Optimización de las operaciones en la sala de...
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FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA UNIVERSIDAD METROPOLITANA OPTIMIZACIÓN DE LAS OPERACIONES EN LA SALA DE MÁQUINAS EN LOS SISTEMAS DE AIR E, CO 2 , y NH 3 , CON EL OBJETO DE MEJORAR LOS ÍNDICES DE CONSUMO. Lorena Nastari Torres Tutor: Ing. Arturo López Caracas, Marzo 2.000
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FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA UNIVERSIDAD METROPOLITANA
OPTIMIZACIÓN DE LAS OPERACIONES EN LA SALA DE MÁQUINAS EN LOS SISTEMAS DE AIRE, CO2, y NH3, CON EL
OBJETO DE MEJORAR LOS ÍNDICES DE CONSUMO.
Lorena Nastari Torres Tutor: Ing. Arturo López Caracas, Marzo 2.000
Anteproyecto de Pasantía Larga - 2 -
APROBACIÓN
Considero que el trabajo titulado:
OPTIMIZACION DE LAS OPERACIONES DE LOS SISTEMAS
DE AIRE COMPRIMIDO, AMONIACO, CO2 Y VAPOR DE
SALA DE MÁQUINAS CON EL OBJETO DE MEJORAR LOS
ÍNDICES DE CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN
CERVECERÍA POLAR, PLANTA LOS CORTIJOS.
elaborado por la ciudadana:
LORENA NASTARI TORRES
para optar por el título de:
INGENIERO MECÁNICO
Reúne todos los requisitos exigidos por la escuela de Ingeniería
Mecánica de la Universidad Metropolitana, y tiene méritos suficientes
para ser sometido a la presentación y evaluación exhaustiva por parte del
jurado examinador que se designe.
En la ciudad de Caracas, a los ocho días del mes de Marzo del 2.000
_______________
Ing. Arturo López.
AGRADECIMIENTOS
A todas aquellas personas que directa o indirectamente contribuyeron
a la realización de este trabajo; especialmente al Ing. Leopoldo Torres,
al Ing. Arturo López y a todo el personal de operaciones,
mantenimiento y demás áreas de la planta.
A todos los profesores que siempre han tenido confianza en mi
trabajo, especialmente al Ing. Frank Pietersz y al Ing. José M. Marino
por toda la ayuda brindada para su culminación.
Finalmente le agradezco a mis padres y hermanos, porque nunca lo
hubiera podido lograr sin su apoyo incondicional.
ACTA DE VEREDICTO
Nosotros, los abajo firmantes, constituidos como jurado examinador y reunidos en
Caracas, el día 08/03/2.000, con el propósito de evaluar el trabajo de grado titulado:
OPTIMIZACION DE LAS OPERACIONES DE AIRE COMPRIMIDO,
AMONIACO, DIÓXIDO DE CARBONO Y VAPOR DE SALA DE MAQUINAS
CON EL OBJETO DE MEJORAR LOS INDICES DE CONSUMO DE ENERGIA
ELECTRICA EN CERVECERIA POLAR, PLANTA LOS CORTIJOS.
presentado por la ciudadana:
LORENA NASTARI TORRES
para optar por el titulo de:
INGENIERO MECANICO
emitimos el siguiente veredicto:
Reprobado_____ Aprobado_____ Notable_____ Sobresaliente_____
Sobresaliente con Mención Honorífica_____
Observaciones:___________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
______________ _______________ _______________
Ing. Arturo López Ing. Frank Pietersz Ing. José M. Marino
INDICE DE TABLAS
TABLA # 1..........................................................................................80
Condiciones de Operación del Sistema de Aire Comprimido
TABLA # 2................................................................... .......................80
Datos del Compresor de Aire # 5
TABLA # 3..........................................................................................81
Datos del Compresor de Aire # 6
TABLA # 4..........................................................................................81
Datos del Compresor de Aire # 7
TABLA # 5..........................................................................................82
Datos de los Compresores de Aire # 9 y # 10
TABLA # 6........................... ...............................................................84
Consumo Promedio de Energía Eléctrica de los Compresores de Aire
TABLA # 7..........................................................................................85
Capacidad de Compresión Real de los Compresores de Aire
TABLA # 8..........................................................................................86
Datos de los Secadores de Aire
TABLA # 9..........................................................................................87
Datos del Tanque Búffer Controlador de Presión.
TABLA # 10........................................................................................88
Costo del metro cúbico de Aire por Compresor
TABLA # 11........................................................................................92
Condiciones de Operación del Sistema de Amoniaco
TABLA # 12........................................................................................93
Datos Compresores de Amoniaco # 11 y # 12
TABLA # 13........................................................................................94
Datos Compresores de Amoniaco # 13, # 14, # 15, y #16
TABLA # 14........................................................................................94
Datos Condensadores de Amoniaco
TABLA # 15........................................................................................96
Heat Rejection por Sección de Condensador a las Condiciones de
Operación
TABLA # 16........................................................................................97
Capacidad de Refrigeración de los Compresores de Amoniaco # 11 y
# 12 a las Condiciones de Operación del Sistema
TABLA # 17........................................................................................97
Capacidad de Refrigeración de los Compresores de Amoniaco # 13, #
14, # 15 y # 16 a las Condiciones de Operación del Sistema
TABLA # 18........................................................................................98
Capacidad de Refrigeración de los Compresores de Amoniaco según
la Temperatura de Condensación tk
TABLA # 19........................................................................................99
Carga Eléctrica de los Compresores de Amoniaco según la
Temperatura de Condensación tk
TABLA # 20......................................................................................100
Consumo Eléctrico Promedio de los Condensadores de Amoniaco
TABLA # 21......................................................................................102
Factor de Condensación para según Temperatura de Condenación tk
TABLA # 22......................................................................................103
Resultados de los Condensadores de Amoniaco
TABLA # 23......................................................................................105
Capacidad de los Condensadores de Amoniaco según Temperatura de
Condensación tk
TABLA # 24......................................................................................107
Eficiencia de los Condensadores de Amoniaco por Sección de
Condensador
TABLA # 25......................................................................................108
Eficiencia Total de los Condensadores de Amoniaco
TABLA # 26......................................................................................109
Opción Operacional # 1 para los Compresores de Amoniaco
TABLA # 27......................................................................................110
Opción Operacional # 2 para los Compresores de Amoniaco
TABLA # 28......................................................................................111
Opción Operacional # 3 para los Compresores de Amoniaco
TABLA # 29......................................................................................112
Opción Operacional # 4 para los Compresores de Amoniaco
TABLA # 30......................................................................................113
Opción Operacional # 5 para los Compresores de Amoniaco
TABLA # 31......................................................................................114
Condensadores Requeridos para la Implementación de la Opción
Operacional # 3
TABLA # 32......................................................................................115
Relación entre el Consumo de Energía Eléctrica y la Carga Térmica de
Refrigeración según la Temperatura de Condensación tk para la
Opción Operacional # 3
TABLA # 33......................................................................................117
Condensadores Requeridos para la Implementación de la Opción
Operacional # 4
TABLA # 34......................................................................................118
Relación entre el Consumo de Energía Eléctrica y la Carga Térmica de
Refrigeración según la Temperatura de Condensación tk para la
Opción Operacional # 4
TABLA # 35......................................................................................120
Condensadores Requeridos para la Implementación de la Opción
Operacional # 5
TABLA # 36......................................................................................121
Relación entre el Consumo de Energía Eléctrica y la Carga Térmica de
Refrigeración según la Temperatura de Condensación tk para la
Opción Operacional # 5
TABLA # 37......................................................................................123
Datos del Compresor de CO2 # 2
TABLA # 38......................................................................................123
Datos del Compresor de CO2 # 3
TABLA # 39......................................................................................123
Datos del Compresor de CO2 # 4 y # 5
TABLA # 40......................................................................................124
Datos del Compresor de CO2 # 6 y # 7
TABLA # 41......................................................................................124
Datos Turbina de CO2 # 1
TABLA # 42......................................................................................124
Datos Turbina de CO2 # 2
TABLA # 43......................................................................................125
Datos Turbina de CO2 # 3 y # 4
TABLA # 44......................................................................................126
Consumo de Energía Eléctrica de los Compresores de CO2
TABLA # 45......................................................................................127
Consumo Eléctrico Promedio de Energía Eléctrica de las Turbinas de
CO2
TABLA # 46......................................................................................129
Cantidad de CO2 Recuperado
TABLA # 47......................................................................................135
Preferencia de las Distintas Opciones Operacionales para los
Condensadores de Amoniaco en Orden de Eficiencia
INDICE
RESUMEN.............................................................................................1
INTRODUCCIÓN..................................................................................3
CAPÍTULO N°1
1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA..........................................5
1.1 Reseña Histórica...................................................................5
1.2 Objetivos de la Empresa.......................................................7
1.3 Estructura Organizativa de la Empresa.................................8
1.4 Proceso Productivo.............................................................12
1.4.1 Materia Prima..........................................................12
1.4.2 El Cocimiento.........................................................15
1.4.3 La Fermentación y la Maduración..........................16
1.4.4 La Filtración............................................................17
1.4.5 El Envasado............................................................18
CAPÍTULO N°2
2. SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO.....................................21
2.1 Principios Básicos del Aire............................................... 21
2.1.1 Propiedades Físicas del Aire..................................22
2.1.1.1 Compresibilidad...............................................22
2.1.1.2 Elasticidad........................................................22
2.1.1.3 Difusibilidad.....................................................22
2.1.1.4 Expansibilidad..................................................23
2.1.2 Propiedades del Aire Comprimido.........................23
2.1.2.1 Humedad...........................................................24
2.1.2.2 Calidad..............................................................26
2.1.3 Unidades de Medición del Aire..............................28
2.2 Funcionamiento del Sistema de Aire Comprimido............28
2.3 Consumidores del Sistema de Aire Comprimido...............30
2.3.1 Elaboración I...........................................................31
2.3.2 Elaboración II..........................................................34
2.3.3 Planta de Tratamiento de Aguas Blancas................35
2.3.4 Planta de Tratamiento de Aguas Residuales...........35
2.3.5 Planta Piloto............................................................35
2.3.6 Barriles....................................................................36
2.3.7 Envasado.................................................................36
2.3.8 California Sur..........................................................37
2.3.9 Sala de Máquinas....................................................38
2.3.10 Talleres....................................................................38
2.4 Utilización del Aire Comprimido.......................................38
2.4.1 Elaboración I...........................................................39
2.4.2 Elaboración II..........................................................42
2.4.3 Planta de Tratamiento de Aguas Blancas................43
2.4.4 Planta de Tratamiento de Aguas Residuales...........43
2.4.5 Planta Piloto............................................................44
2.4.6 Barriles....................................................................44
2.4.7 Envasado.................................................................44
2.4.8 California Sur..........................................................44
2.4.9 Sala de Máquinas....................................................45
2.4.10 Talleres....................................................................45
CAPÍTULO N°3
3. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR AMONIACO..........46
3.1 Definición de Refrigerante..................................................46
3.1.1 Características del Refrigerante Ideal.....................47
3.1.2 El Amoniaco como Refrigerante............................49
3.2 Funcionamiento del Sistema de Refrigeración por
Amoniaco............................................................................52
3.3 Importancia del Sistema de Refrigeración por Amoniaco..58
3.4 Consumidores del Sistema de Refrigeración por
Amoniaco............................................................................59
3.4.1 Elaboración.............................................................59
3.4.2 Sala de Máquinas....................................................60
3.5 Utilización del Amoniaco...................................................60
3.5.1 Elaboración.............................................................60
CAPÍTULO N°4
4. SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE DIÓXIDO DE
CARBONO...............................................................................67
4.1 Definición del Dióxido de Carbono...................................67
4.2 Recuperación del Dióxido de Carbono...............................68
4.2.1 Tanques Cilindro-Cónicos y Cubas de
Fermentación...........................................................68
4.2.2 Tanques de Gobierno y Tanques Búffer.................69
4.2.3 Tanques de Biocol...................................................69
4.2.4 Tanques de Metabisulfito........................................70
4.3 Funcionamiento del Sistema de Recuperación de Dióxido de
Carbono...............................................................................71
4.4 Consumidores del Sistema de Recuperación de Dióxido de
Carbono...............................................................................75
4.4.1 Envasado.................................................................76
4.4.2 Elaboración.............................................................76
4.4.3 Planta Piloto............................................................78
CAPÍTULO N° 5
5. ANÁLISIS DEL SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO..........79
5.1 Condiciones de Operación del Sistema de Aire
Comprimido........................................................................79
5.2 Equipos que Conforman el Sistema de Aire
Comprimido........................................................................80
5.2.1 Consumo Eléctrico Promedio Experimental de los
Equipos que Conforman el Sistema de Aire
Comprimido............................................................82
5.2.2 Capacidad Promedio Experimental de los Equipos
que Conforman el Sistema de Aire Comprimido....85
5.2.3 Costo del metro cúbico de Aire por Concepto de
Consumo de Energía Eléctrica................................87
5.3 Sistema de Empuje de Nepe...............................................89
CAPÍTULO N°6
6. ANÁLISIS DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR
AMONIACO............................................................................92
6.1 Condiciones de Operación del Sistema de Refrigeración por
Amoniaco............................................................................92
6.2 Equipos que Conforman el Sistema de Refrigeración por
Amoniaco............................................................................93
6.2.1 Capacidad teórica de Refrigeración de los Equipos
que Conforman el Sistema de Refrigeración por
amoniaco.................................................................95
6.2.2 Consumo Eléctrico Teórico de los Equipos que
Conforman el Sistema de Refrigeración por
Amoniaco................................................................99
6.2.3 Consumo Eléctrico Promedio Experimental de los
Equipos que Conforman el Sistema de Refrigeración
por Amoniaco........................................................100
6.2.4 Eficiencia Experimental de los Condensadores de
Amoniaco..............................................................107
6.3 Varias Opciones Operacionales para el Funcionamiento del
Sistema de Refrigeración por Amoniaco..........................108
6.3.1 Resultados Experimentales...................................113
6.3.1.1 Opción Operacional # 3..................................113
6.3.1.2 Opción Operacional # 4..................................116
6.3.1.3 Opción Operacional # 5..................................119
CAPÍTULO N° 7
7. ANÁLISIS DEL SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE
DIÓXIDO DE CARBONO.....................................................122
7.1 Equipos que Conforman el Sistema de Recuperación de
Dióxido de Carbono..........................................................122
7.2 Consumo Eléctrico Promedio Experimental de los
Compresores de Dióxido de Carbono...............................125
7.3 Consumo Eléctrico Promedio Experimental de las Turbinas
de Dióxido de Carbono.....................................................127
7.4 Cantidad de Dióxido de Carbono Recuperado..................128
7.5 Costo Promedio del Dióxido de Carbono Recuperado.....129
CAPÍTULO N°8
8. CONCLUSIONES..................................................................131
8.1 Sistema de Aire Comprimido............................................131
8.2 Sistema de Refrigeración por Amoniaco..........................133
8.3 Sistema de Recuperación de Dióxido de Carbono............136
CAPÍTULO N°9
9. RECOMENDACIONES.........................................................137
9.1 Sistema de Aire Comprimido............................................137
9.2 Sistema de Refrigeración por Amoniaco..........................138
9.3 Sistema de Recuperación de CO2.....................................139
BIBLIOGRAFÍA
APÉNDICES
DERECHO DE AUTOR
Cedo a la Universidad Metropolitana el derecho de reproducir y difundir
el presente trabajo, con las únicas limitaciones que establece la
legislación vigente en materia de autor.
En la ciudad de Caracas, a los ocho días del mes de Marzo del 2.000
__________________
Lorena Nastari Torres
1
RESUMEN
El objetivo principal de este trabajo es el de establecer controles que
contribuyan a optimizar el suministro de los servicios que ofrece el
Departamento de Sala de Máquinas a las demás áreas de la Planta los
Cortijos.
El cálculo del costo de producción de los diferentes servicios energéticos
que suministra el Departamento de Sala de Máquinas a las demás áreas de la
cervecería permite establecer un costo asociado al consumo de las diferentes
áreas u operaciones del proceso productivo, y se logra así establecer
controles que contribuyen a optimizar el suministro de servicios.
Para la realización de este trabajo fue necesario el estudio de los procesos
ocurridos en los distintos sistemas de Sala de Máquinas, con el fin de
establecer los factores que influyen en el costo total de cada uno de los
sistemas.
Los sistemas estudiados fueron los siguientes:
• Aire Comprimido.
• Amoniaco.
• Dióxido de Carbono.
2
El estudio realizado se limitó estrictamente al costo por consumo de energía
eléctrica de los sistemas de Sala de Máquinas. Cualquier otro costo asociado
a los procesos, como por ejemplo: mano de obra, depreciación,
mantenimiento, etc.; no están siendo objeto de estudio.
3
INTRODUCCIÓN
Venezuela está atravesando en estos momentos por una difícil situación
económica y donde el ahorro energético es clave para el desarrollo y
supervivencia de las industrias. Mejorar la eficiencia de los sistemas de
servicios energéticos dentro de una planta es una de las maneras más
acertadas para disminuir los costos por consumo de energía eléctrica.
En la Planta Los Cortijos, desde hace algunos años se viene implementando
la Calidad de Gestión; proceso mediante el cual se busca la obtención de
recursos de manera que se apliquen de forma efectiva y eficiente para el
logro de los objetivos de la organización. Este es un proceso vinculado con
las operaciones cotidianas de la producción; recurrente, sin comienzo ni fin
definibles. Para el logro de esto, se hace necesaria la implantación de
controles operativos que tengan como finalidad asegurar que las tareas
específicas sean efectuadas de manera eficiente.
En Cervecería Polar se trabaja activamente en la incorporación de sistemas
que permitan controlar y cuantificar los diferentes procesos. Uno de ellos es
la elaboración de índices, con el fin de poder evaluarlos periódicamente y
así ejercer controles más rápidos y efectivos, localizando aquellas áreas
específicas que presentan situaciones de ineficiencia.
4
Paralelamente con ayuda del establecimiento de costos unitarios se puede
cuantificar de forma monetaria estas ineficiencias, permitiendo la toma de
decisiones de manera fundamentada y objetiva.
En el caso particular de la Superintendencia de Sala de Máquinas; encargada
de generar, distribuir, y controlar los diferentes servicios energéticos que
requiere la planta, está en capacidad de detectar y localizar las insuficiencias
que puedan presentarse; además de poder establecer los costos asociados a
ellas, de manera de poder ejercer acciones rápidas y efectivas.
5
1. DESCRIPCION DE LA EMPRESA.
1.1 Reseña Histórica
En el año de 1.939, en terrenos de la parroquia Antímano, se levantó la
primera planta cervecera del Grupo Polar: “La Planta de Antímano”.
Pero fue en el año de 1.941 que esta empresa empezó a funcionar
dirigida por sus fundadores Lorenzo Mendoza Fleury, Rafael E. Luján y
Karl Eggers.
