PLANEACIÓN DISEÑO Y MONTAJE DE UN INGENIO AZUCARERO EN …

PLANEACIÓN DISEÑO Y MONTAJE DE UN INGENIO AZUCARERO

EN EL CORREGIMIENTO DE VILLARICA CAUCA

LUIS ALFREDO GIRÓN ÁLVAREZ

HERNAN MONTENEGRO PALADINES

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA - CALI

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

SANTIAGO DE CALI

2012

PLANEACIÓN DISEÑO Y MONTAJE DE UN INGENIO AZUCARERO

EN EL CORREGIMIENTO DE VILLARICA CAUCA

Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniero Industrial

LUIS ALFREDO GIRÓN ÁLVAREZ

HERNÁN MONTENEGRO PALADINES

PROFESOR: ARMANDO MEJÍA

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA - CALI

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

SANTIAGO DE CALI

2012

NOTA DE ACEPTACIÓN

________________________________

Jurado

________________________________

Jurado

Santiago de Cali, Diciembre de 2012

Aprobado por el Comité de Grado en

cumplimiento de los requisitos

exigidos por la Universidad de San

Buenaventura para optar al título de

Ingeniero Industrial.

AGRADECIMIENTOS.

A todos los profesores y directivos de la Universidad Buenaventura por la calidad

importada en el proceso de formación cono ingenieros; especialmente a nuestro

director de tesis por sus sabios consejos en la realización de este trabajo.

DEDICATORIA

A nuestros familiares por su colaboración infinita para la culminación de este logro

y a todos las personas que de una u otra forma coadyuvaron con nuestro proceso

de formación.

Att.

Ing. Luis Alfredo Girón Álvarez.

Ing. Hernán Montenegro Paladines.

5

CONTENIDO

pág.

