Martin ayuda a Citrosuco a adaptarse a la biomasa

18 de marzo de 2015

Se establecieron los cañones para que se enciendan uno después del otro en una serie rápida, comenzando por el codo, para promover el flujo consistente de partículas y gas a través del sistema.

Se establecieron los cañones para que se enciendan uno después del otro en una serie rápida, comenzando por el codo, para promover el flujo consistente de partículas y gas a través del sistema.

Los operadores de Citrosuco descubrieron que las partículas de sílice se juntaban en el techo de la primera curva del conducto, donde se licuaban y se acumulaban en la base del conducto.

El sílice tapó 90 por ciento del conducto, lo que causó una presión intensa en el sistema y planteó un riesgo de explosión.

De: izquierda a derecha Leonardo Cesar Bolato, Ingeniero de productos sénior de Citrosuco, Rafael Junqueira, Especialista en productos de promoción de flujo de Martin Engineering Brasil, y Paulo Sergio Dias Radi, Supervisor de producción de Citrosuco, en la cima del edificio.


Resolver acumulaciones de partículas en un generador de gas impulsado por bagazo

[Catanduva, Brasil] – El cambio de combustibles fósiles por biomasa ha representado ahorros de costo para diversas empresas. Un buen ejemplo es el cambio del productor de jugo de naranja más grande del mundo para utilizar un generador de gas caliente de bagazo de caña de azúcar, o "gerador de gás quente" (CGQ) en portugués, para la producción de comprimidos de pulpa cítrica, a comienzos del 2009. Además de producir jugo de naranja y extractos de aceite para saborizantes, Citrosuco (con base en Catanduva, Brasil) también es uno de los productores más grandes de alimento para animales de comprimidos cítricos. La sustancia es un sustituto del cereal en alimentos para ovejas y vacas, considerada altamente por su contenido calórico y su buena digestibilidad. 

Sin embargo, este movimiento requirió enfrentarse a algunos desafíos. El cambio de la empresa de aceite combustible brasilero derivado del petróleo (BPF) a bagazo de caña de azúcar fue acompañado por una repercusión imprevisible que amenazó con compensar el beneficio financiero: una acumulación excesiva de partículas de sílice en conductos, lo que aminoró la producción y significó una posible amenaza para el área y los trabajadores. 

El problema comenzó con la tierra en la que crece la caña de azúcar. El bagazo es un comprimido denso hecho de la hoja seca remanente de la caña de azúcar, que produce suficiente calor como para ser considerado una posible fuente de generación de energía.  En Brasil, la caña de azúcar crece en tierras con alto contenido de sílice y, parte de ella, se mezcla con los desperdicios fibrosos durante la cosecha, formando parte del comprimido de bagazo. Una vez que se quema en GGQ, las partículas de sílice se vuelven muy pesadas para que el flujo de calor presurizado las transporte por todo el proceso completo, lo que provoca la separación y la acumulación en los conductos y genera un impacto severo en la producción.

"Citrosuco tiene un calendario de cosecha anual de solo 7 meses debido a la temporada de las naranjas que requiere una producción de 24 horas para cumplir con la demanda", explicó Rafael Junqueira, Especialista en productos de promoción de flujo de Martin Engineering Brasil. "El problema de acumulación de sílice necesitó 10 días de limpieza y obligó a quemar aceite BPF costoso durante el proceso de reparación, lo que afectó severamente a los ingresos".

Resolver problemas de acumulación
Los comprimidos de alimento cítrico derivan de la cáscara, la piel (material fibroso y pulpa) y las semillas remanentes del proceso de producción de jugos. La mezcla se hace pulpa y se pisa con presión alta para reducir la humedad, luego se transfiere a tambores giratorios gigantes calentados por GGQ. La comida seca se comprime en un extrusor para formar comprimidos cilíndricos.

"En nuestro periodo de producción quemaremos cerca de 420 toneladas de bagazo por día para el proceso", dijo Leonardo César Bolato, Ingeniero de proyectos sénior de Citrosuco. "La dosis que se utiliza de bagazo se controla según la demanda de calor por los secadores del proceso".

Cuando se quema bagazo, las partículas de sílice y cenizas volátiles viajan a través de una configuración de conducto invertido con forma de U. Se sopla calor en los secadores del proceso, lo que elimina la humedad del residuo cítrico. Aunque las cenizas volátiles viajaron correctamente por los puntos de recogida, los operadores de Citrosuco descubrieron que las partículas de sílice secas se juntaban en el techo de la primera curva del conducto y, después de estar expuestas a temperaturas extremas durante periodos largos, se licuaban y acumulaban en la base del conducto.

El sílice licuado tapó el 90 por ciento del conducto, lo que causó una presión intensa en el sistema y planteó un riesgo de explosión. Esto requirió que la operación se cambiara a la quema de aceite BPF en su lugar, cuyo costo es más de 14 veces el costo del bagazo.

Para quitar la obstrucción, el incinerador de bagazo tuvo que permanecer inactivo durante 4 días mientras el sílice fundido se enfriaba y endurecía. Luego, los trabajadores ingresaron al conducto a través de una trampilla, utilizando trajes reflectantes de calor especializados que le permitieron eliminar la masa dura con martillos neumáticos. Este proceso llevó casi 4 días porque los trabajadores solo podían pasar un monto limitado de tiempo en el conducto. Mientras martillaban más cerca del núcleo de la masa y descubrían más sílice fundido, el calor obligó a los miembros del equipo a alternar los turnos para mantener un entorno seguro.