La planta de Antímano comenzó a funcionar con instalaciones muy
modestas alcanzando para ese momento una producción mensual de
30.000 litros de cerveza, lo que hoy en día una planta es capaz de
producir en unas pocas horas. Al no satisfacer la creciente demanda del
producto en el país, se creó una segunda planta: Cervecería de Oriente
C.A, ubicada en Barcelona, estado Anzoátegui, a orillas del Río Neverí.
Esta segunda planta fue fundada en el año de 1.950, con una producción
inicial de 1.200.000 litros mensuales de cerveza. Esta planta venía a
satisfacer la demanda de los estados orientales.
En el año siguiente a la construcción de la Cervecería de Oriente C.A;
se inició la construcción de la tercera planta Polar: Cervecería Polar
C.A, ubicada en Los Cortijos de Lourdes en Caracas. Comenzó con una
producción de 1.200.000 litros mensuales de cerveza, aunque su
6
crecimiento físico se ha visto limitado por estar ubicada en una zona
que se ha poblado densamente. Actualmente, Cervecería Polar C.A
cuenta con una fuerza laboral constituida por aproximadamente mil
trabajadores del más alto nivel.
Para 1.960 la situación imperante en el mercado era la siguiente:
Cervecería de Oriente C.A; despachaba productos para los estados del
oriente del país. La planta de Antímano, que aún funcionaba y siguió
haciéndolo hasta el año de 1.978, y Cervecería Polar C.A; despachaban
productos para el centro y occidente del país. Debido a la gran
importancia económica que cobraba el estado Zulia y los estados
andinos, se decide construir una nueva planta ubicada en esa zona, y es
cuando nace la Cervecería Modelo C.A, ubicada en Maracaibo, estado
Zulia, con una producción inicial de 2.000.000 de litros mensuales de
cerveza.
Al igual que las otras plantas cerveceras del Grupo Polar, el desarrollo
de la Cervecería Modelo C.A, puede medirse mediante los índices de
producción, a través de lo avanzado de los sistemas técnicos, pero sobre
todo, a través del alcance de las condiciones laborales que la empresa
ha logrado para sus trabajadores.
En el año de 1.975, el Grupo Polar dio su más reciente e importante
paso hacia la expansión con la creación de Cervecería del Centro C.A,
7
ubicada en San Joaquín, estado Carabobo. Siguiendo la política
establecida por los fundadores de Polar, Cervecería del Centro
constituye para la región y para el país un factor de progreso y
desarrollo. No sólo está dotada de magníficos recursos técnicos y
humanos, sino que su diseño responde en forma estricta a las más
modernas normas establecidas por la arquitectura industrial en lo que se
refiere a seguridad; perfilándose de este modo como el más moderno
complejo cervecero de Latinoamérica.
El sabor característico de la Cerveza Polar, su óptima calidad y el
riguroso cumplimiento de las normas establecidas para su elaboración y
control, son algunos de los factores en los cuales Polar basa su éxito
indiscutible entre los venezolanos.
1.2 Objetivos de la Empresa
Cervecería Polar tiene como finalidad cumplir con los siguientes
objetivos principales:
• Elaboración de cerveza y malta de óptima calidad.
• Mantener y mejorar el rendimiento del personal que en ella
labora, a través del adiestramiento, innovación de normas y
políticas que satisfagan sus necesidades.
8
• Lograr una optimización de los procesos de producción y una
productividad a un mínimo costo.
• Velar por el cumplimiento de las normas de higiene y seguridad
industrial.
• Cumplir con las exigencias del mercado para así satisfacer a los
consumidores de sus productos.
1.3 Estructura Organizativa de la Empresa
La empresa Cervecería Polar C.A, posee la siguiente estructura
organizativa:
• Gerencia General de la Planta:
Es la responsable del perfecto funcionamiento de la Empresa.
Controla y coordina las diversas dependencias de la Empresa,
además de formular y velar por el cumplimiento de las metas y
objetivos de la planta con el fin de lograr la mayor eficiencia.
• Gerencia de Relaciones Industriales:
Se encarga de controlar y coordinar todos los sistemas utilizados
para la comunicación e interacción entre la empresa y el trabajador,
buscando un excelente ambiente de trabajo.
9
• Gerencia de Materiales:
Es la encargada de adquirir, mantener y distribuir los insumos, tales
como las materias primas, partes y repuestos, necesarios para el
funcionamiento de la planta. Realiza las planificaciones de
recuperación de repuestos y materiales, para evitar el desperdicio o
pérdida del mismo.
• Gerencia de Envasado:
Tiene la función de dirigir el proceso de llenado y envasado de los
productos, siguiendo las más estrictas normas de higiene y control
de calidad para su posterior distribución. Además, se encarga de
realizar los controles necesarios para que el producto mantenga su
calidad, cuando éste se encuentre en las manos del distribuidor.
• Gerencia de Elaboración:
Es la encargada de planear y ordenar todos los procesos de
producción de cerveza o malta, realizando a su vez todos los
procesos de control de calidad a nivel de producto y proceso.
• Gerencia de Administración:
Se encarga de diseñar los sistemas de comunicación y
procesamiento de datos de los diversos departamentos de la
Empresa para su adecuado funcionamiento.
10
• Gerencia de Servicios de Planta:
Esta gerencia tiene como función desarrollar y administrar los
proyectos que la empresa requiera para su mejor desenvolvimiento.
Igualmente, lleva a cabo el mantenimiento programado de toda la
planta y equipos con que cuenta la Empresa.
A continuación se describe la estructura organizativa de la Gerencia de
Servicios de Planta:
• Superintendencia de Planificación:
Se encarga de programar todos aquellos proyectos o trabajos de
mantenimiento mayor que garanticen una mejor producción,
tomando en consideración todos aquellos elementos, condiciones o
factores que influyan en su realización.
• Superintendencia de Construcción y Montaje:
Es la responsable de la ejecución y puesta en marcha de todos los
proyectos de la planta.
• Superintendencia de Mantenimiento:
Es la encargada de ejecutar todos los programas de mantenimiento
que garanticen en la producción y prolongación de la vida útil de los
equipos.
11
• Departamento de Servicios:
Es el encargado de suministrar el mantenimiento a los vehículos,
montacargas, comedores, sistemas de comunicación y al sistema
contra incendio.
• Departamento de Sala de Máquinas, Refrigeración y Aire
Acondicionado:
Es el encargado de proporcionar mantenimiento a toda el área de
Sala de Máquinas, la cual dota a toda la empresa de servicios tales
como: vapor, CO2, amoniaco, aire, electricidad, etc.
• Departamento de Mantenimiento de Planta de Tratamiento de
Aguas Blancas y la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales:
Es el responsable de suministrar el mantenimiento a las áreas de la
Planta de Tratamiento de Aguas Blancas, que se encarga de mejorar
la calidad del agua que se emplea en la elaboración de la malta y la
cerveza; y en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales se
encarga del tratamiento de las aguas servidas por la Empresa antes
de ser devueltas al medio ambiente para evitar la contaminación del
mismo.
• Departamento de Mantenimiento de Elaboración I y II:
Es el encargado de suministrar los servicios de mantenimiento a los
sistemas y equipos pertenecientes a las áreas de Elaboración I y II;
12
que comprenden desde la recepción de malta y los adjuntos hasta
los tanques de gobierno donde la cerveza es almacenada para ser
posteriormente envasada.
1.4 Proceso Productivo
En la elaboración de la cerveza intervienen varios elementos básicos,
que son:
1.4.1 Materias Primas
• El Agua:
El agua es una de las materias primas fundamentales utilizadas en la
preparación de la cerveza. Su pureza biológica y estricta
composición química son sometidas a un riguroso análisis en los
laboratorios de control de calidad de las plantas Polar, bajo la
supervisión de los maestros cerveceros. El agua proviene de la
Planta de Tratamiento de Aguas Blancas (P.T.A.B) que la obtiene
de diversas fuentes (Hidrocapital, pozos profundos, etc.)
• Cebada Malteada:
La materia prima por excelencia de la cerveza es la cebada
malteada; la cual se obtiene a partir de variedades de cebada
13
cervecera especialmente cultivada. A través de un complejo proceso
de germinación controlada, la cebada se convierte en cebada
malteada. Existen vastos cultivos de cebada malteada en los Estados
Unidos, Canadá, Inglaterra, Alemania, España, Francia,
Checoslovaquia, Australia, Bélgica y Argentina. Sin embargo, en
países con climas fuertemente tropicales como Venezuela, el cultivo
de cebada malteada no se ha logrado industrialmente.
• Los Adjuntos:
El arroz y el maíz son dos de los cereales más difundidos y de
mayor consumo en la alimentación humana de las poblaciones de la
región tropical. A nivel mundial, el arroz y el maíz han sido los
cereales clásicamente aceptados para sustituir parte de los
carbohidratos aportados por la cebada malteada en el proceso
cervecero. Los carbohidratos provenientes de estos cereales son
transformados en azúcares fermentables, por acción de las enzimas
de la cebada malteada, durante el proceso de maduración.
La incorporación de una determinada fracción de arroz o maíz al
proceso de elaboración, le imparte a la cerveza un toque de frescura
y cuerpo balanceados, adecuado a las condiciones del clima
tropical.
• El Lúpulo:
14
Es una planta del grupo de las urticáceas, que crece en estado
silvestre. Cuando se usa para la elaboración de cerveza, sólo se
emplea la variedad cultivada, y de ésta, sólo las flores de las plantas
femeninas, a las que se les denomina “cono”. Al lúpulo debe la
cerveza su sabor amargo y fresco. Las áreas más importantes de
procedencia son Alemania, Estados Unidos, Checoslovaquia,
Polonia, Yugoslavia, Inglaterra y Bélgica.
Al igual que con la cebada, las condiciones climáticas tropicales no
han permitido, hasta los momentos, obtener cultivos productivos de
una planta tan delicada como el lúpulo.
• La Levadura:
La levadura utilizada en todas las plantas Polar es del género
Saccharomyces Uvarum. El cultivo y la propagación de esta
levadura, usada desde hace muchas décadas en las Cervecerías
Polar, se llevan acabo en los laboratorios propios de la planta, lo
cual garantiza una calidad uniforme y continua de la levadura y por
ende, de la cerveza.
Durante la fermentación, la levadura convierte los azúcares
producidos en la maceración en alcohol etílico y gas carbónico.
El buen cuidado y manejo de la levadura es esencial para la alta y
uniforme calidad de Cervecería Polar.
15
1.4.2 El Cocimiento
Esta primera etapa de la elaboración de la cerveza comienza con la
trituración de la cebada malteada. Seguidamente, se mezclan la malta
molida, el arroz o el maíz, con agua purísima, en la paila de
maceración, formando una espesa mezcla.
Bajo constante agitación y a temperaturas entre 50 y 75°C, las proteínas
de la cebada malteada son convertidas en aminoácidos. El almidón,
tanto de la cebada malteada como del arroz o del maíz, se transforma en
azúcar fermentable. Además, se extraen las vitaminas y minerales
provenientes de la cebada malteada.
Seguidamente se bombea la mezcla hacia la cuba de filtración, a fin de
separar el líquido denominado mosto, de la fracción insoluble conocida
como afrecho. El afrecho, subproducto rico en proteínas y fibras, tiene
aplicación industrial como valioso aditivo en la fabricación de
alimentos para animales.
El mosto obtenido es transferido a una paila donde es hervido con una
cantidad determinada de lúpulo, durante hora y media
aproximadamente.
La cocción del mosto tiene las siguientes finalidades:
16
• Extraer las sustancias aromáticas y amargas típicas del lúpulo.
• Inactivar las enzimas de la malta una vez cumplidas sus
funciones.
• Evaporar una parte del agua para llevar el mosto a la
concentración requerida.
• Esterilizar el mosto.
A continuación se procede a enfriar el mosto a una temperatura entre
10°C y 15°C por medio de enfriadores especiales. El mosto enfriado se
enriquece con aire estéril para ofrecer el oxígeno necesario en el
proceso de reproducción de la levadura, que se agrega seguidamente.
1.4.3 La Fermentación y la Maduración
Una vez agregada la levadura al mosto, comienza el proceso más
complejo en la elaboración de la cerveza: la fermentación; la cual en
Cervecería Polar se lleva a cabo en gigantescos tanques cilindro-
cónicos de acero inoxidable con capacidad de hasta 750.000 litros cada
uno.
17
Durante la fermentación, cuya duración normal es de siete días, la
levadura transforma los azúcares del mosto en alcohol etílico, gas
carbónico y un gran número de compuestos aromáticos adicionales,
proporcionándole el carácter típico de la cerveza.
Una vez concluida la fermentación, se inicia el proceso de maduración
y ya no se habla de mosto sino de cerveza joven o verde. Este proceso
es realizado a temperaturas de entre cero y un grado celsius bajo cero,
durante dos semanas aproximadamente. Este proceso favorece la
precipitación de sustancias insolubles y la sedimentación de levadura
aun en suspensión. Además, esta cerveza joven se madura alcanzando el
agradable aroma y el noble sabor característico de una cerveza de
óptima calidad.
1.4.4 La Filtración
A pesar de que durante el proceso de maduración se ha producido una
clarificación natural, no se consigue la brillantez total de la cerveza, por
lo que se hace necesario el proceso de filtración.
En los filtros se clarifica la cerveza por medio de tierra infusoria
eliminando las últimas células de levadura y partículas mínimas de
18
proteínas precipitadas, dando a la cerveza su brillantez y estabilidad
físico-química.
Durante la filtración se agrega el volumen necesario de gas carbónico
producido y recuperado durante la fermentación. El gas carbónico da
frescura a la cerve za, la hace apetecible y promueve la formación de
espuma.
1.4.5 El Envasado
El envasado de los diferentes tipos de botellas, latas y barriles es un
proceso sumamente tecnificado en Cervecerías Polar, y requiere de un
personal altamente calificado para garantizar la óptima operación de las
complejas maquinarias de la sala de llenado.
Los equipos por los cuales pasan los diferentes envases se denominan
tren de envasado. El llenado de botellas, por ejemplo, consta de las
siguientes secciones:
• La Desembaladora:
Maquinaria diseñada para tomar por succión las botellas sucias
provenientes de las cajas devueltas por la clientela, colocando los
envases en sistemas transportadores.
19
• La Lavadora:
Maquinaria en la cual los envases se lavan con soda cáustica a
temperaturas de 80°C, y luego se enjuagan con agua pura,
previamente tratada. Las botellas abandonan la lavadora
perfectamente limpias y microbiologicamente aptas para ser
llenadas.
• Sistema Electrónico de Envases Vacíos:
Equipo capaz de detectar y rechazar cualquier anomalía dentro o
fuera de las botellas antes del llenado.
• La Llenadora:
Maquinaria giratoria que mediante bombas de vacío, disminuye el
oxígeno de los envases, el cual es perjudicial para la estabilidad del
sabor de la cerveza.
Seguidamente, bajo contra presión de gas carbónico, libre de
oxígeno y altamente compatible con la cerveza, se llenan envases
hasta el nivel adecuado, sin provocar turbulencias.
• La Tapadora:
Equipo integrado a la llenadora en el cual los envases son cerrados
herméticamente a velocidades que oscilan entre 1000 y 2000
unidades por minuto.
20
• Sistema de Inspección del Nivel de Llenado:
Equipo con una elevada precisión que rechaza cualquier envase que
no cumpla con los niveles de llenado exigidos por el consumidor.
• La Pasteurizadora:
Antes de abandonar el tren de llenado, los envases son sometidos a
un proceso de pasteurización para proporcionarle al cliente no
solamente una cerveza brillante y exquisita, sino también un
producto microbiológicamente impecable. Estas máquinas están
hechas en forma de túnel a través del cual tienen que pasar las
botellas o latas. Allí son calentadas lentamente por medio de agua,
hasta alcanzar la temperatura de 60°C.
Luego los envases son enfriados y salen de las pasteurizadoras en
condición de ser distribuidos a todas las regiones del país y al
exterior.
• La Empacadora:
La última etapa del proceso de llenado es el empacado, realizado
por maquinarias automatizadas que permiten colocar los envases en
cajas o bandejas, para facilitar el paletizado, almacenamiento y
distribución.
21
21
2. SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO
El aire comprimido es hoy una fuente indiscutible de energía. Sus
múltiples aplicaciones abarcan todas las áreas de la empresa, desde
sencillos suministros de aire, hasta complejos y precisos sistemas
automatizados.
A continuación se explican los principios básicos de este importante
recurso:
2.1 Principios Básicos del Aire
El aire atmosférico es una mezcla natural de gases, principalmente de
nitrógeno, oxígeno, pequeñas cantidades de dióxido de carbono, vapor
de agua y otros gases (helio, neón, etc.) Las moléculas de aire están
separadas unas de otras y se mueven a gran velocidad, chocando contra
cualquier superficie que las contenga, produciendo presión.
El aire en condiciones normales tiene una temperatura de 20°C, una
pres ión de 14,7 psia (a nivel del mar), y una humedad relativa de 36%.
22
2.1.1 Propiedades Físicas del Aire
El aire tiene las siguientes propiedades:
2.1.1.1 Compresibilidad:
El aire ocupa el volumen de todo el recipiente adquiriendo su forma.
De esta manera, se puede encerrar aire en un recipiente con un volumen
determinado y posteriormente provocarle una reducción de volumen
usando una de sus propiedades: la compresibilidad. Así, el aire reduce
su volumen y aumenta su presión cuando está sujeto a la acción de una
fuerza externa.
2.1.1.2 Elasticidad:
Propiedad del aire que le permite sufrir deformaciones sin la pérdida
permanente de dimensiones o forma.
2.1.1.3 Difusibilidad :
Propiedad del aire que le permite mezclarse homogéneamente con
cualquier otro medio gaseoso que no esté saturado.
23
2.1.1.4 Expansibilidad:
Propiedad del aire que le permite ocupar totalmente el volumen de
cualquier recipiente, adquiriendo su forma.
2.1.1 Propiedades del Aire Comprimido
Es el aire cuya densidad aumenta al estar sujeto a una presión superior
a la atmosférica.
La compresión del aire se puede realizar por etapas, es decir, en uno o
mas pasos. La necesidad de realizar la compresión por etapas puede
obedecer a distintas causas, sin embargo, las más comunes son las
siguientes:
• Ahorro de energía.
• Limitaciones por temperatura.
• Limitaciones por presión.
24
La compresión por etapas se acompaña con enfriamiento interetapas o
intermedio. De este modo, se consiguen también otros beneficios como
son: aumentar la eficiencia volumétrica y la eficiencia de compresión.
Las propiedades más importantes del aire comprimido son las
siguientes:
2.1.2.1 Humedad
El aire atmosférico siempre contiene humedad en forma de vapor de
agua. Ya que dicho aire es la materia prima utilizada por el compresor
para producir energía neumática, es importante y conveniente conocer
todo lo referente a esta mezcla aire-vapor de agua.