RESUMEN 14

INTRODUCCIÓN 15

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 16

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 16

1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 16

1.3 JUSTIFICACIÓN 17

1.4 ALCANCE 17

1.5 OBJETIVOS 18

1.5.1 Objetivo General 18

1.5.2 Objetivos Específicos 18

1.6 METODOLOGÍA 18

1.6.1 Método de Investigación 18

1.6.1.1 Método de Observación 18

1.6.1.2 Método Inductivo 18

1.6.1.3 Método Deductivo 18

1.6.2 Método de Análisis 18

1.6.3 Tipo de Estudio 19

1.6.3.1 Estudio Descriptivo 19

1.6.3.2 Estudio Exploratorio 19

1.7 MARCO DE REFERENCIA 19

6

1.7.1 Marco Teórico 19

1.7.1.1 Descripción y características del Sector Azucarero 19

1.7.1.2 Etanol obtenido de la caña de azúcar 22

1.7.1.3 El Azúcar 25

1.7.1.4 Mercado Internacional. 25

1.7.1.5 Aspectos Ambientales del proyecto 28

1.7.2 Marco Conceptual 29

1.7.3 Marco Geográfico 42

2. PLANEACIÓN DEL PROYECTO 43

2.1 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD 43

2.1.1 Factibilidad Económica 43

2.1.1.1 Dinámica de la economía colombiana 43

2.1.1.2 Dinámica del sector azucarero 46

2.1.1.3 Impactos económicos del proyecto 48

2.1.2 Factibilidad del mercado 48

2.1.2.1 Impactos del mercado para el proyecto 53

2.1.3 Factibilidad Social 53

2.2 PLAN ESTRATÉGICO DEL PROYECTO 55

2.2.1 Objetivo 55

2.2.2 Definición industrial del proyecto 55

2.2.3 Características del proyecto 56

2.2.3.1 Plan de tierras 56

2.2.3.2 Operación de campo 57

7

2.2.3.3 Corte, alce y transporte 58

2.2.3.4 Operativa 58

2.2.3.5 Tributaria y Comercial 59

2.2.3.6 Localización de cultivos de caña 59

2.2.3.7 Desarrollo Industrial 60

2.2.3.8 Proceso de Producción 61

2.2.3.9 Políticas del Proyecto 63

3. DISEÑO DEL PROYECTO 66

3.1 ALCANCE 66

3.2 DISEÑO BÁSICO 66

3.3 RECURSO HUMANO 68

4. MONTAJE DEL PROYECTO 70

4.1 PARÁMETROS GENERALES DEL MONTAJE 70

4.1.1 Producto 70

4.1.2 Capacidad de Producción 70

4.1.2 Lineamientos Técnicos 71

4.2 DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE DE TUBERIAS Y TANQUES 71

4.2.1 Sistema de Bombeo de Jugo 71

4.2.2 Sistema de Bombeo de Condensados 71

4.2.3 Sistema de Tubería de Vapor y Gases 72

4.2.4 Sistema de Tuberías de Jugo 72

4.2.5 Sistema de Tuberías de Agua y Condensados 72

4.2.6 Tanques de Almacenamiento 73

8

4.2.7 Especificación de los Sistemas de Bombeo 73

4.2.7.1 Fabricación de las Tuberías 73

4.2.7.2 Diseño de los tanques de almacenamiento 74

4.3 DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE DE LOS GENERADORES DE ENERGIA 74

4.4 CRONOGRAMA DE ARRANQUE DEL PROYECTO 83

4.5 INVERSIONES 87

4.6 EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL PROYECTO 90

4.6.1 Presupuesto de producción y venta 90

4.6.2 Evaluación Financiera del proyecto 91

5. CONCLUSIONES 93

6. RECOMENDACIONES 94

BIBLIOGRAFÍA 95

ANEXOS 97

9

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Balance azucarero mundial (Millones de TMVC*) 26

Tabla 2. Mayores productores de azúcar en el mundo 2006-2010 27

Tabla 3. Mayores exportadores de azúcar en el mundo 28

Tabla 4. Variación (%) del PIB por ramas de actividad 44

Tabla 5. Duración de la temporada de cosecha 49

Tabla 6. Proyecciones de crecimiento de la Clase Media (millones) y su

participación (%) en la población mundial 51

Tabla 7. Relación de tierras vs balance de producción esperada 57

Tabla 8. Cálculos de la producción de energía esperada 59

Tabla 9. Relación de cargos por áreas 68

Tabla 10. Balance de capacidad de producción 70

Tabla 11. Cronograma de actividades del proyecto 83

Tabla 12. Presupuesto de Inversiones del proyecto 88

Tabla 13. Consumos de producción por tonelada procesada 90

Tabla 14. Calculo de la Meladura de Caña 91

Tabla 15. Presupuesto de ventas del producto 91

Tabla 16. Viabilidad financiera del proyecto 92

10

LISTA DE GRÁFICAS

pág.

Gráfica 1. Producción total de caña y azúcar 2001 – 2011 (Millones de TMVC) 20

Gráfica 2. Distribución de las ventas del sector azucarero colombiano 2001-

2011 21

Gráfico 3. Participación del PIB de agricultura en el PIB Nacional 45

Gráfica 4. Proyecciones de producción – caña molida, azúcar y alcohol

equivalente en azúcar 52

11

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Esquema del proceso de obtención de alcohol carburante a partir de

la caña de azúcar 24

Figura 2. Plano de Localización del Proyecto 42

Figura 3. Mapa de localización de cultivos de caña 60

Figura 4. Diagrama del proceso simplificado 61

Figura 5. Descripción de los procesos de diseño básico 67

Figura 6. Organigrama del proyecto 69

Figura 7. Foto Talento Humano 69

Figura 8. Capacidad e inversión de las calderas 76

Figura 9. Foto Montaje de calderas 76

Figura 10. Capacidad e inversión del Turbogenerador 77

Figura 11. Foto Montaje de Turbogenerador 77

Figura 12. Capacidad e inversión del Patio de Caña 78

Figura 13. Foto Montaje de Patio de Caña 78

Figura 14. Capacidad e inversión de Molinos 79

Figura 15. Foto Montaje de Molinos 79

Figura 16. Capacidad e inversión de Elaboración 80

Figura 17. Capacidad e inversión de Tanque de Almacenamiento de agua 80

Figura 18. Capacidad e inversión de Piscina 81

Figura 19. Capacidad e inversión de Bagacera 81

12

Figura 20. Capacidad e inversión de Tanque de Miel 82

Figura 21. Capacidad e inversión de servicios generales 82

13

LISTA DE ANEXOS

pág.

Anexo A. Fotos del montaje del proyecto 98

Anexo B. Descripción de motores 99

Anexo C. Flujogramas y planos de la planta 101

14

RESUMEN

En el presente trabajo se muestra una propuesta de Planeación, diseño y montaje

de un ingenio azucarero en el municipio de Villarica del departamento del Cauca;

donde se busca aprovechar las oportunidades que brinda el sector azucarero a

nivel nacional e internacional en materia de generación de energía y de alimentos

a través del azúcar y sus derivados.

En primera instancia se destacó la importante oportunidad de negocio que existe

en el sector cañero, dada la tendencia de crecimiento que ha tenido la industria en

la última década, debido a que su portafolio de productos se amplió a líneas de

biocombustibles, los cuales han tenido una buena acogida en mercados

internacionales como Estados Unidos y Europa, donde ya Colombia tiene firmado

importantes tratados de libre comercio.

El proyecto se planeó inicialmente con la elaboración de azúcar sulfitado y de miel,

con una proyección en el mediano plazo para la producción de alcohol carburante.

Se proyecto con una molienda inicial de 800 toneladas de caña/día (TCD) y

expansión en el mediano plazo a 3.000 TCD, en días de 22 horas, es decir con 8,3

% de tiempo perdido del tiempo hábil.

