posibles condiciones de operación, se establecieron las siguientes recomendaciones para dar inicio a los ensayos:
- Realización de un mantenimiento completo y una rutina de limpieza estricta al separador primario.
- Análisis volumétrico de las muestras utilizando la nueva centrífuga de laboratorio de rotación libre a 90°.
- Control estricto sobre la dilución por medio del aforo de la cantidad de agua caliente que ingresa. Procurando mantener un contenido de aceite del 40% (v/v) en el licor de prensas (sugerido por la dirección de la planta). En este punto se resaltó la importancia de la supervisión rutinaria sobre el nivel del tanque de agua caliente, labor encomendada al operario de la sección de prensado.
- Permanencia dentro del equipo de una capa de aceite de 20 cm que garantizara un arranque al día siguiente en condiciones favorables sin necesidad de hacer purgas, pues el separador primario es un equipo diseñado para trabajar en forma continua, por tanto, al finalizar el proceso entre semana, no se debía poner en riesgo su estabilidad con la recolección de la capa de aceite.
- Evitar al máximo la realización de purgas por medio del control permanente de temperatura (90 a 95ºC), tamaño de la capa de aceite (30 a 40 cm) y contenido de aceite en la corriente de lodos, para el cual se extendió el valor permisible hasta el 15% (v/v).
El diseño experimental se enfocó a conocer el comportamiento del separador primario a medida que transcurre el tiempo de proceso, para lo cual se establecieron los tres ensayos descritos a continuación:
4.1 ESTUDIO DETALLADO DE LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL SEPARADOR PRIMARIO Y DETERMINACIÓN DE LAS RELACIONES ENTRE VARIABLES
De acuerdo con la literatura, el estudio del funcionamiento del separador primario es bastante complejo porque no solamente depende de las condiciones bajo las cuales opera toda la sección de clarificación, que de por sí son muchas y además varían diariamente, sino que también está influenciado por la calidad del fruto que es procesado y por condiciones climáticas. Por tanto, con el fin de evaluar la incidencia de estas variables en el proceso de separación del aceite, se detalla a continuación el listado de las variables dividido en tres categorías:
Variables de entrada:
- Precipitación MM, [mm]
- Cantidad de fruto procesado RFF, [kg]
- Ciclo de cosecha del fruto procesado, CICLO [días]
Variables de proceso:
- Capacidad de la planta, CAPAC [Ton RFF/h]
- Caudal de aceite crudo a la entrada del separador, QE [m3/h] - Porcentaje de aceite en la entrada al separador, ACE [%v/v] - Porcentaje de lodos livianos en la entrada al separador, LLE [%v/v] - Porcentaje de agua en la entrada al separador, AGE [%v/v]
- Porcentaje de lodos pesados en la entrada al separador, LPE [%v/v] - Tiempo de residencia en el separador primario, TRESID [h]
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Variables de salida:
- Cantidad de aceite producido, ACPR [kg]
- Porcentaje de extracción, EXTR [% aceite/RFF] - Caudal de aguas lodosas del separador, QS [m3/h]
- Porcentaje de aceite a la salida del separador ACS, [%v/v]
- Porcentaje de lodos livianos a la salida del separador, LLS [%v/v] - Porcentaje de agua a la salida del separador, AGS [%v/v]
- Porcentaje de lodos pesados a la salida del separador, LPS [%v/v]
- Pérdidas de aceite en la corriente de lodos de la centrífuga en base húmeda, PCBH [%aceite/muestra húmeda]
- Pérdidas de aceite en la corriente de lodos de la centrífuga en base seca sin aceite, PCBS [%aceite/muestra seca-aceite]
El análisis de las variables de salida permite concluir sobre el funcionamiento de la sección de clarificación, sin embargo, de entre ellas se seleccionaron las variables que permitían evaluar la eficiencia de separación del clarificador para conformar el grupo de variables de respuesta específica a este estudio.
Las siguientes son las variables de respuesta:
- Porcentaje de aceite a la salida del separador, ACS [%v/v]
- Pérdidas de aceite en la corriente de lodos de la centrífuga en base húmeda, PCBH [%aceite/muestra húmeda]
- Pérdidas de aceite en la corriente de lodos de la centrífuga en base seca sin aceite, PCBS [%aceite/muestra seca-aceite]
4.2 ESTUDIO DEL PROCESO DE SEDIMENTACIÓN EN EL SEPARADOR PRIMARIO
La teoría indica que a medida que el aceite crudo hace su recorrido a través del equipo, las partículas pesadas se van sedimentando mientras que las gotas de aceite van ascendiendo; con el fin de corroborar esta información y comprobar si los lodos pesados
que residen en el equipo realmente se localizaban en las pirámides, de manera que fueran lodos purgables, se diseñó este estudio; que además permitiría comparar la composición de los lodos entre pirámides.
Para su desarrollo, se mandaron instalar en el equipo 10 tomamuestras de ½ pulgada a diferentes alturas del equipo, tal como puede apreciarse en la figura 5. Se instalaron 8 en la parte rectangular y 1 en cada una de las pirámides. Existe una separación de 20 cm verticalmente y 10 cm horizontalmente entre cada tomamuestra.
Figura 5. Distribución de los puntos de muestreo en el equipo
Fuente: el autor
Los tomamuestras fueron enumerados iniciando en la parte superior del equipo y terminando en las pirámides. La tomamuestra número 9 corresponde a la primera pirámide del equipo yendo en la dirección del flujo y la tomamuestra número 10 corresponde a la pirámide que antecede la salida de lodos.
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4.3 VISUALIZACIÓN DEL PROCESO DE DECANTACIÓN
La inquietud general expresada por los miembros del comité de plantas extractoras a cerca de la separación de capas dentro de los decantadores estáticos horizontales, fue la principal justificación para la construcción de un prototipo a menor escala, empleado un acrílico transparente.
La fabricación del prototipo también sería de gran utilidad para la experimentación de modificaciones al diseño original del equipo en busca de mejorar su eficiencia.