• Vapor de Agua en el Aire Atmosférico:
De acuerdo a la temperatura, el aire atmosférico estará mas o
menos denso y tendrá mas o menos capacidad de contener vapor de
agua. Dependiendo de la humedad disponible y la temperatura
ambiente, al aire atmosférico puede estar desde casi seco hasta
completamente saturado.
25
• Humedad Relativa:
La humedad relativa expresada en porcentaje, es la relación del
peso de vapor de agua por metro cúbico de aire, con relación al
peso de vapor de agua contenido en una metro cúbico de aire
saturado a la misma temperatura, es decir:
Humedad relativa: Peso de vapor de agua por m3 de aire * 100
Peso de vapor de agua en m3 de aire saturado (a
la misma temperatura)
Puesto que el vapor de agua se considera un gas ideal, la definición
se reduce a la relación entre la presión parcial del vapor Pv tal cual
existe en la mezcla y la presión de saturación del vapor Pg a la
misma temperatura.
• Humedad Específica:
Es la relación entre la masa del vapor de agua y la masa del aire
seco .El término “aire seco” se usa para enfatizar que esto se refiere
solamente al aire y no al vapor de agua.
• Porcentaje de Humedad:
26
El porcentaje
de humedad se define como la humedad del peso de vapor de agua
en el aire por kilogramo de aire seco, el peso requerido para saturar
completamente un kilogramo de aire seco a la misma temperatura
2.1.2.2 Calidad
Es el conjunt o de propiedades y componentes que puede tener dicho
elemento con el fin de satisfacer una necesidad determinada de la mejor
forma posible.
Factores que determinan la calidad del aire comprimido:
• Presión:
Es, junto con el caudal, uno de los componentes de la potencia
neumática. Se genera en el compresor y es regulable en él dentro de
cierto rango.
Una sobrepresión podría ocasionar rotura de los componentes del
sistema neumático, causando fugas y por lo tanto, pérdidas de
energía.
27
Las fugas del
aire comprimido o el exceso de consumo se traducen en pérdidas de
presión.
• Partículas Sólidas:
Como partículas sólidas se agrupan todos los elementos sólidos en
suspensión que pueda tener el aire. Para controlar las partículas
sólidas se usan filtros en la entrada o aspiración del aire
atmosférico.
• Aceite:
Proviene del compresor en sí cuando éste tiene cámara de
compresión lubricada. Los vapores de aceite tienden a formar gases
corrosivos al combinarse con el vapor de agua y de por sí son
tóxicos generalmente.
• Condensado:
Es la mezcla emulsionada resultante del vapor de agua condensado.
Es una emulsión tóxica, corrosiva y ácida. Generará aumento de
rugosidad en las paredes internas de la tubería y por lo tanto, caídas
de presión, formación de partículas sólidas y rotura prematura de la
red.
28
2.1.3 Unidades de Medición del Aire
Las cantidades de aire pueden indicarse ya sea en unidades de volumen
(m3) o en unidades de peso (Kg.). Ahora bien, cuando se habla de
equipos de aire comprimido, es de mayor utilidad hablar de caudal.
Caudal es el volumen en movimiento, es decir, volumen por unidad de
tiempo ( l/s o m3/min ).
2.2 Funcionamiento del Sistema de Aire Comprimido
El Sistema de Aire Comprimido de la Planta Los Cortijos, tiene la
función de suministrar el aire comprimido en la cantidad y calidad
necesaria para el accionamiento de equipos y accesorios como:
válvulas, pistones, equipos neumáticos, transportadores, etc.
El aire comprimido se distribuye desde distribuidor múltiple (múltiple)
ubicado en el techo de Sala de Máquinas a través de una red de tuberías
hacia los consumidores, a una presión de 550-690 kPa, con una
temperatura de 25-30°C y una humedad relativa de 9%, para cubrir una
demanda de aproximadamente 7.000-8.000 Nm3/h.
29
El sistema está estructurado por:
• 5 compresores de aire.
• 2 unidades secadoras de aire.
• Tanque controlador de presión (búffer)
• Distribuidor múltiple de suministro.
El proceso para comprimir el aire es el siguiente:
El aire succionado del ambiente por los compresores pasa a través de
dos ductos a una presión atmosférica de 95 kPa y una temperatura de
27-30°C.
La presión de succión y descarga de los compresores debe mantenerse
entre los rangos de operación de 550-690 kPa, siendo controlada por un
presóstato ubicado en el tanque controlador de presión.
El aire comprimido que se obtiene de los compresores es enviado a dos
secadores de aire, que son dos intercambiadores de calor del tipo tubo-
carcaza, uno para el intercambio aire-aire y el otro para el intercambio
30
aire-alcohol (etanol); con el fin de extraer el máximo de humedad
posible y obtener aire seco.
Luego, desde los secadores de aire pasa a un tanque controlador de
presión (búffer) de 25 m3 de capacidad. En él se mantiene la presión
alrededor de 690 kPa. Del tanque, el aire pasa al múltiple y es
distribuido para consumo de la planta.
Cabe destacar que entre los secadores de aire y el tanque buffer existen
sistemas de puente (bypass), cuyo objetivo es el de permitir el flujo
constante de aire hacia los consumidores en caso de falla en los
secadores.
En la figura del apéndice # 1 se muestra el esquema de funcionamiento
del Sistema de Aire Comprimido.
2.3 Consumidores del Sistema de Aire Comprimido
El aire comprimido generado en Sala de Máquinas es distribuido a los
consumidores de la planta desde un manifold ubicado en el techo de
31
Sala de Máquinas. El aire sale con una presión de 690 kPa, temperatura
de 25-30°C y una humedad relativa de 0,9%.
Los consumidores de aire comprimido de la planta son:
2.3.1 Elaboración I
• Silos
v Actuadores neumáticos.
v Esclusa de azúcar.
v Esclusa de consumo de azúcar.
v Esclusa de polvo de recepción.
v Tolva de azúcar.
v Molino.
v Suministro silos de azúcar.
v Romana de cocimiento.
v Romana de recepción.
v Romana de hojuelas.
v Filtro de azúcar.
32
v Filtro colectores de polvo.
v Filtro tolva de malta molida.
v Filtro colector de malta.
v Filtro colector recepción.
v Filtro tolva de hojuelas.
v Filtro tolva de malta.
• Cocimiento
v Actuadores neumáticos de las pailas de pre-mezcla,
pailas de mezcla, cubas de filtración y pailas de hervir.
v Sistema de empuje de nepe húmedo.
• Dosificación de Lúpulo, Carbón y Químicos.
v Actuadores neumáticos.
• Decantador – Trub – Refrigerio
v Actuadores neumáticos.
v Tanque de trub.
33
v Tolva del decantador
v Aireación del mosto.
• Filtro Prensa.
v Actuadores neumáticos.
v Tanques de despacho de levadura.
v CIP filtro prensa.
v Limpieza del filtro prensa.
• Edificio de Nepe
v Tolva de nepe húmedo.
v Transporte de nepe húmedo hacia la secadora de nepe.
2.3.2 Elaboración II
• Tanques Cilindro Cónicos.
v Actuadores neumáticos.
v Vaciado de los tanques cilindro-cónicos ( T.C.C )
34
v Tableros T.C.C
• Cavas de Levadura
v Actuadores neumáticos.
v Aireación de los tanques.
• Cavas.
v Trasiego de Maltín diluido.
v Trasiego de Maltín concentrado.
• Tableros Gobierno -Filtración.
v Actuadores neumáticos.
• Tierra Infusoria.
v Filtros colectores.
v Transporte de tierra infusoria usada.
• Filtración de Pilsen
35
v Limpieza de filtros de Pilsen.
• Filtración de Maltín.
v Limpieza de filtros de Maltín.
• Cleaning in Place (CIP) fermentación-maduración.
v Actuadores neumáticos.
2.3.3 Planta de Tratamiento de Aguas Blancas ( P.T.A.B )
v Actuadores neumáticos.
2.3.4 Planta de Tratamiento de Aguas Residuales ( P.T.A.R )
v Actuadores neumáticos.
v Aireación de tanques.
2.3.5 Planta Piloto.
v Actuadores neumáticos.
36
v Aireación del mosto refrigerado.
v Llenadora.
2.3.6 Barriles.
v Actuadores neumáticos.
2.3.7 Envasado
• Tren de Botellas.
v Sopladores de aire.
v Desembaladoras.
v Embaladoras.
v Desviadores de cajas.
v Inspector de botellas vacías.
v Llenadoras.
v Inspector de botellas llenas.
v Inspector de cajas llenas.
v Instrumentación de lavadoras.
37
v Instrume ntación de las pasteurizadoras.
v Despaletizador de botellas.
v Codificador video-jet.
• Tren de Latas.
v Rotativas tapas.
v Codificador video-jet.
v Llenadora.
v Instrumentación pasteurizadora.
v Inspector latas llenas.
v Encartonadora.
v Sopladoras.
v Despaletizador de latas.
2.3.8 California Sur.
• Pistones Neumáticos.
38
2.3.9 Sala de Máquinas.
v Instrumentación de las calderas.
v Instrumentación de los compresores de aire.
v Instrumentación de Planta de Grado Plato.
2.3.10 Talleres
v Mangueras.
v Pistolas de pintura.
v Herramientas neumáticas.
v Calibración de termómetros.
v Termopares o termocuplas.
2.4 Utilización del Aire Comprimido
El aire comprimido se utiliza para muchos propósitos dentro de una
industria cervecera; a continuación se describen los distintos usos que
se le da al aire en la Planta Los Cortijos.
39
2.4.1 Elaboración I
• Silos:
En esta área de la planta el aire comprimido se emplea para
accionar de manera neumática las válvulas, para ayudar al
transporte de cereales y polvo y para el funcionamiento de los
filtros colectores.
Los actuadores neumáticos hacen mover las válvulas mariposas y
las válvulas de compuerta que regulan el caudal de malta, azúcar y
arroz.
El transporte de cereales y polvo muchas veces se dificulta cuando
el ducto presenta reducciones o cuando la geometría del mismo hace
que se acumulen granos y no fluyan continuamente; debido a esto,
el aire comprimido llega a las esclusas y tolvas respectivas para
empujar los granos y el polvo, impidiendo la acumulación de estos.
Los filtros colectores son utilizados para quitar el polvo que pueda
estar presentes en los granos. Los filtros son parte de un sistema de
aspiración de polvo, el cual consta de un ducto de aspiración, un
ventilador centrífugo y un filtro colector. El aire comprimido sirve
para limpiar las mangas de los filtros por medio de golpes de
presión de corta duración, los cuales se repiten cada cierto tiempo.
• Cocimiento:
40
El aire comprimido se emplea en esta área para mover los
actuadores neumáticos que controlan el proceso de cocimiento y
para el transporte de nepe húmedo desde las cubas de filtración
hasta los silos de nepe húmedo.
• Decantador de Trub:
Además de utilizar el aire en los actuadores neumáticos para
controlar la dirección del flujo de mosto, también se utiliza para
vaciar el tanque de trub, ayudar a su transporte en la tolva de los
decantadores y para su transporte neumático a los tamborones de
nepe.
• Refrigerio- Aireación del mosto:
En este sector de la planta el aire comprimido se necesita para hacer
trabajar los actuadores neumáticos que mueven las válvulas
mariposas localizadas en el sistema de tuberías que engloba el
proceso de enfriamiento del mosto. Además se utiliza para
enriquecer el mosto estéril con la finalidad de ofrecer el oxígeno
necesario en el proceso de fermentación de la levadura.
• Filtro Prensa:
41
En el sistema de vaciado del filtro prensa se hace indispensable el
aire comprimido para despegar las telas del filtro. También se
utiliza aire para los tanques de despacho de levadura, para el
transporte de agua del CIP (Cleaning in Place) de filtro prensa y
para el funcionamiento de los actuadores neumáticos involucrados
en esta parte de la planta.
• Edificio de Nepe:
Aquí se emplea el aire comprimido para el transporte de nepe desde
la tolva de nepe húmedo hasta las dos secadoras de nepe. A la
secadora de nepe nueva, llega por medio de un transporte
neumático, mientras que hacia la secadora vieja llega por medio de
un tornillo sinfín. Además, el aire comprimido se usa en el
funcionamiento del filtro colector de polvo de los silos de nepe
seco.
• Dosificación de Lúpulo, Químicos, y Carbón:
En estos sectores, se utiliza el aire comprimido únicamente para el
funcionamiento de los actuadores neumáticos.
42
2.4.2 Elaboración II
• Tanques Cilindro-Cónicos:
Los tanques cilindro-cónicos utilizan aire comprimido para empujar
la cerveza y transportarla a las cubas de maduración, pero como el
oxígeno oxida la cerveza es necesario inyectarle previamente una
cierta cantidad de CO2, el cual actúa como colchón protector de la
cerveza.
• Cavas de Levadura:
Se necesita aire comprimido para el trasiego de Maltín tanto del
concentrado como del diluído. El aire entra por la parte superior de
la cuba a cierta presión, ocupa el espacio libre y ejerce una fuerza
de empuje hacia el líquido ayudando de esta forma al vaciado de las
cubas.
• Filtración:
En filtración, el aire comprimido se usa para la limpieza de los
filtros, tanto de Maltín como de Pilsen; además de para accionar loa
actuadores neumáticos.
• Flujo de Gobierno:
43
El aire comprimido se hace indispensable en esta zona de la planta
porque el flujo de la cerveza que proviene de los tanques de
gobierno y que va hacia las llenadoras de latas y botellas es
controlado por válvulas de accionamiento neumático.
• Tierra Infusoria:
Aquí se emplea el aire para el funcionamiento de los filtros
colectores de los tanques de tierra infusoria, y además para el
transporte de tierra infusoria usada en los filtros de Maltín y Pilsen,
la cual va hacia un tanques localizado en el edificio de nepe.
2.4.3 Planta de Tratamiento de Aguas Blancas (P.T.A.B)
En este sector de la planta sólo se necesita aire comprimido para el
accionamiento de los actuadores neumáticos.
2.4.4 Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (P.T.A.R)
Además de utilizar el aire para los actuadores neumáticos, también se
usa para airear dos tanques que allí se localizan.
44
2.4.5 Planta Piloto
El uso de aire es exclusivo de los actuadores neumáticos allí presentes.
2.4.6 Barriles
Como el proceso de llenado de barriles está automatizado, se hace
indispensable el suministro de aire comprimido para mover los pistones
neumáticos y los actuadores neumáticos involucrados en este proceso.
2.4.7 Envasado
Para los cinco trenes de botellas como para los dos trenes de latas, se
necesita aire comprimido. En los trenes de botellas el aire se usa para
mover los diferentes pistones neumáticos, las embaladoras, sopladores,
codificadores de botellas, despaletizadora de botellas nuevas y
llenadoras de botellas. En el tren de latas se usa el aire comprimido en
la despaletizadora de latas, rotativas de latas, sopladoras, codificadores,
llenadoras de latas y las máquinas encargadas del proceso de empaque.
2.4.8 California Sur
45
En California Sur el aire comprimido se encarga de mover los pistones
neumáticos que se encuentran en este sector.
2.4.9 Sala de Máquinas
El aire comprimido se utiliza para la instrumentación de las calderas,
instrumentación de la planta de grado plato y para el arranque de los
motores diesel.
2.4.10 Talleres
En los talleres se usa el aire para las mangueras, las pistolas de pintura
y para las demás herramientas neumáticas.
46
3. SISTEMA DE AMONIACO
3.1 Definición de Refrigerante
El amoniaco (NH3) es un refrigerante compuesto por una molécula de
nitrógeno y tres moléculas de hidrógeno.
Un refrigerante se define como un fluido que absorbe calor por
evaporación a baja temperatura y presión y cede calor por
condensación a más alta temperatura y presión.
Los refrigerantes son los fluidos vitales en un sistema de refrigeración.
Ellos son los encargados de transportar el calor de un medio a otro y así
poder llevar a cabo el proceso de refrigeración.
Los refrigerantes más comunes en la práctica son el amoniaco y los
refrigerantes halogenados. El amoniaco es el refrigerante utilizado en
todos los sistemas de refrigeración de Cervecería Polar Los Cortijos,
con la excepción de algunos enfriadores de ambientes que utilizan una
solución de alcohol como refrigerante, pero que a su vez es enfriado
47
con amoniaco. En la planta, el sistema de amoniaco es el responsable
directo de suplir las cargas de refrigeración requeridas en el proceso de
elaboración de la cerveza y la malta.
Los refrigerantes se pueden clasificar en:
• Primario: se denominan así cuando el transporte de calor se
realiza con una sola sustancia química, la cual se evapora a una
baja temperatura.
• Secundario: en este caso hay dos sus tancias responsables del
transporte de calor. El refrigerante primario se evapora y el
refrigerante secundario es enfriado por el primario y sin
cambiar de fase, transporta el efecto refrigerante del sistema
principal a los diferentes ambientes que deben ser refrigerados.
3.1.1 Características del Refrigerante Ideal
Un buen refrigerante debe reunir una serie de condiciones físicas,
químicas y fisiológicas tales que lo hagan apropiado para ser usado con
seguridad y eficiencia en instalaciones frigoríficas. Entre ellas están:
48
1. Presión de evaporación mayor que la presión atmosférica (pero
que tanto ésta como la presión de condensación sean
relativamente bajas). Esto es porque entre menor sea la presión
de trabajo, menor dimensión tienen los equipos y tuberías,
menos peligrosa es su operación y requieren menor consumo de
energía.
2. Volumen específico pequeño (o densidad alta); especialmente
en la fase gaseosa. Esta característica permite que se trabaje con
equipos de menor tamaño.
3. Punto o temperatura de congelación baja; con el fin de que el
refrigerante no se solidifique durante su operación.
4. Condiciones críticas (presión y temperaturas) altas; ya que un
líquido no puede evaporarse o condensarse a temperaturas
mayores que la temperatura crítica.
5. Calor latente de evaporación alto; pues así se logra un mayor
efecto de enfriamiento por unidad de masa de refrigerante que
circula.
6. Viscosidad baja; para así evitar grandes pérdidas de energía por
fricción en la circulación del fluido.
7. El refrigerante debe ser químicamente estable a las condiciones
de operación.
49
8. Debe ser fácilmente detectable; para así comprobar cualquier
fuga en el sistema.
9. Su costo debe ser bajo.
Lógicamente, en la práctica es imposible conseguir un refrigerante
ideal que reúna todas estas características.
3.1.2 El Amoniaco como Refrigerante
El amoniaco es el refrigerante que tiene la mayor capacidad de
enfriamiento por unidad de masa entre todos los refrigerantes
comerciales. Esto es debido a que tiene valores muy altos de calor
latente de evaporación, lo que implica que se necesite una menor
cantidad de masa de NH3 circulando para producir un determinado
enfriamiento. Por otro lado, el amoniaco puede condensarse sin
problemas con el medio atmosférico pues su temperatura crítica es de
133°C.