Contando el período necesario para calentar el sistema y colocarlo en la eficiencia pico, el monto de tiempo de inactividad fue aproximadamente un mes y medio de la ventana de 7 meses que tenía la empresa. Los ejecutivos de Citrosuco se dieron cuenta que, además del costo, se estaba convirtiendo en un problema serio de seguridad en el lugar de trabajo. Después de la primera temporada, los operadores y los ejecutivos comenzaron a buscar una respuesta.

En busca de soluciones nuevas
Los representantes de la empresa visitaron diversas instalaciones de producción de cemento con necesidades similares para su proceso de calcinación, que requiere que pase calor intenso a través de hornos giratorios enormes. El equipo descubrió que casi todas las instalaciones que visitaron utilizaban los cañones de aire Martin®con éxito. Aunque los cañones estaban colocados para dirigir flujo de cenizas volátiles, el equipo de investigación especuló si el concepto se podía adaptar al problema de sílice de GGQ de Citrosuco, por lo que se comunicaron con Martin Engineering Brasil.

"Cuando escuché sus necesidades, me di cuenta de que probablemente era la primera vez que se había usado un cañón de aire para esa aplicación", remarcó Junqueira. "Me comuniqué con nuestro experto en productos de promoción de flujo, Brad Pronschinske, porque nunca expusimos nuestro equipo a este tipo de aplicación antes. Estábamos muy emocionados por poder abordar este problema único".

El equipo de Martin Engineering examinó la operación del GGQ y descubrió que las partículas de sílice, aunque eran más pesadas, solo se convertían en líquido después de establecerse. Teorizaron que si se podía mantener a las partículas fluyendo a través del sistema con las cenizas volátiles, el sílice eventualmente se reposaría en las áreas de colección designadas.

Se formuló un plan que incluyó una combinación de doce cañones de aire Typhoon de Martin®de 70 litros y de 150 litros. "Los colocamos en un patrón escalonado junto al conducto horizontal", explicó Brad Pronschinske, Gerente de productos globales de productos de promotores de flujo de Martin Engineering. "Se establecieron los cañones para que se enciendan uno después del otro en una serie rápida, comenzando por el codo, para promover el flujo consistente y constante de partículas y gas a través del sistema".

El diseño híbrido de los Cañones de aire Typhoon de Martin® ofrece una mejora en los sistemas de disparo de presión negativa al combinar conexiones simples en línea del diseño de válvula tradicional con la potencia, la eficiencia y el fácil mantenimiento de una válvula interna avanzada. Al proporcionar más producción de fuerza con menos consumo de aire que los cañones de aire, la válvula completa se puede remover en un solo paso y ser reemplazada en minutos, trabajando desde un solo lado del tanque. No hay necesidad de remover el tanque del contenedor para su mantenimiento.

"El proceso completo, del diseño inicial a la finalización de los dibujos para su aprobación subsiguiente, duró cerca de tres meses", continuó Bolato. "La instalación de los cañones de aire y toda la infraestructura necesaria requirió dos meses durante la temperada baja, con un personal compuesto por 25 contratistas y 6 trabajadores de Citrosuco".

Resultados
"Debido a que era una aplicación pionera, teníamos una formación con los cañones de aire al principio", destacó Bolato "No teníamos marco de referencia para la secuencia óptima, por lo que ajustábamos gradualmente el tiempo, disparando los cañones en condiciones operativas progresivamente más intensas. Hoy en día, los cañones de aire funcionan con la cantidad máxima de disparos permitidos", afirmó. "Después de que se dispara el último cañón, solo hay 1 minuto de demora hasta que todos los contenedores de depósito alcanzan 7,0 BAR (101 PSI) de presión necesaria para descargar nuevamente".

El cronograma se mantiene 24 horas por día durante la ventana completa de producción de Citrosuco. En medio de la tercera temporada de uso, los operadores no han informado tiempo de inactividad no programado, no hay necesidad de utilizar aceite combustible y solo hay una acumulación mínima de sílice posterior a la temporada debido a la conclusión del proyecto. "El gerente sénior de Citrosuco necesitó mucho coraje para confiar en que nosotros plantearíamos una solución que, a mi entender, nunca se había visto", dijo Junqueira.

Según Bolato, "el principal beneficio de este proyecto, además de garantizar una producción más estable y condiciones más seguras para utilizar y mantener el equipo, fue ratificar un espíritu de confianza. Trabajamos como equipo con la experiencia y la contribución de todos los participantes en sus especialidades respectivas. Al hacerlo, obtuvimos los resultados que esperábamos desde el comienzo del proyecto".



Cleanscrape.Com is now Martin Engineering

Effective October 15, 2016, CleanScrape GmbH was acquired by Martin Engineering. Martin is known for being an innovative leader in belt cleaning, among many other areas. The CleanScrape belt cleaner will continue to be manufactured with the highest quality assurance backed by the same great service. Product quality and customer relations will remain our priority.