50
El amoniaco es, además, un solvente poderoso, que remueve sucio,
escamas, arena o humedad remanente en las tuberías, válvulas y
accesorios durante la instalación.
El bajo costo del amoniaco representa, además, una ventaja.
Este refrigerante es altamente tóxico y dada su acción debe evitarse el
contacto con cobre o con aleaciones de cobre. A concentraciones entre
0,5 y 1% en el aire puede producir graves lesiones y aun la muerte de la
persona que lo inhale. De todas formas, su olor es muy penetrante así
que es poco probable que una persona permanezca por voluntad propia
en un ambiente contaminado con amoniaco.
El amoniaco se mezcla muy poco con el aceite lubricante del
compresor y por esto el aceite arrastrado por el amoniaco se puede
separar fácilmente de él, por diferencia de densidades en un recipiente
llamado separador de aceite, en donde el amoniaco flota sobre la capa
de aceite, que por ser más pesado va hacia el fondo del recipiente.
El amoniaco puede encontrarse en forma líquida o gaseosa. En forma
de gas sus limites de explosividad oscila entre un 16 y 25% por
51
volumen de aire. En forma líquida su punto de ebullición es de –
33,35°C.
En fase gaseosa tiene comparativamente con otros, un volumen
específico grande por lo cual es muy apropiado en compresores
centrífugo, aunque también se usa en compresores alternativos.
El amoniaco es químicamente estable a las temperaturas de operación
en sistemas frigoríficos. Se deja disolver muy fácilmente por el agua la
cual puede tener hasta 900 veces su volumen de vapor de amoniaco.
También reacciona con el agua formando hidróxido de amoniaco,
sustancia que ataca el cobre y sus aleaciones (bronce, latón), por ello
debe usarse solamente con tuberías y accesorios de acero o hierro
negro.
Grandes cantidades de NH3 no deberían ser ventiladas en áreas
cerradas, áreas de llamas o chispas ya que en proporciones de 16 a 25%
en volumen de aire y en presencia de llamas, éste arde rápidamente y
puede explotar.
52
3.2 Funcionamiento del Sistema
El sistema de refrigeración utilizado en la planta es el de compresión de
amoniaco. Dicho sistema funciona de la siguiente manera:
El amoniaco proveniente de la trampa principal es succionado por los
compresores a través de un múltiple de distribución, a una presión de
206,8 kPa aproximadamente y una temperatura de –8,4°C.
Los compresores por un lado comprimen el gas succionado, elevando
su presión a 1,10-1,25 MPa, obteniéndose a la descarga gas
sobrecalentado a una temperatura de 84°C. Por otro lado, mantienen
una presión constante en la línea de descarga de los evaporadores.
Como las cargas de refrigeración no son constantes, los compresores
deben regular su capacidad de manera de remover el gas a la misma
tasa que se produce. Si se produce un aumento progresivo en el
consumo de amoniaco por los evaporadores y los compresores se
mantienen trabajando a la misma capacidad, se produce una
acumulación del gas en la trampa con el consecuente aumento de la
presión de succión.
53
Contrariamente, si se produce una disminución en el consumo de
amoniaco se generará menos gas y la presión bajará en la succión. Los
compresores trabajan en paralelo, siempre uno en regulación de
capacidad automática y los otros en regulación manual.
Los operadores se encargan de verificar que la presión de succión se
encuentre dentro de los parámetros establecidos, mediante la regulación
manual de los compresores, o bien conectando o desconectando algún
compresor.
El amoniaco arrastra aceite del compresor, que se encuentra allí para la
lubricación del equipo. En la línea de salida del mismo se encuentra un
separador, que se encarga de devolver el aceite a un cárter, como
ocurre en el caso de los compresores GHH (N° 11 y 12); o lo sedimenta
en el propio separador siendo a la vez depósito, como sucede en los
compresores Sabroe (N° 13,14,15,16).
Cada compresor posee un enfriador de aceite. En los compresores
Sabroe N° 13 y 14, el medio refrigerante es el amoniaco. Una tubería
de amoniaco líquido saturado sale del tanque de rebose a temperatura
de 34°C y una presión de 1,25 MPa, ésta se divide en dos tuberías que
54
llegan a cada enfriador de aceite por vasos comunicantes, en ellos el
amoniaco se vaporiza enfriando el aceite que pasa a través de un
serpentín. Bajo operación normal la temperatura del aceite debe
ubicarse entre 40-55°C.
El gas saturado que se libera en los enfriadores va a los condensadores
a 1,25 MPa, por ello la temperatura del aceite dependerá de la presión
del condensador. Una reducción de la presión de condensación traerá
como consecuencia una reducción de la temperatura del aceite y
viceversa.
El amoniaco que sale de los compresores es conducido a través de una
tubería de descarga, hacia el distribuidor que alimenta a los
condensadores evaporativos. Estos equipos tienen como función
condensar el amoniaco a presión constante (entre 1,10-1,25 MPa) y
llevar la temperatura de 34 a 35°C.
En estos equipos el amoniaco gaseoso es condensado a su paso a través
de un serpentín. Este serpentín está conformado por unos tubos por
donde circula el amoniaco, lográndose su condensación al ser
expuestos a un rociado de agua que permite el enfriamiento de la
55
superficie de los tubos. El agua, una vez que rocía los tubos se enfría al
tener contacto con la corriente de aire impulsada por un ventilador,
arrastrando los vapores resultantes de su contacto con los tubos
calientes. Esta agua es recolectada en un depósito para ser succionada y
enviada a la parte superior del sistema de distribución, manteniéndose
en constante recirculación.
Existen siete condensadores evaporativos marca Baltimore; cinco de
ellos con una capacidad total de 3.720 TR y los otros dos con una
capacidad de 5.500 TR.
Cada condensador tiene dos secciones donde se condensa amoniaco
independientemente; cada sección tiene una bomba y un ventilador. El
depósito de agua es común para las dos secciones.
Verificando la presión de descarga, el operador activa o desactiva un
condensador mediante la conexión o desconexión de su respectiva
bomba y ventilador, activando el selector de arranque en el tablero.
Desde la red de entrada de amoniaco a los condensadores, salen
tuberías hacia cada sección. Cada sección a su vez posee una línea de
56
igualación que se une a la línea que iguala a su vez el tanque de rebose
y el tanque recibidor principal, de esta manera se mantiene la presión
entre ellos igual a la presión de descarga (1,10-1,25MPa).
El agua que se usa para el enfriamiento de los condensadores proviene
de la Planta de Tratamiento de Aguas Blancas y la cual recircula entre
los condensadores mediante circuito cerrado. Si falla el sistema de
suministro de agua suave, se cuenta con un puente (bypass) para
manejar el agua filtrada. El nivel de agua entre los condensadores es el
mismo ya que existe una línea de igualación entre ellos.
El amoniaco condensado es conducido a través de dos redes de
recolección. Uno de ellas recibe el amoniaco líquido de los
condensadores evaporativos N° 1 al 5; dirigiéndose al tanque de rebose
(que tiene como función suministrar amoniaco a los enfriadores de
aceite de los compresores Sabroe), de aquí el NH3 se dirige al tanque
recibidor principal.
La segunda red recolecta el amoniaco líquido de los condensadores
evaporativos N° 6 y 7, dirigiéndose directamente al tanque recibidor
principal.
57
El tanque recibidor principal tiene una capacidad aproximada de
15,5 m3. Su función es recibir de los condensadores todo el amoniaco
líquido y distribuirlo al sistema, permitiendo amortiguar las
fluctuaciones de carga que puedan existir. También recibe el amoniaco
líquido proveniente de la trampa a través de los tanques de
transferencia 1 y 2. Estos equipos desalojan el refrigerante líquido que
se acumula en la trampa proveniente de los consumidores.
El aceite y el amoniaco pueden mezclarse, siendo necesario eliminar el
aceite del sistema ya que éste sedimenta con mayor facilidad en las
zonas más frías disminuyendo la transferencia de calor y por ende la
eficiencia del sistema. Para eliminarlo todos los enfriadores poseen
purgas de aceite y existe un especial separador de aceite conectado a la
trampa de amoniaco.
El amoniaco que se vaporiza en el separador de aceite es conducido a la
trampa de amoniaco y el aceite sedimentado es purgado manualmente.
El amoniaco líquido proveniente del tanque principal es entonces
llevado directamente hacia la red de distribución que se dirige a los
consumidores.
58
La capacidad actual del sistema es de 4.240 TR proporcionada por seis
compresores de tipo tornillo. Cuatro compresores marca Sabroe de 800
TR cada uno; y dos compresores marca GHH de 500 TR cada uno.
La trampa tiene una capacidad de 2.800 TR y su función es separar el
amoniaco líquido del gaseoso, garantizando que los compresores
succionen sólo amoniaco en estado gaseoso, así mismo se encarga de
recolectar el aceite por medio del recolector que está conectado a la
trampa. La trampa se encuentra a la presión de succión de los
compresores (207 kPa).
En la figura del apéndice # 2 se muestra el esquema de funcionamiento
del Sistema de Refrigeración por Amoniaco.
3.3 Importancia del Sistema de Refrigeración por Amoniaco.
El amoniaco representa un papel muy importante dentro del sistema de
refrigeración. Es el responsable directo e indirecto de suplir las cargas
de refrigeración requeridas en la planta.
59
Reúne todas las características de un buen refrigerante y contribuye a
enfriar el ambiente y los equipos necesarios para mantener en óptimas
condiciones la Cerveza y el Maltín.
3.4 Consumidores del Sistema de Refrigeración por Amoniaco.
Los consumidores del sistema están conformados por aquellos equipos
donde se evapora el amoniaco por trans ferencia de calor.
El amoniaco proveniente del tanque principal se dirige a través de un
sistema de múltiple distribución hacia los diferentes consumidores y
cada consumidor lo ajusta a sus requerimientos, ajustándolo a las
diferentes necesidades de los equipos y condiciones de cada proceso.
Entre los diferentes consumidores se encuentran:
3.4.1 Elaboración
• Tanque de baja presión / T.C.C
• Enfriadores de Pilsen 1 y 2.
• Enfriador de Maltín.
60
• Enfriador de trasiego.
• Enfriadores de agua helada.
• Rectificador de agua helada.
• Difusores de ambiente.
• Paila colorante de Maltín.
3.4.2 Sala de Máquinas
• Enfriadores de alcohol.
• Condensador NH3-NH3 de cascada.
• Aire acondicionado.
3.5 Utilización del Servicio de Amoniaco
A continuación se ofrece un detalle de la utilización que cada uno de
estos consumidores le da al servicio de amoniaco.
3.5.1 Elaboración.
• Tanque de baja presión / Tanque Cilindro Cónico.
Son algunos de los consumidores más importantes del sistema de
refrigeración de la planta y a su vez forman parte de un sistema de
61
recirculación denominado “Sistema de Baja Presión “. Este sistema
consta de un tanque de baja presión horizontal de aproximadamente
8,7 m3 de capacidad, dotado de un tanque de 2,2 m3 en la parte
superior del mismo denominado separador de gotas, el cual como su
nombre lo indica cumple la función de separar del gas de succión las
gotas de líquido que pudieran arrastrar.
El tanque de baja presión cumple simultáneamente la función de
separador y recibidor de NH3. Además, es el encargado de mantener el
nivel deseado de refrigerante.
El enfriamiento de la cerveza en los T.C.C se logra a través de la
evaporación de amoniaco en las chaquetas de enfriamiento que rodean
al tanque. En estos cuerpos de enfriamiento el amoniaco evapora a una
presión de 270 kPa y una temperatura de –4°C.
El sistema es un circuito semicerrado o de recirculación ya que el NH3
no evaporado es recirculado de nuevo al sistema.
En la entrada de los T.C.C se encuentra un sistema de distribución que
reparte el amoniaco hacia las diferentes zonas, pasando por unas
62
válvulas reguladoras de flujo que además sirven como medio de
expansión. Estas válvulas se requieren para poder garantizar en todas
las zonas una alimentación constante y, además, impedir que algunas
zonas queden saturadas de amoniaco y otras reciban menor cantidad.
Estas válvulas tienen una relación de 3:1, es decir, ellas se accionan de
forma que dejan pasar tres veces la cantidad de flujo que se requiere, lo
que significa que sólo una tercera parte del amoniaco se evapora.
Luego que el amoniaco pasa por la válvula reguladora de flujo, sube a
las chaquetas para enfriar el producto y de allí baja una mezcla de
líquido-gas.
Por cada tanque cilindro cónico están instaladas dos válvulas
reguladoras de presión de succión, que extraen la mezcla de líquido y
gas de acuerdo a los requerimientos de amoniaco. Estas válvulas están
ajustadas para que en condiciones normales mantengan la presión de
evaporación a 270 kPa y también actúan elementos de control de la
temperatura del producto dentro del T. C.C.
En el trayecto de retorno de las chaquetas del T.C.C hasta el tanque de
baja presión se originan pérdidas de presión en el refrigerante y el flujo
es bifásico (líquido-gas). Esta mezcla que retorna al tanque de baja
63
presión pasa por el separador de gotas y el gas es dirigido hacia la
trampa de NH3 por la línea de retorno.
• Enfriadores de Pilsen 1 y 2.
Estos equipos son enfriadores tubulares provistos de un sistema de
amoniaco caliente. Su funcionamiento es automático y trabajan por
medio de controladores de temperatura. Su función especifica consiste
en enfriar la cerveza durante el proceso de filtración.
El enfriador de cerveza 1 está ubicado en el área de los T.C.C. Es del
tipo tubular con una capacidad máxima de 1.200 hectolitros, donde la
cerveza se enfría por inundación de amoniaco.
El amoniaco se suministra al enfriador a una presión de 1,10-1,25 MPa,
expandiéndose en la parte interior del mismo a la presión requerida. Al
evaporarse el NH3 se produce el efecto frigorífico y la mezcla líquido-
gas se dirige a la trampa a través de la línea de retorno.
Todo el amoniaco acumulado tiende a ubicarse en la parte superior del
enfriador (separador de gotas) donde la válvula reguladora controla la
64
presión del gas a 345-400 kPa. En este proceso de evaporación
disminuye el nivel de líquido presente en el enfriador.
La reposición de amoniaco al equipo se realiza de forma automática
accionando eléctricamente la válvula solenoide de suministro de NH3
líquido. La apertura de la válvula se efectúa al recibir la señal de bajo
nivel proveniente del flotante de nivel de líquido y enviando una señal
de cierre en caso de alto nivel.
Adicionalmente, con el fin de evitar cualquier sobrepresión interna, el
enfriador posee una válvula de seguridad cuya apertura se encuentra
ajustada a 1,75 MPa y su venteo está conectado al retorno de gas hacia
la trampa para evitar su expulsión a la atmósfera.
Para evitar el congelamiento del equipo se cuenta con un sistema de
control que prevee cualquier descenso de temperatura inferior a –1,5°C.
Este sistema envía una señal a la válvula solenoide se suministro de gas
caliente para mantener así la temperatura por encima de este valor.
El enfriador de cerveza 2 cumple la misma función que el enfriador de
cerveza 1.
65
El correcto funcionamiento de estos equipos garantizan una óptima
filtración, lo que constituye un aspecto de suma importancia dentro del
proceso y elaboración del producto.
• Enfriador de Maltín.
En el área de refrigerio se encuentra el rotapool, donde descansa el
mosto del Maltín durante 40 minutos. De allí sale y pasa por dos
enfriadores de placa, el primero de ellos que trabaja con agua helada, y
el segundo que trabaja con alcohol; de donde el producto sale con una
temperatura aproximada de 0°C.
Luego de pasar por los dos enfriadores de placa, el Maltín entra a los
tanques de maduración y luego sale para el enfriador de Maltín, que es
un enfriador tubular que trabaja con amoniaco.
Al evaporarse este amoniaco se produce el efecto frigorífico y la
mezcla líquido- gas se dirige a la trampa a través de la línea de retorno.
El enfriador cuenta con una válvula de purga en su parte inferior con el
fin de recolectar el aceite proveniente del sistema. Adicionalmente para
66
evitar cualquier sobrepresión interna, posee una válvula de seguridad
cuya apertura se encuentra ajustada a 1,75 MPa y su descarga está
conectada al retorno del gas hacia la trampa, para evitar su expulsión a
la atmósfera.
67
4. SISTEMA DE RECUPERACIÓN CO2
4.1 Definición del CO2
El dióxido de carbono es un compuesto formado por la combinación de
una molécula de carbono y dos moléculas de oxígeno. Es un gas a
presión y temperatura atmosférica. No es inflamable, es incoloro,
inoloro, insípido y es 1,5 veces más pesado que el aire.
El dióxido de carbono se presenta en forma comercial como
subproducto de los procesos industriales. Se halla presente en los pozos
de gas natural y es un producto de la combustión de combustibles
carbonosos y de la fermentación.
La mayor parte del dióxido de carbono que se produce en los procesos
industriales se descarga a la atmósfera y no se recoge; sin embargo, en
Cervecería Polar se recupera y se le da uso a través del sistema de Sala
de Máquinas. El CO2 que se procesa en el sistema de recuperación se
origina en la fermentación de la cerveza durante su elaboración, es
decir, proviene de los tanques cilindro-cónicos y cubas de
fermentación.
68
El CO2 se produce cuando la levadura consume la glucosa. Esto crea
una reacción exotérmica y la glucosa se transforma en etanol y CO2. La
fórmula que describe este proceso es:
C6H12O6 ------------- 2C2H5 – OH + 2CO2 + Calor
4.2 Recuperación del CO2
La recuperación de CO2 que se procesa en el sistema de Sala de
Máquinas es proveniente de los tanques cilindro-cónicos, cubas de
fermentación, tanques de gobierno, tanque buffer, tanques de biocol y
tanques de metabisulfito.
4.2.1 T.C.C y Cubas de Fermentación
La recuperación en los T.C.C y en las cubas de fermentación ocurre
cuando el tanque está lleno (75%). Luego transcurren de 18 a 24 horas
para conectar la línea de recuperación. En este lapso se ha producido la
fermentación y el CO2 reúne las condiciones para ser tratado por la
planta de Sala de Máquinas.
69
El CO2 que sale de los tanques se dirige a las tuberías de Sala de
Máquinas a una presión de 80 kPa aproximadamente y a temperatura
ambiente.
4.2.2 Tanques de Gobierno y Controlador de Presión (Búffer)
La recuperación en los tanques de gobierno y controlador de presión
comienza cuando se llenan de cerveza y su presión debe mantenerse a
140 kPa. Esto se logra manteniendo abierta la válvula de CO2
suministro. En caso de que la presión sobrepase este valor, se abre la
válvula de recuperación de CO2 y se dirige hacia Sala de Máquinas.
El sistema de CO2 en los tanques consta de tres válvulas: una de
suministro, una de recuperación y otra hacia la atmósfera; ésta ultima
se abre si la presión sobrepasa de los 165 kPa, o en caso de que se
requiera purgar el CO2 si se encuentra contaminado.
4.2.3 Tanques de Biocol
En estos tanques se prepara, recircula y almacena el biocol que es
utilizado como aditivo en el proceso de preparación de la cerveza.
El biocol es un producto utilizado para clarificar la cerveza. Sirve para
sedimentar las partículas que se encuentren en suspensión: levadura,
70
resinas de lúpulo y proteínas. Se dosifica en la cantidad de 1 gramo por
hectolitro de cerveza. Específicamente se utiliza cuando se realiza
trasiego de un cónico hacia los tanques de maduración (se suministra
para dosificar y acelerar el proceso de maduración)
4.2.4 Tanques de Metabisulfito
El CO2 que se suministra hacia los tanques de metabisulfito se utiliza
para reducir el oxígeno que pueda acumularse en la cerveza. Se
suministra una medida de metabisulfito por un flujo de cerveza,
básicamente en el proceso de filtración. Si existe algún contenido de
oxígeno el metabisulfito reacciona y no permite que exista contacto del
oxígeno con la cerveza, la cual podría sufrir alteraciones.
El sistema de recuperación funciona como un circuito cerrado. Todos
lo equipos mencionados anteriormente utilizan el CO2 suministrado por
Sala de Máquinas, que luego será nuevamente recuperado para ser
tratado por el sistema de purificación.
El sistema de recuperación tiene como finalidad recolectar el gas
carbónico generado durante el proceso de elaboración de la cerveza
71
para luego limpiarlo y tratarlo a través de un tren de purificación, con
el objeto de garantizar que las cantidades presentes de impurezas no
sean mayores de 0,2 Mg/l de cerveza.
El gas tratado se almacena en forma líquida hasta que se necesite y se
vaporiza por medio de calor antes de usarse.
4.3 Funcionamiento del Sistema de Recuperación de Dióxido de
Carbono
Una vez recuperado el CO2 proveniente de los T.C.C, cubas de
fermentación, tanques de gobierno, tanque búffer controlador de
presión, tanques de biocol y metabisulfito, entra a la lavadora o
separadora de espuma en donde las partículas sólidas, restos de espuma
y levadura que pueda traer el gas se sedimentan y se quedan en el
fondo de la misma.
Esto ocurre debido a que el agua que rocía este equipo por medio de
unos inyectores y a través de la bomba de agua de recirculación. Dicha
agua debe ser cambiada una vez por turno pues de lo contrario absorbe
mal olor y for ma espuma en la superficie.
72
Después de lavado el gas, pasa por cuatro compresores centrífugos (o
turbinas), que succionan el CO2 y lo descargan a una presión
aproximada de 38-42 kPa. Se busca esta presión para que el gas pueda
vencer las pérdidas que producen los equipos de la cadena de
purificación.
Inmediatamente el gas pasa a un tanque de equilibrio que estabiliza la
presión y el flujo del gas que viene en forma de turbulencia.
Al salir del tanque de equilibrio el gas pasa por una lavadora de
porcelana (llamada así por su parte interna) en donde se sigue
limpiando de restos de levadura que pueda arrastrar. Cuando el gas
pasa por los casquillos de porcelana, se rocía agua y las partículas
sólidas se sedimentan.
Al salir de la lavadora el gas pasa por un separador de líquido que se
utiliza para eliminar agua o humedad que haya podido arrastrar.
Una vez lavado el gas, se utiliza un intercambiador de calor, o pre
enfriador, en donde se condensa parte del vapor de agua que contiene el
CO2. Se utiliza alcohol como refrigerante, así cuando el CO2 entra al
intercambiador, el alcohol separa la humedad condensándola. El pre
73
enfriador está compuesto por dos pequeñas trampas o separadores de
humedad, por donde pasa el CO2 y como éste es más liviano que el
vapor de agua, sigue su recorrido y la humedad se queda en la trampa.
La humedad que se acumula en dicha trampa debe ser luego purgada.
El siguiente paso son los filtros de carbón o desodorizadores, que
pueden actuar en serie o independientemente. La función de estos
desodorizadores es eliminar los olores indeseables que lleva el gas
debido a los aldehídos y gases de azufre que se producen en la
fermentación.
Al salir de los desodorizadores, el CO2 pasa por un filtro de polvo que
se utiliza para eliminar cualquier partícula extraña que pueda arrastrar.
Inmediatamente después, el gas es pasado por un proceso de
compresión a través de seis compresores reciprocantes de dos etapas.
El gas sale a una presión de aproximadamente 1,55 MPa.
Al salir de los compresores, el CO2 pasa por un intercambiador de calor
o post enfriador, para condensar el vapor de agua que pudiese contener.
Se utiliza nuevamente alcohol como refrigerante. Parte del condensado
es eliminado en un separador de líquido y el resto se elimina cuando el
74
gas pasa a un tanque de expansión o tanque buffer que cumple la
función de estabilizar la presión en 1,55-1,58 MPa.
El siguiente paso en el proceso es el secado del gas a través de dos
deshidratadoras de sílica gel, en donde se elimina la posible humedad
que pudiese contener el CO2.
Al salir de la deshidratadora, el CO2 pasa a través de dos microfiltros
que evitan el arrastre de cualquier impureza o partícula sólida. En
particular se busca retener cualquier partícula de sílica proveniente de
la deshidratadora.
El CO2 ya purificado se dirige hacia los condensadores, que trabajan
con amoniaco y lo llevan a una temperatura de –25°C. El amoniaco
proviene de un sistema cerrado, propio del sistema de gas carbónico de
Sala de Máquinas.
El CO2 condensado es enviado a un tanque de recuperación y de ahí
pasa a cuatro tanques de almacenamiento. En estos tanques se le
realizan pruebas de pureza donde se verifica que estos niveles no
sobrepasen los 0,2 ml/l. Esta verificación la realiza el personal de
control de calidad, ya que es de gran importancia que el CO2 sea de
75
extrema pureza para ser suministrado a los consumidores. Básicamente
se encargan de verificar que el gas no contenga oxígeno que pueda
contaminar la cerveza.
Cuando el gas es requerido para su consumo, se lleva hasta el tanque de
suministro, que tiene una capacidad de 14.000 Kg. De allí pasa por
cuatro (4) intercambiadores de calor (evaporadores). Una vez
evaporado, el dióxido de carbono es llevado hacia dos (2) tanques de
almacenamiento, para poder suplir el servicio de manera adecuada
cuando la demanda presente picos que no puedan ser suplidos
directamente por el sistema.
4.4 Consumidores del Sistema
Una vez que el CO2 ha sido tratado por la planta de recuperación, Sala
de Máquinas le suministra a diferentes consumidores su servicio a
través de una red múltiple de distribución. El CO2 se dirige a los
consumidores a una presión de 1,51-1,59 MPa y a una temperatura de
17 – 25 °C. Luego, cada consumidor lo adapta y lo usa según sus
requerimientos. Los consumidores y algunos de los usos que le dan al
CO2 son los siguientes:
76
4.4.1 Envasado.
• Llenadora de botellas.
• Llenadora de latas.
• Barriles.
v Crea la contrapresión necesaria para mantener los
niveles de producto en los diferentes tanques.
v Impide el contacto entre la cerveza y el oxígeno.
4.4.2 Elaboración.
• Tanques cilindro-cónico.
v Homogeneización de la mezcla.
• Enfriador de trasiego.
v Evita el contacto de la cerveza con el oxígeno.
v Arrastra las impurezas del producto cuando se realiza su
expulsión al ambiente.
v Ayuda a saturar la cerveza y homogeneizar el biocol que
le fue agregado.
• Cavas o tanques de maduración.
77
v Vaciado de los tanques (impide el contacto del aire con
la superficie de la cerveza)
• Tanques de biocol.
v Acelera el proceso de maduración de la cerveza.
• Tanques de maduración de Maltín.
v Diluye el ácido fosfórico y el carbón.
• Tanques búffer y filtros.
v Gasificación y homogenización del producto.
v Evita el contacto de la cerveza con el oxígeno.
• Carbonatador de Cerveza
v Para hacer la cerveza más efervescente y refrescante.
• Tierra infusoria.
v Preparación y dosificación de la tierra infusoria.
v Homogeneiza la mezcla y desplaza el oxígeno que
contenga.
• Tanques de grado plato.
v Mantiene la presión de los tanques.
v Gasifica el agua y desaloja el oxígeno que contenga.
• Tanques de recuperación de Cerveza.
v Desaloja el oxígeno existente en ellos.
• Filtración.
• Sistema de levadura (filtro prensa).
78
• Tanques de gobierno.
• Silos de nepe seco.
v Extintor en caso de emergencia.
• Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (P.T.A.R)
v Se inyecta al tanque de preacidificación para reducir los
valores del PH de la mezcla.
4.4.3 Planta Piloto.
• Se utiliza con la misma finalidad que en la planta.
79
5. ANÁLISIS DEL SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO
Uno de los servicios más importantes dentro de una industria cervecera
es el que proporciona el Sistema de Aire Comprimido. Este sistema
suple a un gran número de consumidores y además automatiza en
forma directa el proceso de elaboración de los productos que allí se
realizan. Debido a esto, el suministro de aire comprimido debe ser
continuo y suficiente para asegurar el proceso productivo de la planta.
Optimizar el Sistema de Aire Comprimido de la planta implica una
mejora del servicio a los consumidores y establece los parámetros
necesarios para minimizar los consumos, lográndose así un ahorro
energético notable.
Después de realizar un estudio sobre los equipos que conforman el
Sistema de Aire Comprimido, se obtuvieron datos teóricos básicos de
los equipos que conforman el Sistema de Aire Comprimido.
5.1 Condiciones de Operación del Sistema de Aire Comprimido
La tabla # 1 muestra las condiciones de operación bajo las que trabaja
el sistema de compresión de aire.
80 Tabla # 1: Condiciones de Operación del Sistema de Aire
Comprimido:
Presión Succión 95 kPa Temperatura Succión 20-30°C Presión Descarga 620,5-690 kPa Temperatura Descarga 28°C-35°C
5.2 Equipos que conforman el Sistema de Aire Comprimido
Las tablas # 2, tabla # 3, # 4 y # 5, que se muestran a continuación,
ofrecen los datos teóricos relacionados con los compresores que forman
parte del Sistema de Aire Comprimido.
Tabla # 2: Compresor de Aire # 5
Marca Atlas Copco Modelo ZR5-63 Capacidad 3.257 m3/h Humedad Relativa 20% Motor Eléctrico:
Marca Siemens Voltaje 4.800 V
Potencia 410 kW Frecuencia 60 Hz
Factor de Potencia 0,86 Velocidad 1.775 R.P.M. Amperaje 60 A
81
Tabla # 3: Compresor de Aire # 6
Marca Atlas Copco Modelo ZR5-B Capacidad 4.050 Nm3/h Humedad Relativa 20% Motor Eléctrico:
Marca Siemens Voltaje 440 V
Potencia 370 kW Frecuencia 60 Hz
Factor de Potencia 0,88 Amperaje 52 A
Tabla # 4: Compresor de Aire # 7
Marca Atlas Copco Modelo ZR5-63 Capacidad 3.257 m3/h Humedad Relativa 20% Motor Eléctrico:
Marca Siemens Voltaje 4.800 V
Potencia 373 kW Frecuencia 60 Hz
Factor de Potencia 0,86 Velocidad 1.775 R.P.M. Amperaje 60 A
82
Tabla # 5: Compresor de Aire # 9 y # 10
Marca Atlas Copco Modelo ZR-4C Capacidad 1.721 m3/h Humedad Relativa 20% Motor Eléctrico
Marca Siemens Voltaje 4.800 V
Potencia 240 kW Frecuencia 60 Hz
Factor de Potencia 0,83 Amperaje 37,5 A Velocidad 1.775 R.P.M
5.2.1 Consumo Eléctrico Promedio Experimental de los Equipos
que conforman el Sistema de Aire Comprimido
En la práctica, los valores que se obtuvieron variaron en cierta medida
respecto a los datos teóricos. Esto es debido a que los compresores de
aire del sistema no trabajan continuamente bajo condiciones de carga;
sino que se encuentran en continua regulación. La experiencia muestra
que los compresores caen en condiciones de vacío durante
aproximadamente un 10% del total del tiempo que se encuentren en
funcionamiento. Un compresor trabajando en vacío consume alrededor
del 30% de la energía eléctrica que consume cuando trabaja a plena
carga.
83 Por otro lado, un compresor únicamente realiza su trabajo cuando se
encuentra en carga. Cuando el compresor se encuentra en vacío, sólo
consume energía sin realizar trabajo de compresión alguno.
Cálculos:
Consumo Total = Potencia (carga)*50 min + Potencia (vacío)*10 min
• Compresor # 5:
(410 kW/h)*(50min/60min) + (125 kW/h)*(10min/60min) =
341,67 + 20,83 = 362,5 kW-h
• Compresor # 6:
(370 kW/h)*(50min/60min) + (111 kW/h)*(10min/60min) =
308,33 + 18,5 = 326,83 kW-h
• Compresor # 7:
(373 kW/h)*(50min/60min) + (112 kW7h)*(10min/60min) =
310,83 + 18,67 = 329,5 kW-h
• Compresor # 9:
(240 kW/h)*(50min/60min) + (72 kW/h)*(10min/60min) =
200 + 12 = 212 kW-h
• Compresor # 10:
Igual al compresor #9
La tabla # 6 que se presenta a continuación, muestra los resultados
obtenidos durante los cálculos realizados anteriormente.
84
Tabla # 6: Consumo Promedio Experimental de Energía Eléctrica
de los Compresores de Aire
CONSUMO (TEORICO) DE ELECTRICIDAD COMPRESOR MARCA CAPACIDAD
CARGA VACIO 5 Atlas Copco 3.654 m3/h 250 kW/h 80 kW/h
6 Atlas Copco 3.377 m3/h 350 kW/h 115 kW/h
7 Atlas Copco 3.255 m3/h 250 kW/h 80 kW/h
9 Atlas Copco 1.721 m3/h 220 kW/h 70 kW/h
10 Atlas Copco 1.721 m3/h 220 kW/h 70 kW/h
5.2.2 Capacidad Promedio Experimental de los Equipos de
Compresión del Sistema de Aire
Cálculos:
• Compresor # 5:
(4.050 m3/h)*(50min/60min) = 3.375 m3/h
• Compresor # 6:
(4.050 m3/h)*(50min/60min) = 3.375 m3/h
• Compresor # 7:
Igual al compresor # 5
• Compresor # 9:
(1.721 m3/h)*(50min/60min) = 1.434 m3/h
85
• Compresor # 10:
Igual al compresor # 9
Al igual que los valores de consumo promedio de energía eléctrica
variaron en la práctica respecto a lo que se esperaba teóricamente, así
mismo la capacidad de compresión de los equipos también varió. La
razón de la variación de estos valores se encuentra igualmente en el
hecho de que los compresores caen en vacío aproximadamente un 10%
del tiempo en que se encuentran en funcionamiento.
La tabla # 7 que se muestra a continuación ofrece los resultados
obtenidos.
Tabla # 7: Capacidad de Compresión Real de los Compresores de
Aire (experimental)
COMPRESOR CAPACIDAD DE COMPRESION MAXIMA
5 3.375 m3/h
6 3.375 m3/h
7 3.375 m3/h
9 1.434 m3/h
10 1.434 m3/h
Pero el Sistema de Aire Comprimido está conformado además por
otros equipos aparte de los compresores. Aunque el consumo eléctrico
86 de los demás equipos resulta despreciable respecto al de los
compresores, es necesario mostrar los valores en los cuales funcionan.
La tabla # 8 que se muestra a continuación ofrece los datos de los
secadores de aire del Sistema de Aire Comprimido.
Tabla # 8: Secadores de Aire
Fabricante Fabrimonca
Capacidad 6.000 m3/h Presión Máxima de trabajo 413,7 kPa Refrigerante alcohol / agua Temp. Entrada del Aire 27°C Temp. Salida del Aire 20°C Temp. Entrada de Alcohol -5°C Temp. Salida Alcohol 0°C
El último equipo que conforma el Sistema de Aire Comprimido es el
tanque buffer controlador de presión.
En la tabla # 9 que se muestra a continuación ofrece los datos de dicho
equipo.
87 Tabla # 9: Tanque Búffer Controlador de Presión de Aire
Fabricante Taller Industrial Suizo C.A. Capacidad 25 m3 Presión de diseño 1,25 MPa Largo Total 4,74 m Presión de Trabajo 690 kPa Diámetro 1,676 m Largo del Cilindro 4,03 m
Cabe destacar, que el consumo promedio de energía eléctrica de los
secadores de aire y del tanque buffer controlador de presión no se
muestra debido a que fueron considerados como despreciables frente al
consumo eléctrico promedio de los compresores. Así, los cálculos
realizados se centraron únicamente en los datos obtenidos para los
equipos de compresión.
5.2.3 Costo del Metro Cúbico de Aire por Consumo de Energía
Eléctrica
Cálculos:
Costo = (Consumo Eléctrico*Costo por Consumo)/ Producción
• Compresor #5: (362,5 kWh*30 Bs/kWh) / 3.375 m3 /h =
3,22 Bs/m3
• Compresor #6: (326,8 kWh*30 Bs/kWh) / 3.375 m3 /h =
88
2,90 Bs/m3
• Compresor #7: (329,5 kWh*30 Bs/kWh) / 3.375 m3 /h
=2,93Bs/m3
• Compresor #9: (212 kWh*30 Bs/kWh) /1.434 m3 /h =
4,44 Bs/m3
• Compresor # 10: (212 kWh*30 Bs/kWh) /1.434 m3 /h =
4,44 Bs/m3
La tabla # 10 que se presenta a continuación, ofrece los resultados que
se obtuvieron con la realización de los cálculos anteriores.
Tabla # 10: Costo del metro cúbico de Aire para cada Compresor.
COMPRESOR COSTO POR CONSUMO DE
ELECTRICIDAD
5 3,22 6 2,90 7 2,93 9 4,44 10 4,44
En cuanto a los consumidores del Sistema de Aire Comprimido de la
planta, éstos ya se mostraron en la sección del marco teórico
correspondiente a dicho sistema.
89 Haciendo un estudio de los distintos consumidores del sistema, se
encontraron algunos aspectos de relevancia, que se muestran a
continuación.
5.3 Sistema de Empuje de Nepe
Durante el proceso de cocimiento de la cerveza, el mosto pasa por 4
diferentes etapas, una de ellas es la filtración. La filtración ocurre en las
cubas de filtración, donde se separa el mosto del nepe. El nepe es el
residuo sólido que queda luego de la filtración de la cerveza y proviene
en su mayoría de la cebada malteada y las demás materias primas
utilizadas para la producción de la Cerveza.
Después de esto, el mosto continúa su recorrido hacia la paila de hervir,
mientras que el nepe cae en los tamborones de nepe, que se encuentran
en el inferior de la mezzanina de cocimiento. Este nepe se transporta a
los silos de nepe húmedo con aire comprimido, es decir, el nepe viaja
en suspensión con el aire a través de una tubería que sube hasta la parte
superior de los respectivos silos y luego cae. Estos silos poseen en la
parte superior unos orificios que permiten la fuga continua de aire hacia
la atmósfera, evitando de esta forma la presurización de los silos.
90 Al caer el nepe en los tamborones es transportado por un tornillo sinfín
a un pequeño cajón que tiene una entrada de aire comprimido. El nepe
es empujado por el aire a través de una tubería hasta su destino final.
Cabe destacar que existe una válvula check que se encuentra al final
del tornillo sinfín, la cual impide el paso de aire hacia el tamborón de
nepe.
Las cubas 1 y 2 tienen un dispositivo de empuje de nepe cada una,
mientras que las cubas 3 y 4 poseen dos cada una. En total, son seis (6)
dispositivos de nepe con un factor de coincidencia de 3, lo que significa
que sólo 3 dispositivos llegan a funcionar a la vez.
El consumo de 3 dispositivos de empuje de nepe es de
aproximadamente 1.200 m3/h, equivalente a un 70% del caudal de un
compresor Atlas Copco modelo ZR-4C.
Después de la Gerencia de Envasado, el sistema de empuje de nepe es
el mayor consumidor de aire comprimido de la planta. Su consumo no
es constante durante todo el día ya que depende del número de
cocimientos que se realicen. Cuando 3 de los 6 dispositivos se
encuentran en funcionamiento, por lo general se cae la presión en las
líneas de aire y en el tanque buffer encargado de mantenerla constante.
Para poder restaurar la presión se arranca otro compresor, pero esto
implica un gasto energético y de dinero.
91
En forma regular, cuando no se produce el transporte de nepe húmedo
ni el transporte de nepe hacia la secadora de nepe, se tiene en operación
dos compresores, pero como el caudal es mucho mayor que el
consumo, entonces uno de los compresores cae demasiadas veces en
vacío y opera de manera intermitente. Otras veces, si el segundo
compresor en operación es de los pequeños, entonces el consumo es
demasiado para el caudal que maneja el sistema en ese momento y
tumba la presión en las líneas de aire y en el tanque buffer.
Estudios realizados anteriormente demostraron que el consumo de aire
comprimido de cada dispositivo de empuje de nepe es de
aproximadamente 388,16 m3/h.
92
6. ANÁLISIS DEL SISTEMA NH3
Se inició el estudio con la estructuración de tablas para la recolección
de los datos requeridos.
Adicionalmente se emplearon los instrumentos necesarios para
realizar las mediciones de: Temperatura de Bulbo Húmedo (TBH),
Humedad Relativa (HR%), y Temperatura de Bulbo Seco (TBS).
6.1 Condiciones de Operación del Sistema de Refrigeración por
Amoniaco
En la tabla # 11 que se ofrece a continuación, se muestran las
condiciones de operación bajo las cuales trabaja el sistema de
refr igeración de amoniaco.
Tabla # 11: Condiciones de Operación del Sistema de NH3
P Evaporación: 206,8 kPa Ts = -8,59°C P Condensación: 1,25 MPa Tc = 34,8 °C
93 6.2 Equipos que Conforman el Sistema de Refrigeración por
Amoniaco
En las tablas que se presentarán a continuación, se ofrecen los datos
de operación de los diferentes equipos de compresión que forman
parte del Sistema de Amoniaco de Sala de Máquinas.
Características de los Equipos del Sistema de NH3
Tabla # 12: Compresores de NH3 # 11 y # 12
Compresores de NH3 # 11 y # 12 Marca: G.H.H Modelo: SKK321D Año: 1.976 Tipo: Tornillo (Helicoidal) Motor Eléctrico:
Potencia: 570 kW Velocidad: 1.770 R.P.M.
Voltaje: 4.800 V Amperaje: 84 A
Frecuencia: 60 Hz Factor de Potencia: 0,87
94 Tabla # 13: Compresores de NH3 # 13, # 14, # 15 y # 16.
Compresores de NH3 #13, #14, #15 y # 16 Marca: SABROE Modelo: VMY-436M Tipo: Tornillo (Helicoidal) Motor Eléctrico:
Potencia: 910 kW Velocidad: 3.550 R.P.M
Voltaje: 4.800 V Amperaje: 126 A
Frecuencia: 60 Hz Factor de Potencia: 0,89
Tabla # 14: Condensadores de NH3
Condensadores de NH3 #1 y #2
Marca: B.A.C (Baltimore
Air Coil) Modelo: VSC-350-A N° de secciones por condensador: 2
Heat Rejection Base por Sección
5.145 MBtu/h
Condensadores de NH3 #3, #4, y #5
Marca: B.A.C (Baltimore
Air Coil) Modelo: VXC-420-DR N° de Secciones por Condensador
2
Heat Rejection Base por Sección: 6.174 MBtu/h
95
Condensadores de NH3 # 6 y #7
Marca: B.A.C (Baltimore
Air Coil)
Modelo: C-1644-Q N° de Secciones por Condensador:
2
Heat Rejection Base por Sección: 7.585,2 MBtu/h
6.2.1 Capacidad Teórica de Refrigeración de los Equipos que
conforman el Sistema de Amoniaco
Cálculos del Heat Rejection de los Condensadores
Para determinar el Heat Rejection de cada condensador se
consideraron las siguientes condiciones promedio de operación:
TBS: 26°C Humedad Relativa 70% TBH: 22,4°C P de Condensación: 1,15 MPa T de Condensación: 32,2 °C
Del apéndice 3 se determina el factor de corrección del Heat Rejection
para las condiciones de operación antes mencionadas. El factor que se
obtiene es de: 1,59.
Una vez determinado el factor de corrección se calcula el Heat
Rejection para cada condensador, según el modelo.
96 Cálculos:
Modelo: VSC-350-A Heat Rejection Base por sección de condensador 5.145 MBtu/h
HR (Cond. De operación) (5.145.000 Btu/h)*1,59 / 12.000 Btu/h
Modelo: VXC-420-DR Heat Rejection Base por sección de Condensador: 6.174 MBtu/h
HR (Cond. De Operación) (6.174.000 Btu/h)*1,59 / 12.000 Btu/h
Modelo: C-1644-Q Heat Rejection Base por sección de condensador
7.585,2 MBtu/h
HR (Cond. De Operación) (7.585.200 Btu/h)*1,59 / 12.000 Btu/h
En la tabla # 15 que se ofrece a continuación, se muestran los
resultados obtenidos con los cálculos anteriormente realizados.
Tabla # 15: Heat Rejection por Sección de Condensador a las
condiciones de Operación.
Modelo Heat Rejection por sección de
condensador VSC-350-A 270 TR
VXC-420-DR 323,6 TR C-1644-Q 397,5 TR
97 Se procedió luego a la determinación de la capacidad teórica de
refrigeración de los compresores de amoniaco para las siguientes
condiciones de trabajo:
• Compresores trabajando al 100% de carga.
• Temperatura de succión: -8,56°C.
• Temperatura de condensación: 32,2°C.
Con esas condiciones, y haciendo uso de los manuales de los
compresores, se obtuvieron los siguientes resultados, que se muestra
en la tabla # 16 que se ofrece a continuación.
Tabla # 16: Compresores de NH3 # 11 y # 12; marca G.H.H
R.P.M 1.770 Cap. De Compresión 534 TR Pot. Eléctrica 460 kW
Tabla # 17: Compresores de NH3 #13, #14, #15, #16; marca
SABROE.
R.P.M 3.350 Cap. De Compresión 858 TR Pot. Eléctrica 750 kW
98 Los valores de la tabla # 18, que se ofrece a continuación, son
tomados de las curvas correspondientes a cada modelo de compresor
al 100% y que aparecen en los manuales de cada equipo de
compresión.
Tabla # 18: Capacidad de Refrigeración de los Compresores de
Amoniaco según la Temperatura de Condensación (tk)
Presión (kPa)
tk (°C)
G.H.H (#11 y #12)
SABROE (#13 ,#14,#15,#16)
kW. Ref.
Btu/h
941 26 2.080 3.340 5.420 18.477.273 979 27 2.066 3.317 5.383 18.351.136
1.007,00 28 2.050 3.297 5.347 18.228.409 1.020,00 29 2.035 3.274 5.309 18.098.864 1.069,00 30 2.020 3.251 5.271 17.969.318 1.105,00 31 2.005 3.225 5.230 17.829.545 1.140,00 32 1.990 3.199 5.189 17.689.773
1.845 33 1.977 3.173 5.150 17.556.819 1.220,00 34 1.964 3.147 5.111 17.423.864 1.260,00 35 1.951 3.121 5.072 17.290.910 1.300,00 36 1.938 3.095 5.033 17.157.955
En la figura del apéndice # 4 se ofrece una gráfica donde se muestran
las curvas resultantes de la tabla anterior.
99 6.2.2 Consumo Eléctrico Teórico de los Equipos que Conforman
el Sistema de Refrigeración por Amoniaco
Igualmente, se determinó el consumo eléctrico de cada compresor
según la temperatura de condensación. Los resultados de dichos
cálculos se muestran a continuación en la tabla # 19.
Tabla # 19: Carga Eléctrica de los Compresores de Amoniaco
(kW) según la Temperatura de Condensación tk
Presión (kPa)
tk (°C)
G.H.H (#11 y #12)
SABROE (#13,14,15,16)
kW Elec Btu/h
941 26 390 635 1.025 3.498.120 979 27 405 650 1.055 3.600.504
1.007,00 28 415 665 1.080 3.685.824 1.020,00 29 425 680 1.105 3.771.144 1.069,00 30 435 695 1.130 3.856.464 1.105,00 31 445 710 1.155 3.941.784 1.140,00 32 455 725 1.180 4.027.104 1.185,00 33 465 740 1.205 4.112.424 1.220,00 34 475 753 1.228 4.190.918 1.260,00 35 485 766 1.251 4.269.413 1.300,00 36 495 780 1.275 4.351.320
En la figura del apéndice # 5 se muestra una gráfica donde se
muestran las curvas resultantes de la tabla anterior.
100 6.2.3 Consumo Eléctrico Promedio Experimental de los Equipos
que Conforman el Sistema de Refrigeración por Amoniaco
Con el fin de conocer el consumo eléctrico por condensador de NH3 se
realizaron mediciones de campo durante su operación. Estas
mediciones permitieron determinar el consumo eléctrico de cada
sección (ventilador-bomba). Los resultados de estas mediciones se
muestran en la tabla # 20, que se presenta a continuación.
Tabla # 20: Consumo Eléctrico Promedio de los Condensadores
de Amoniaco
Condensador #1
Condensador #2
Condensador #3
kW kW kW V1 12,7 V1 10,9 V1 15,2 B1 4,4 B1 3,8 B1 4,1 V2 12,1 V2 12,6 V2 15 B2 4 B2 5,4 B2 4,4
Amp. Amp Amp V1 50,8 V1 32,2 V1 53,4 B1 13,6 B1 11,7 B1 12,3 V2 44 V2 45 V2 51,8 B2 11,6 B2 13,4 B2 13
Fp Fp Fp V1 0,65 V1 0,79 V1 0,75 B1 0,86 B1 0,86 B1 0,89 V2 0,7 V2 0,68 B2 0,77 B2 0,9 B2 0,87 B2 0,89
101
Condensador #5
Condensador #6
Condensador #7
kW kW kW kW V1 15,3 V1 34,7 V1 31,5 B1 4,4 B1 3,3 B1 3,5 V2 29,5 V2 29,5 V2 34,1 B2 4,4 B2 3,7 B2 3,2
Amp Amp Amp V1 51,7 V1 10,2 V1 97,7 B1 13,1 B1 10 B1 10,7 V2 49,1 V2 84,1 V2 99,5 B2 13,1 B2 11 B2 9,7
Fp Fp Fp V1 0,77 V1 0,9 V1 0,86 B1 0,89 B1 0,88 B1 0,88 V2 0,78 V2 0,9 V2 0,89 B2 0,89 B2 0,89 B2 0,86
V1..... Ventilador sección 1
B1..... Bomba sección 1
V2..... Ventilador sección 2
B2..... Bomba sección 2
Debe recordarse que los valores del condensador de amoniaco # 4 no
pudieron ser registrados ya que en el momento en que fueron
realizados los muestreos dicho condensador se encontraba fuera de
servicio.
Como es de esperarse, los equipos de condensación no trabajan igual
con cualquier condición de operación, sino que el trabajo que realizan
102 varía de acuerdo a la temperatura en la cual trabajen. Estos datos son
proporcionados en los manuales de los condensadores que
proporciona el fabricante. Estos datos se muestran en la tabla # 21,
que se presenta a continuación.
Se consideraron las siguientes condiciones promedio de operación:
• TBS: 26°C
• Humedad Relativa: 70%
• TBH: 22,4°C
Tabla # 21: Factor de Condensación para Distintas Temperaturas
de Condensación tk
Temperatura (°C) 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
Factor 4 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1
Por otro lado, todo lo anteriormente mencionado puede resumirse en
la tabla # 22 que se presenta a continuación, donde se muestran los
datos más relevantes relacionados al funcionamiento de los
condensadores de amoniaco.
103
Tabla # 22: Resultados de los Condensadores de NH3
N° Modelo de la
Sección
Capacidad Total del
Condensador
Consumo Eléc. (kW) sección 1
Consumo Eléc (kW) sección 2
Consumo Eléc. Total (kW)
(kW/eléc.)/kW Ref.(10-2)
1 VSC-350-A 2*270 TR 17,1 16,1 33,2 1,74 2 VSC-350-A 2*270 TR 14,7 17 31,7 1,67 3 VXC-420-DR 2*323,6 TR 19,3 19,4 38,7 1,7 4 VXC-420-DR 2*323,6 TR 5 VXC-420-DR 2*323,6 19,7 18,5 38,2 1,67 6 C-1644-Q 2*397,5 38 33,2 71,2 2,54 7 C-1644-Q 2*397,5 TR 35 37,3 72,3 2,58
Cálculos:
• Modelo: VSC-350-A
Capacidad del Condensador: 2*270 TR = 540 TR*3,52 kW/TR =
1.900,8 kW
kW Eléctrico / kW Ref (10-2) = 33,2 kW / 1.900,8(10 -2) kW= 1,74
Una vez calculado el factor de condensación, se procedió a la
determinación de la capacidad de los condensadores según la
temperatura de condensación.
Para una temperatura de condensación tk = 26°C, el factor de
condensación es 3,64; el Heat Rejection para esas condiciones por
modelo de condensador se muestra a continuación.
104
Cálculos:
Modelo VSC-350-A Heat Rejection base
por sección de condensador
5.145 MBtu/h
HR (cond.de operación)
(5.145.000 Btu/h / 12.000 Btu/h)*3,64= 117,8 TR
Modelo VXC-420-DR Heat Rejection base
por sección de condensador
6.174 MBtu/h
HR (cond.de operación)
(6.174.000 Btu/h / 12.000 Btu/h)*3,64 = 141,3 TR
Modelo C-1644-Q Heat Rejection base
por sección de condensador
7.585,2 MBtu/h
HR (cond.de operación)
(7.585.200 Btu/h / 12.000 Btu/)*3,64 = 173,6 TR
Una vez realizados estos cálculos, se obtiene entonces la capacidad de
los condensadores para cada temperatura de condensación, y los
resultados se muestran en la tabla # 23 que se presenta a continuación.
105 Tabla # 23: Capacidad de los Condensadores de Amoniaco según
la Temperatura de Condensación tk
Capacidad (TR) Condensador #1
Capacidad (TR) Condensador #2
Capacidad (TR) Condensador #3 tk
(°C) Sec.1 Sec.2 Sec.1 Sec.2 Sec.1 Sec.2
26 117,8 117,8 117,8 117,8 141,3 141,3 27 132,7 132,7 132,7 132,7 159,3 159,3 28 152 152 152 152 182,4 182,4 29 177,9 177,9 177,9 177,9 213,4 213,4 30 204,1 204,1 204,1 204,1 245 245 31 229,2 229,2 229,2 229,2 275,1 275,1 32 261,4 261,4 261,4 261,4 313,7 313,7 33 289,6 289,6 289,6 289,6 347,6 347,6 34 319,9 319,9 319,9 319,9 383,9 383,9 35 360,2 360,2 360,2 360,2 432,3 432,3 36 389,8 389,8 389,8 389,8 467,7 467,7
Tabla # 23 (continuación): Capacidad de los Condensadores de
Amoniaco según la Temperatura de Condensación tk
Capacidad (TR) Condensador #4
Capacidad (TR) Condensador #5
Capacidad (TR) Condensador #6
Capacidad (TR) Condensador #7 tk
(°C) Sec.1 Sec.2 Sec.1 Sec.2 Sec.1 Sec.2 Sec.1 Sec.2
26 141,3 141,3 141,3 141,3 173,6 173,6 173,6 173,6 27 159,3 159,3 159,3 159,3 195,7 195,7 195,7 195,7 28 182,4 182,4 182,4 182,4 224,1 224,1 224,1 224,1 29 213,4 213,4 213,4 213,4 262,2 262,2 262,2 262,2 30 245 245 245 245 301 301 301 301 31 275,1 275,1 275,1 275,1 338 338 338 338 32 313,7 313,7 313,7 313,7 385,4 385,4 385,4 385,4 33 347,6 347,6 347,6 347,6 427 427 427 427 34 383,9 383,9 383,9 383,9 471,7 471,7 471,7 471,7 35 432,3 432,3 432,3 432,3 531,1 531,1 531,1 531,1 36 467,7 467,7 467,7 467,7 574,6 574,6 574,6 574,6
106 Una vez obtenidos tanto el consumo de energía eléctrica y la
capacidad real de los condensadores, se puede obtener una relación de
su eficiencia real. Es decir, la relación entre la capacidad real de
condensación de los equipos y su consumo real de electricidad.
La ecuación que permite determinar esta relación es:
Relación especifica = kW eléctrica / (kW Refrigeración * 10-2)
Los cálculos corresponden a una temperatura de condensación de tk =
26°C
Cálculos:
Modelo VSC-350-A Relación
Especifica 17,1 kW/ (117,8 TR *3,52 kW/TR * 10-2) =
4,12
Modelo VXC-420-DR
Relación Específica
19,7 kW / (141,3 TR*3,52 kW/TR* 10-2) = 3,96
Modelo C-1644-Q Relación
Específica 38,2 kW/ (173,6 TR*3,52 kW/TR*10-2) =
6,22
107 6.2.4 Eficiencia Experimental de los Condensadores de
Amoniaco
Los valores que se muestran en la tabla # 24, que se presenta a
continuación, indican la eficiencia de cada condensador, por sección,
en base a su relación de consumo eléctrico respecto a su capacidad de
condensación.
Tabla # 24: Eficiencia de cada Condensador por sección.
Condensador #1
Condensador #2
Condensador #3
Condensador #5
Condensador #6
Condensador #7
tk (°C)
Sec 1 Sec 2 Sec 1 Sec 2 Sec 1 Sec 2 Sec 1 Sec 2 Sec 1 Sec 2 Sec 1 Sec 2 26 4,12 3,88 3,55 4,1 3,88 3,9 3,96 3,72 6,22 5,43 5,73 6,1 27 3,66 3,45 3,15 3,64 3,44 3,46 3,51 3,3 5,52 4,82 5,08 5,41 28 3,19 3,01 2,75 3,18 3,01 3,02 3,07 2,88 4,82 4,21 4,44 4,73 29 2,73 2,57 2,35 2,71 2,57 2,58 2,62 2,46 4,12 3,6 3,79 4,04 30 2,38 2,24 2,05 2,37 2,24 2,25 2,28 2,15 3,59 3,13 3,3 3,52 31 2,12 2 1,82 2,11 1,99 2 2,03 1,91 3,19 2,79 2,94 3,14 32 1,86 1,75 1,6 1,85 1,75 1,76 1,78 1,68 2,8 2,45 2,58 2,75 33 1,68 1,58 1,44 1,67 1,58 1,59 1,61 1,51 2,53 2,21 2,33 2,48 34 1,52 1,43 1,31 1,51 1,43 1,44 1,46 1,37 2,29 2 2,11 2,25 35 1,35 1,27 1,16 1,34 1,27 1,27 1,29 1,22 2,03 1,78 1,87 2 36 1,25 1,17 1,07 1,24 1,17 1,18 1,2 1,12 1,88 1,64 1,73 1,84
Así como se obtienen valores de eficiencia práctica de los
condensadores, también se pueden obtener valores de eficiencia total
para cada equipo, ya que estos constan de dos secciones. En la tabla
# 25, que se presenta a continuación, se muestra la eficiencia total de
108 cada condensador dependiendo de la temperatura de condensación del
sistema.
Tabla # 25: Eficiencia Total de Cada Condensador según la
Temperatura de Condensación tk
tk
(°C) Condensador
#1 Condensador
#2 Condensador
#3 Condensador
#5 Condensador
#6 Condensador
#7 26 4 3,82 3,89 3,84 5,83 5,92 27 3,55 3,39 3,45 3,41 5,17 5,25 28 3,1 2,96 3,01 2,97 4,51 4,58 29 2,65 2,53 2,58 2,54 3,86 3,92 30 2,31 2,21 2,24 2,21 3,36 3,41 31 2,06 1,96 2 1,97 2,99 3,04 32 1,8 1,72 1,75 1,73 2,62 2,66 33 1,63 1,55 1,58 1,56 2,37 2,41 34 1,47 1,41 1,43 1,41 2,14 2,18 35 1,31 1,25 1,27 1,26 1,9 1,93 36 1,21 1,16 1,18 1,16 1,76 1,79
En la figura del apéndice # 6 se muestran las gráficas resultantes de la
tabla anterior.
6.3 Varias Opciones Operacionales para el Funcionamiento del
Sistema de Amoniaco
Con el fin de conocer el número de condensadores requeridos según la
carga térmica a condensar, se consideraron las siguientes opciones de
servicio para los compresores.
109
Opción Operacional # 1
En la tabla # 26 se muestra la carga térmica correspondiente al uso de
un compresor G.H.H en operación al 100% de carga.
Tabla # 26: Opción Operacional # 1
Presión (kPa)
tk (°C)
Btu/h Ref Btu/h elec Ref + Elec TR
941 26 7.090.909 1.330.992 8.421.901 701,8 979 27 7.043.182 1.382.184 8.425.366 702,1
1.007,00 28 6.988.636 1.416.312 8.404.948 700,4 1.020,00 29 6.937.500 1.450.440 8.387.940 699 1.069,00 30 6.886.364 1.484.568 8.370.932 6,97,6 1.105,00 31 6.835.227 1.518.696 8.353.923 696,2 1.140,00 32 6.784.091 1.552.824 8.336.915 694,7 1.185,00 33 6.739.773 1.586.952 8.326.725 693,9 1.220,00 34 6.695.455 1.621.080 8.316.535 693 1.260,00 35 6.651.136 1.655.208 8.306.344 695 1.300,00 36 6.606.818 1.689.336 8.296.154 691,3
Opción # 2:
En tabla # 27, que se presenta a continuación, se muestra la carga
térmica correspondiente al uso de un compresor SABROE en
operación al 100% de carga.
110
Tabla # 27: Opción Operacional # 2
Presión (kPa)
tk (°C)
Btu/h ref Btu/h elec. Ref + Elec TR
941 26 11.386.364 2.167.128 13.553.492 1.129,50 979 27 11.307.955 2.269.512 13.577.467 1.127,20
1.007,00 28 11.239.773 2.320.704 13.560.477 1.125,80 1.020,00 29 11.161.364 2.371.896 13.533.260 1.123,50 1.069,00 30 11.082.955 2.423.088 13.506.043 1.121,20 1.105,00 31 10.994.318 2.474.280 13.468.598 1.118,10 1.140,00 32 10.905.682 2.525.472 13.431.154 1.115 1.185,00 33 10.817.045 2.569.838 13.386.883 1.111,80 1.220,00 34 10.728.410 2.614.205 13.342.615 1.108,20 1.260,00 35 10.639.773 2.661.984 13.301.757 1.104,50 1.300,00 36 10.551.136 2.713.176 13.264.312 1.101,10
Opción Operacional # 3
En la tabla # 28, que se presenta a continuación, se muestra la carga
térmica correspondiente al uso de un compresor G.H.H y un
compresor SABROE en operación al 100% de carga.
111
Tabla # 28: Opción Operacional # 3
Presión (kPa)
tk (°C)
Btu/h Ref Btu/h elec Ref + Elec TR
941 26 18.477.273 3.498.120 21.975.393 1.831 979 27 18.351.136 3.600.504 21.951.640 1.829
1.007,00 28 18.228.409 3.685.824 21.914.233 1.826 1.020,00 29 18.098.864 3.771.144 21.870.008 1.823 1.069,00 30 17.969.318 3.856.464 21.825.782 1.819 1.105,00 31 17.829.545 3.941.784 21.771.329 1.814 1.140,00 32 17.689.773 4.027.104 21.716.877 1.810 1.185,00 33 17.556.819 4.112.424 21.669.243 1.806 1.220,00 34 17.423.864 4.190.918 21.614.782 1.801 1.260,00 35 17.290.910 4.269.413 21.560.323 1.797 1.300,00 36 17.157.955 4.351.320 21.509.275 1.792
Opción Operacional # 4
En la tabla # 29, que se presenta a continuación, se muestra la carga
térmica correspondiente al uso de un compresor G.H.H y dos
compresores SABROE en operación al 100% de carga.
112 Tabla # 29: Opción Operacional # 4
Presión (kPa)
tk (°C) Btu/h Ref Btu/h elec Ref + Elec TR
941 26 29.863.637 5.665.248 35.528.885 2.960,70 979 27 29.659.091 5.818.824 35.477.915 2.956,50
1.007,00 28 29.468.182 5.955.336 35.423.518 2.951,90 1.020,00 29 29.260.228 6.091.848 35.352.076 2.946 1.069,00 30 28.963.636 6.228.360 35.191.996 2.932,70 1.105,00 31 28.595.455 6.364.872 34.960.327 2.910,90 1.140,00 32 28.373.864 6.501.384 34.875.248 2.906,30 1.185,00 33 28.152.274 6.637.896 34.790.170 2.899,20 1.220,00 34 27.930.683 6.760.756 34.691.439 2.890,90 1.260,00 35 27.930.683 6.883.618 34.814.301 2.901,20 1.300,00 36 27.709.091 7.013.304 34.722.395 2.893,50
Opción Operacional # 5
En la tabla # 30 que se presenta a continuación, se muestra la carga
térmica correspondiente al uso de dos compresores SABROE en
operación al 100% de carga.
113 Tabla # 30: Opción Operacional # 5
Presión (kPa)
tk (°C) Btu/h Ref Btu/h elec Ref + Elec TR
941 26 22.772.728 4.334.256 27.106.984 2.258,90 979 27 22.615.910 4.436.640 27.052.550 2.254,40
1.007,00 28 22.479.546 4.539.024 27.018.570 2.251,50 1.020,00 29 22.322.728 4.641.408 26.964.136 2.247 1.069,00 30 22.165.910 4.743.792 26.909.702 2.242,50 1.105,00 31 21.988.636 4.846.176 26.834.812 2.236,20 1.140,00 32 21.811.364 4.948.560 26.759.924 2.230 1.185,00 33 21.634.090 5.050.944 26.685.034 2.223,70 1.220,00 34 21.456.820 5.139.676 26.596.496 2.216,40 1.260,00 35 21.279.546 5.228.410 26.507.956 2.296 1.300,00 36 21.102.272 5.323.968 26.426.240 2.303,90
6.3.1 Resultados Experimentales
Analizaremos el número de condensadores requeridos para condensar
la carga térmica del sistema para las diferentes opciones
operacionales:
6.3.1.1 Opción Operacional # 3:
Carga Térmica: un compresor G.H.H y un compresor SABROE en
operación al 100% de carga
114 En la tabla # 31, que se presenta a continuación, se muestra el número
de condensadores requeridos para condensar la carga térmica del
sistema según la temperatura de condensación presente para la opción
operacional #3.
Tabla # 31: Condensadores de Amoniaco Requeridos para la
Opción Operacional # 3
Presión (kPa)
tk (°C)
Compresores Carga
Térmica kW. Ref
Heat Rejection
(TR)
Condensadores Requeridos
Consumo Eléctrico
Compresores (kW)
Consumo Eléctrico
Cond. (kW)
Consumo Eléctrico
Total (kW)
941 26 5.420 1.831 2,5,3,1,6,7 1.025 285,3 1.310,3
979 27 5.383 1.829 2,5,3,1,6,7 1.055 285,3 1.340,3
1.007,00 28 5.347 1.826 2,5,3,1(1/2),6,7(1/2) 1.080 230,9 1.310,9
1.020,00 29 5.309 1.823 2,5,3,1(1/2),6 1.105 195,9 1.300,9
1.069,00 30 5.271 1.819 2,5(1/2),6,7 1.130 193,7 1.323,7
1.105,00 31 5.230 1.814 2,5,3,6(1/2) 1.155 141,8 1.296,8
1.140,00 32 5.189 1.810 2,1,6 1.180 136,1 1.316,1
1.220,00 33 5.150 1.806 2,1,5 1.205 103,1 1.308,1
1.260,00 34 5.111 1.801 5,3,2(1/2) 1.228 91,6 1.319,6
1.300,00 35 5.072 1.797 2,1,5(1/2) 1.251 83,4 1.334,4
En la tabla # 32, que se presenta a continuación, se muestra la
relación entre el consumo eléctrico total y la carga térmica de
115 refrigeración según la temperatura de condensación tk para la opción
operacional # 3.
Cálculos:
Tk = 26°C.
kW Eléctrico total / kW Ref = 1.310,5 kW / 5.420 kW = 0,2418
Tabla # 32: Relación entre el Consumo Eléctrico Total y la Carga
Térmica de Refrigeración según la Temperatura de Condensación
tk
tk (°C) kW Eléc / kW Ref. 26 0,2418 27 0,249 28 0,2452 29 0,245 30 0,2511 31 0,248 32 0,2536 33 0,254 34 0,2582 35 0,2631 36 0,268
En la gráfica del apéndice # 7 se muestra la curva correspondiente a la
tabla anterior.
116 6.3.1.2 Opción Operacional # 4:
Carga Térmica: un compresor G.H.H y dos compresores SABROE en
operación al 100% de carga.
En la tabla # 33, que se presenta a continuación, se muestra el número
de condensadores requeridos para condensar la carga térmica del
sistema según la temperatura de condensación presente en la opción
operacional # 4.
117 Tabla # 33: Condensadores de Amoniaco Requeridos para la
Opción Operacional # 4
Presión (kPa)
tk (°C)
Compresores Carga
Térmica kW. Ref
Heat Rejection
(TR)
Condensadores Requeridos
Consumo Eléctrico
Compresores (kW)
Consumo Eléctrico
Cond. (kW)
Consumo Eléctrico
Total (kW)
941 26 8.760 2.960,7 2,5,3,1,6,7,4 1.660
979 27 8.700 2.956,5 2,5,3,1,6,7,4 1.705
1.007,00 28 8.644 2.951,9 2,5,3,1,6,7,4 1.745
1.020,00 29 8.583 2.946,0 2,5,3,1,6,7,4 1.785
1.069,00 30 8.522 2.932,7 2,5,3,1,6,7 1.825 285,3 2.110,3
1.105,00 31 8.455 2.910,9 2,5,3,6,7 1.865 252,1 2.117,1
1.140,00 32 8.388 2.906,3 2,1,5,3,6 1.905 213 2.118,0
1.185,00 33 8.323 2.899,2 2,1(1/2),5(1/2),6,7 1.945 209,8 2.154,8
1.220,00 34 8.258 2.890,9 2,1,5,3(1/2),6(1/2) 1.981 155,6 2.136,6
1.260,00 35 8.193 2.901,2 2(1/2),5(1/2),6,7 2.017 176,7 2.193,7
1.300,00 36 8.128 2.893,5 2,1,5,3(1/2) 2.055 122,4 2.177,4
Debido a que el condensador #4 se encontraba fuera de servicio por
mantenimiento, la determinación del consumo eléctrico no fue
posible.
118 En la siguiente tabla se muestra la relación entre el consumo eléctrico
total y la carga térmica de refrigeración según la temperatura de
condensación tk, para la opción operacional # 4.
Cálculos:
Tk = 30°c
kW Eléctrico Total / kW Refrigeración = 2.110,3 kW / 8.522 kW =
0,2476
Tabla # 34: Relación entre el Consumo Eléctrico total y la Carga
Térmica de Refrigeración según la Temperatura de Condensación
tk
tk (°C) kW Eléc / kW Ref. 26 27 28 29 30 0,2476 31 0,2504 32 0,252 33 0,2589 34 0,2587 35 0,2678 36 0,2679
En la figura del apéndice # 8 se presenta una gráfica donde se
muestran los resultados de la tabla anterior.
119 6.3.1.3 Opción Operacional # 5
Carga Térmica: dos compresores SABROE en operación al 100% de
carga.
En la tabla # 35 que se presenta a continuación, se muestra el número
de condensadores requeridos para condensar la carga térmica del
sistema según la temperatura de condensación presente para la opción
operacional # 5.
120 Tabla # 35: Condensadores de Amoniaco Requeridos para la
Opción Operacional # 5
Presión (kPa)
tk (°C)
Compresores Carga
Térmica kW. Ref
Heat Rejection
(TR)
Condensadores Requeridos
Consumo Eléctrico
Compresores (kW)
Consumo Eléctrico
Cond. (kW)
Consumo Eléctrico
Total (kW)
941 26 6.680 2.258,9 2,1,5,3,6,7,4 1.270
979 27 6.634 2.254,4 2,1,5,3,6,7,4 1.300
1.007,00 28 6.594 2.251,5 2,1,5,3,6,7 1.330 285,3 1.615,3
1.020,00 29 6.548 2.247,0 2,5,3,6,7 1.360 252,1 1.612,1
1.069,00 30 6.502 2.242,5 2,5,3,6,7 1.390 252,1 1.642,1
1.105,00 31 6.450 2.236,2 2,5,3,6 1.420 179,8 1.599,8
1.140,00 32 6.398 2.230,0 2,1,5,3 1.450 141,8 1.591,8
1.185,00 33 6.346 2.223,7 2,1,5,6(1/2) 1.480 136,3 1.616,3
1.220,00 34 6.294 2.216,4 2,1,5,6(1/2) 1.506 136,3 1.642,3
1.260,00 35 6.242 2.296,0 2,1,5 1.532 103,1 1.635,1
1.300,00 36 6.190 2.303,9 2,1,5 1.560 103,1 1.663,1
Debido a que el condensador # 4 se encontraba fuera de servicio por
mantenimiento mayor, la determinación del consumo eléctrico no fue
posible.
En la tabla # 36 que se presenta a continuación, se muestra la relación
entre el consumo eléctrico total y la carga térmica de refrigeración
121 según la temperatura de condensación tk, para la opción operacional
# 5.
Tabla # 36: Relación entre el Consumo Eléctrico Total y la Carga
Térmica de Refrigeración según la Temperatura de condensación
tk para la Opción Operacional # 5.
tk (°C) kW Eléc/ kW Ref. 26 27 28 0,245 29 0,2462 30 0,2526 31 0,248 32 0,2488 33 0,2547 34 0,2609 35 0,262 36 0,2687
En la figura del apéndice # 9 se presenta la gráfica que muestra los
resultados de la tabla anterior.
122
7. ANÁLISIS SISTEMA CO2
El Sistema de Recuperación de CO2 es de vital importancia para el
funcionamiento de una planta cervecera, ya que sin la inyección del
dióxido de carbono al producto entonces éste no tendría su sabor
característico. La inyección de Dióxido de Carbono se realiza con la
finalidad de desalojar el oxígeno que pudiera contener el producto y
que lo dañaría.
El primer paso para el estudio de dicho sistema es la recolección de
los datos de los distintos equipos que lo conforman.
7.1 Equipos que conforman el Sistema de Recuperación de
Dióxido de Carbono
A partir de la tabla # 37 que se presenta a continuación, se muestran
los datos de los distintos equipos que conforman el Sistema de
Recuperación de CO2.
Cabe destacar que aquellos equipos cuyos datos no se muestran es
debido a que su consumo de energía eléctrica es despreciable frente a
aquellos que si aparecen.
123
Tabla # 37: Datos Compresor de CO2 # 2
Potencia 42,5 kW Amperaje 140/70 A
Voltaje 240/440 Velocidad 1.770 R.P.M Frecuencia 60 Hz
Caudal 337 m3/h
Tabla # 38: Datos Compresor de CO2 # 3
Potencia 45 kW Amperaje 220 A
Voltaje Velocidad 1.770 R.P.M Frecuencia 60 Hz
Caudal 160 m3/h
Tabla # 39: Datos Compresor de CO2 # 4 y # 5
Potencia 45 kW Amperaje
Voltaje Velocidad 1.770 R.P.M. Frecuencia 60 Hz
Caudal 100 m3/h
124
Tabla # 40: Datos Compresor de CO2 # 6 y # 7
Potencia 67 kW Amperaje
Voltaje 220-440 V Velocidad 1.175 R.P.M Frecuencia 60 Hz
Caudal 160 m3/h
Tabla # 41: Datos Turbina CO2 # 1
Potencia 11 kW Amperaje 46/23 A
Voltaje 220/440 V Frecuencia 50 Hz Velocidad 3.490 R.P.M
Tabla # 42: Datos Turbina CO2 # 2
Potencia 11-13 kW Amperaje
Voltaje 220/440 V Frecuencia Velocidad 3.528 R.P.M.
125
Tabla # 43: Datos Turbina CO2 # 3 y # 4
Potencia 23 kW Amperaje
Voltaje 220 V Frecuencia 60 Hz Velocidad 3.545 R.P.M.
7.2 Consumo Eléctrico Promedio experimental de los
Compresores de CO2
Cálculos
Consumo Total = Potencia (carga)*50 min + Potencia (vacío)*10 min
• Compresor # 2
(42,5 kW/h)*(50min/60min) + (12,75 kW/h)*(10min/60min) =
35,42 kW7h + 2,13 kW/h = 37,55 kW/h
• Compresor # 3
(45 kW/h)*(50min/60min) + (13,5 kW/h)*(10min/60min) =
37,5 kW/h + 2,25 kW/h = 39,75 kW/h
• Compresor # 4 y # 5
(45 kW/h)*(50min/60min) + (13,5 kW/h)*(10min/60min) =
37,5 kW/h + 2,25 kW/h = 39,75 kW/h
• Compresor # 6 y # 7
(67 kW/h)*(50min/60min) + (20,1 kW/h)*(10min/60min) =
126
55,83 kW/h + 3,35 kW/h = 59,2 kW/h
En la tabla # 44 que se presenta a continuación, se muestran los
resultados de los cálculos realizados anteriormente.
Tabla # 44: Consumo de Energía Eléctrica de los Compresores de
CO2
CONSUMO DE ELECTRICIDAD COMPRESOR
CARGA VACIO TOTAL 2 35,42 kW/h 2,13 kW/h 37,55 kW/h 3 37,5 kW/h 2,25 kW/h 39,75 kW/h 4 37,5 kW/h 2,25 kW/h 39,75 kW/h 5 37,5 kW/h 2,25 kW/h 39,75 kW/h 6 55,83 kW/h 3,35 kW/h 59,2 kW/h 7 55,83 kW/h 3,35 kW/h 59,2 kW/h
Por tanto, el consumo total de energía eléctrica de los compresores de
CO2 es de: 275,2 kW/h
El valor del kW/h tomado como base para los cálculos es de 30
Bs/kW-h Por lo tanto, el costo del consumo eléctrico de los
compresores de CO2 es de 8.256 Bs.
127
7.3 Consumo Eléctrico Promedio de las Turbinas de CO2
Cálculos:
• Turbina # 1:
(11 kW/h)*(50min/60min) + (3,3 kW/h)*(10min/60min) =
9,17 kW/h + 0,55 kW/h = 9,72 kW/h
• Turbina # 2:
(11 kW/h)*(50min/60min) + (3,3 kW/h)*(10min/60min) =
9,17 kW/h + 0,55 kW/h = 9,72 kW/h
• Turbina # 3 y # 4
(23 kW/h)*(50min/60min) + (6,9 kW/h)*(10min/60min) =
19,17 kW/h + 1,15 kW/h = 20,32 kW/h
En la tabla # 45 que se presenta a continuación, se muestran los
resultados de los cálculos anteriormente realizados.
Tabla # 45: Consumo Promedio de Energía Eléctrica de las
Turbinas de CO2
CONSUMO DE ELECTRICIDAD TURBINA
CARGA VACIO TOTAL 1 9,17 kW/h 0,55 kW/h 9,72 kW/h 2 9,17 kW/h 0,55 kW/h 9,72 kW/h 3 19,17 kW/h 1,15 kW/h 20,32 kW/h 4 19,17 kW/h 1,15 kW/h 20,32 kW/h
128
Por tanto, el consumo eléctrico total de las turbinas de CO2 es de: 60
kW/h
El valor promedio del kW-h que se tomó como referencia para la
realización de los cálculos es de 30 Bs/kW-h, por tanto, el costo
promedio de la energía eléctrica consumida por las turbinas de CO2 es
de: 1.800 Bs.
Así, el costo total por consumo de energía eléctrica del sistema de
recuperación de CO2 es el total entre la energía consumida por los
compresores y la de las turbinas, lo que da como resultado un total de
335,2 kW/h; para un costo total de 10.056 Bs/kW-h.
7.4 Cantidad de Dióxido de Carbono Recuperado
El aspecto más importante del sistema es, como su nombre lo indica,
la Recuperación de CO2 de los a partir de los distintos procesos, en su
mayoría el proceso de fermentación.
La cantidad de CO2 recuperado aumenta o disminuye de acuerdo a las
condiciones del sistema y del proceso productivo. Para conseguir un
promedio del Dióxido de Carbono recuperado por el sistema, el
129
Departamento de Operaciones de Sala de Máquinas realiza
mediciones semanales que permiten la totalización del CO2.
En la tabla # 46 que se presenta a continuación, se muestra una
relación de la cantidad de Dióxido de Carbono recuperado por el
Sistema durante los últimos 5 meses del año 1.999
Tabla # 46: Cantidad de CO2 Recuperado
Mes Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Recuperación
(Kg) 522.700 446.900 504.580 460.500 591.200
El promedio de recuperación de CO2 para el periodo anteriormente
mencionado es de: 505.176 Kg
7.5 Costo Promedio del CO2 por Consumo de Energía Eléctrica
Si se divide el promedio de consumo de energía eléctrica total de los
equipos, por el promedio de recuperación de CO2 del sistema, se
puede obtener el promedio del costo por consumo de electricidad. El
cálculo se realiza como sigue:
130
Promedio : 10.056 Bs / 505.176 Kg = 0,01991 Bs/Kg
131
8. CONCLUSIONES
8.1 Sistema de Aire Comprimido
8.1.1 El servicio de Aire Comprimido que proporciona la
Superintendencia de Sala de Máquinas en la planta se utiliza
para múltiples usos; entre los más importantes se encuentran:
• Accionamiento neumático de válvulas.
• Transporte de cereales y afrecho.
• Limpieza de filtros.
• Trasiego de la Cerveza y el Maltín.
• Funcionamiento automatizado del sistema de llenado de latas y
botellas.
• Ventilación de los diferentes tanques existentes en la planta.
• Limpiezas generalizadas; como el proceso de Cleaning in
Place (C.I.P).
8.1.2 Existen consumidores del Sistema de Aire Comprimido que
por sus características pudieran utilizar aire húmedo en
sustitución de aire seco. En este grupo se encuentran
principalmente aquellos que utilizan el servicio de aire
comprimido para transportar residuos, como es el caso del
Sistema de Empuje de Nepe. Existen además otros
132
consumidores que también pueden ser incluidos en este grupo,
como por ejemplo:
• Sistema de Empuje de Nepe Húmedo.
• Transporte de Trub.
8.1.3 El factor de coincidencia de los dispositivos que forman parte
del Sistema de Empuje de Nepe es de 3; es decir, que
únicamente 3 de los 6 dispositivos existentes pueden funcionar
a la misma vez. El consumo aproximado de aire comprimido
con dicho factor de coincidencia es de 1.200 m3/h, lo que
equivale al 70% de la capacidad de compresión de un
compresor de aire.
8.1.4 El aire comprimido que suministra Sala de Máquinas sale a
una presión de aproximadamente 690 kPa (100 psi); aun
cuando no todos los consumidores del sistema requieren de
dicha presión. Por ejemplo, los codificadores de latas y los
codificadores de chapas de botellas, a los que se le da el
nombre de video-jet, pueden funcionar según las
especificaciones del fabricante con una presión de hasta
483 kPa (70 psi). En el apéndice # 10 se muestran las
especificaciones del fabricante a este respecto.
8.1.5 En la tabla # 6 de la página 84, se puede ver que el consumo de
energía eléctrica del compresor de aire # 6 es de
aproximadamente329,5 kW-h y aunque es inclusive menor al
133
consumo eléctrico de algunos de los otros compresores, como
es el caso del compresor de aire # 7, su utilización no es muy
frecuente debido a que es un equipo que trabaja con un voltaje
de 440 V; a diferencia del resto de los equipos que trabajan
con un voltaje de 4.800 V.
8.1.6 En la misma tabla se ve también que el menor consumo de
electricidad es el de los compresores de aire # 9 y # 10; pero
esto es debido a su menor capacidad de compresión y menor
amperaje.
8.1.7 De la tabla # 10 de la página # 88 se ve que el costo por
consumo de energía eléctrica de los compresores de aire # 9 y
# 10 es mayor al de los demás; esto es debido a que la relación
entre el consumo eléctrico y la capacidad de compresión es
mayor.
8.2 Sistema de Refrigeración por Amoniaco.
8.2.1 La mayor importancia del Servicio de Amoniaco que
suministra Sala de Máquinas radica en el papel determinante
que juega en el almacenamiento del producto (Cerveza y
Maltín) hasta el proceso de envasado.
8.2.2 Las tablas que relacionan la carga eléctrica de los equipos de
compresión del sistema para distintas temperaturas de
134
condensación muestran como el consumo de electricidad de
dichos equipos aumenta proporcionalmente con la temperatura
de condensación del sistema.
8.2.3 Por otro lado, de las tablas que muestran la carga eléctrica de
los equipos de condensación de amoniaco se puede concluir
que el consumo de energía eléctrica de los condensadores
aumenta de manera inversamente proporcional a la
temperatura de condensación.
8.2.4 La capacidad de refrigeración de los compresores de amoniaco
está condicionada a la temperatura de condensación tk, y por
ende a la presión de condensación. Se observa como la
capacidad de los compresores de NH3 tiende a disminuir a
medida que se incrementa la temperatura de condensación de
26°C a 36°C, correspondiente a una presión de 940 kPa a
1.300 kPa, respectivamente.
8.2.5 Con respecto al consumo eléctrico de los compresores, su
variación se encuentra condicionada a la presión de
condensación. Es decir, aumenta proporcionalmente a la
temperatura de condensación tk, y por ende, a la presión de
condensación
8.2.6 Se observa como el consumo eléctrico de los compresores
SABROE es superior respecto al consumo eléctrico de los
compresores G.H.H, debido a la diferencia de capacidades
existentes entre el conjunto compresor-motor eléctrico.
135
8.2.7 Al analizar los datos correspondientes a los condensadores de
NH3, con relación al consumo eléctrico de las bombas y
ventiladores asociados a cada condensador, se observan las
siguientes opciones operacionales en orden de eficiencia en su
relación kW electricidad/ kW refrigeración. En la tabla # 47
que se presenta a continuación se muestran los resultados
obtenidos.
Tabla # 47: Preferencia de las Distintas Opciones Operacionales
para los Condensadores de Amoniaco en Orden de Eficiencia.
Orden Operacional en base de la relación (kW
Elec./ kW Ref)
Orden Operacional en base al consumo
eléctrico por sección (prioridad 1)
Orden Operacional en base al consumo
eléctrico por sección (prioridad 2)
Condensador # 2 sección 1 sección 2 Condensador # 5 sección 2 sección 1 Condensador # 3 sección 1 sección 2 Condensador # 1 sección 2 sección 1 Condensador # 6 sección 2 sección 1 Condensador # 7 sección 1 sección 2
Condensador # 4: fuera de servicio por mantenimiento.
Es importante resaltar que en la determinación de la variación en la
relación (kW electricidad / kW refrigeración) según la temperatura de
condensación se consideraron condiciones promedio de operación.
136
8.3 Sistema de Recuperación de CO2
8.3.1 La cantidad de CO2 recuperado no depende en su totalidad de
los equipos del sistema ni de su funcionamiento; sino que
depende altamente del proceso de fermentación. A su vez,
dicho proceso puede variar constantemente dependiendo de las
condiciones del proceso productivo. Por tanto, resulta difícil
una metodología fija para la recuperación de CO2.
8.3.2 En la tabla # 44 se ve que el compresor # 2 es el de menor
consumo de energía eléctrica; y los compresores # 6 y # 7 son
los de mayor consumo de electricidad.
8.3.3 En la tabla # 45 se ve que el menor consumo eléctrico entre las
turbinas del sistema es el de las # 1 y # 2; mientras que las
turbinas # 3 y # 4 son las que tienen el mayor consumo de
electricidad.
137
137
9. RECOMENDACIONES
9.1 Sistema de Aire Comprimido
• Se recomienda la instalación de sistemas de medición de
caudal en las áreas pertenecientes a aquellos consumidores de
aire comprimido donde no existen. Un buen sistema de
medición sería sistema de placa-orificio. De esta manera se
puede lograr un seguimiento de los valores de consumo por
área y en caso que existieran variaciones fuera de la
normalidad de operación se puede identificar el consumidor
problema con mayor facilidad. Por otro lado, teniendo los
valores de consumo de la planta se pueden realizar mejoras
puntuales para cada una de ellas y a la misma vez obtener un
beneficio global.
• Se recomienda la elaboración de un programa automatizado
que controle la puesta en funcionamiento de los equipos de
compresión del sistema, con el fin de obtener una secuencia de
arranque que disminuya al mínimo los arranques innecesarios
y con ello los picos de demanda de energía.
• Se debe realizar un estudio de la secuencia de funcionamiento
de los procesos de cocimiento que permita elaborar una
automatización en la secuencia correspondiente a la operación
de las válvulas del Sistema de Empuje de Nepe. El objeto es el
de disminuir el factor de coincidencia en el funcionamiento de
138
las válvulas check que intervienen en el proceso, y con ello el
consumo puntual de aire comprimido y los picos en el
consumo de electricidad del sistema.
• Existen consumidores del Sistema de Aire Comprimido que
pueden funcionar con un servicio de aire húmedo, como por
ejemplo el Sistema de Empuje de Nepe Húmedo. Sería
adecuado realizar un estudio que determine otras áreas de la
planta que puedan funcionar de la misma manera. De esta
forma se ahorra el trabajo de pasar ese caudal de aire por los
secadores de aire y también se aligera la demanda que
representan los equipos responsables de dichos procesos, como
lo son las válvulas de accionamiento neumático de los sistemas
de empuje.
9.2 Sistema de Refrigeración por Amoniaco
• Realizar purgas continuas de aire en las líneas de condensación
del sistema para evitar un aumento innecesario de la presión de
condensación del sistema. Se recomienda instalar un sistema
de purga automático, el cual garantice una purga continua y
eficiente del sistema.
139
• Operación de los compresores para posiciones de carga por
encima del 60%, de lo contrario se tendría un consumo de
electricidad mal aprovechado.
• Una vez finalizado el mantenimiento mayor del condensador
# 4, realizar mediciones de consumo eléctrico (bombas-
ventiladores) y calcular la relación de eficiencia (kW
electricidad / kW refrigeración)
• Implantar el orden operacional propuesto para los
condensadores evaporativos de amoniaco.
• Se debe tener especial cuidado con los sistemas y líneas de
condensación, y tratar en la medida de lo posible de
mantenerlas libres de incrustaciones y partículas sólidas que se
adhieren a las paredes de los ductos. Dichas partículas
obviamente tienen una influencia negativa en la eficiencia de
los equipos.
9.3 Sistema de Recuperación de CO2.
• Se recomienda estudiar la posibilidad de la ampliación de la
planta de recuperación de CO2, específicamente la capacidad
de almacenamiento del sistema, con el objeto de aprovechar el
100% del dióxido de carbono que se encuentre en condiciones
de ser utilizado por el sistema.
140
• Se recomienda hacer un estudio de la secuencia de
arranque de los compresores Booster o turbinas de CO2, el
cual se encuentra operando en forma manual. Esto generará
una mayor eficiencia en el proceso.
BIBLIOGRAFÍA
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Termodinámica. México, Limusa.
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Adisson-Wesley Iberoamericana
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suministra Sala de Máquinas (Trabajo de Grado). Sartenejas,
Universidad Simón Bolívar, Escuela de Ingeniería Civil.
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Consumos de Electricidad en los Servicios de una Industria Cervecera
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Escuela de Ingeniería Mecánica.
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Grado). Maracaibo, Universidad del Zulia, Escuela de Ingeniería
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Comprimido. Caracas, Cervecería Polar Planta Los Cortijos.
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Caracas, Cervecería Polar Planta Los Cortijos.
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Caracas, Cervecería Polar Planta Los Cortijos.
Manual de Compresores de Aire, Atlas Copco modelo ZR5 -63.
Manual de Compresores de Aire, Atlas Copco modelo ZR5-B.
Manual de Compresores de Aire, Atlas Copco modelo ZR-4C.
Manual de Compresores de Amoniaco, G.H.H modelo SKK321D
Manual de Compresores de Amoniaco, Sabroe modelo VMY-436M
Manual de Condensadores Evaporativos de Amoniaco, Baltimore Air
Coil modelo VSC-350-A
Manual de Condensadores Evaporativos de Amoniaco, Baltimore Air
Coil modelo VXC-420-DR
Manual de Condensadores Evaporativos de Amoniaco, Baltimore Air
Coil modelo C-1644-Q
APÉNDICE 1:
Esquema de Funcionamiento del
Sistema de Aire Comprimido
APÉNDICE 2:
Esquema de Funcionamiento del
Sistema de Refrigeración por
Amoniaco.
APÉNDICE 3:
Factor de Corrección del Heat
Rejection para las Condiciones de
Operación del Sistema de
Refrigeración por Amoniaco
APÉNDICE 4:
Capacidad de Refrigeración de los
Compresores de Amoniaco según la
Temperatura de Condensación tk
APÉNDICE 5:
Carga Eléctrica de los Compresores
de Amoniaco según la Temperatura
de Condensación tk
APÉNDICE 6:
Eficiencia Total de los
Condensadores de Amoniaco
según la Temperatura de
Condensación tk
APÉNDICE 7:
Relación entre el Consumo de
Energía Eléctrica Total y la
Carga Térmica de Refrigeración
según la Temperatura de
Condensación tk para la Opción
Operacional # 3
APÉNDICE 8:
Relación entre el Consumo de
Energía Eléctrica Total y la
Carga Térmica de Refrigeración
según la Temperatura de
Condensación tk para la Opción
Operacional # 4
APÉNDICE 9:
Relación entre el Consumo de
Energía Eléctrica Total y la
Carga Térmica de Refrigeración
según la Temperatura de
Condensación tk para la Opción
Operacional # 5
APÉNDICE 10:
Especificaciones para el
Funcionamiento de los
Codificadores de Latas y Chapas
de Botellas
APÉNDICE 11:
Método para el cálculo de la tasa
de rechazo de calor en los
condensadores de amoniaco
APÉNDICE 12:
Algunos aspectos importantes
sobre los compresores de
amoniaco marca SABROE