En términos ambientales el proyecto es autosuficiente en cuanto a generación de

energía y de agua, especialmente con la creación de plantas eléctricas y plantas

de tratamiento de agua.

Finalmente se determinó que su montaje tiene una duración aproximada de cinco

meses con una inversión de $20.171.762.319, donde se espera alcanzar una tasa

de recuperación del 11,04% con un periodo de retorno de tres años y cuatro

meses. Siendo esto algo positivo para el inversionista si se considera que este

valor supera su costo de oportunidad.

15

INTRODUCCIÓN

El presente estudio comprende un análisis de planeación, diseño y montaje de un

Ingenio azucarero (INGENIO DE OCCIDENTE SAS) en el municipio de Villa rica

del departamento del Cauca, donde se busca aprovechar las oportunidades que

brinda actualmente el sector.

Se realiza un estudio de tipo descriptivo y exploratorio donde se cuenta con el

apoyo de expertos en el tema.

El trabajo se compone de 6 capítulos, donde empieza con la descripción del

proyecto, donde se describe los lineamientos iniciales de la investigación, tales

como el problema, los objetivos, el marco de referencia y su metodología.

Posteriormente se entra en el capítulo de planeación donde se detalla el

respectivo plan de ingeniería del proyecto. De allí se procedió en el proceso de

diseño, mediante una explicación de ingeniería básica sobre las áreas del ingenio.

Después se elaboró el capítulo del montaje donde se expusieron los detalles más

importantes y se estableció las respectivas inversiones con su viabilidad

financiera.

Finalmente se expusieron las respectivas conclusiones y recomendaciones del

estudio.

16

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El consumidor del siglo XXI, es cambiante y continuamente exigente; debido a la

adopción de nuevos estilos de vida, tendencias orientadas en la economía,

flexibilidad y rapidez como características y necesidades, buscando alternativas y

productos que mejoren su estilo de vida y situación actual sobrepasando su

satisfacción total, por lo cual, esto motiva los comerciantes a invertir en el sector

de nuevos productos y nuevas propuestas, INGENIO DEL OCCIDENTE S.A.S,

como nueva propuesta en el mercado ofrece una gama de productos elaborados a

base de la caña de azúcar, productos como la miel, Alcoholes y Anhídrido

carbónico, Azúcar y Derivados de la Vinaza, tendrán un alto grado de crecimiento,

ya que son productos 100% consumibles, en la industria alimenticia, en el sector

de los hidrocarburos, en la industria licorera, en el consumo humano, entre otras.

Dado que existe una dinámica creciente nacional e internacional en el sector

cañero, el cual esta jalonado por la alta demanda de productos bioenergéticos y la

apertura comercial de los últimos años como el TLC con Estados Unidos, entre

otros. Se convierte en una oportunidad de mercado favorable donde son pocas las

empresas del país que están participando de ella.

Por tal motivo, la presente investigación busca responder desde el ámbito de la

ingeniería a dichos argumentos, con el propósito de que este sirva de generación

de riqueza y empleo para el país.

1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿De que manera se puede planear, diseñar y montar un ingenio azucarero en

Villarica Cauca que permita aprovechar las oportunidades de mercado en el sector

cañero?

17

1.3 JUSTIFICACIÓN

Esta iniciativa busca dar una nueva opción a nivel del mercado industrial,

comercial y de hidrocarburos, para generar así fuentes de empleo obteniendo

grandes ingresos y excelente rentabilidad, consolidarse como una empresa con

credibilidad, confianza y liderazgo.

Realizando la investigación, formulación y evaluación exacta y precisa del

proyecto que muestre la viabilidad y factibilidad del mismo. Procediendo con cada

uno de los objetivos específicos analizando e identificando el alcance y los límites

que este establece.

Por otro lado en la actualidad las fuentes de empleo y las oportunidades para los

profesionales del país son escasas; Por tal motivo, con la terminación de este

proceso de aprendizaje se busca ser participe en la sociedad, como también,

encontrar estabilidad económica y al mismo tiempo el bienestar de las familias y

todo el entorno que dependa del proyecto.

Para el montaje del Ingenio Azucarero es importante el cumpliendo de los

lineamientos y parámetros legales, socioculturales y la centralización en valores y

principios tales como el trabajo en equipo, disciplina, responsabilidad y

honestidad, para que nuestros objetivos y metas no afecten ni vallan en contra de

los colaboradores.

Por otro lado, la Universidad de San Buenaventura a la cual se pertenece

actualmente, brinda la oportunidad de aplicar los conocimientos académicos para

llevarlos a la aplicación en la ejecución de proyectos empresariales.

1.4 ALCANCE

El proyecto agroindustrial INGENIO DEL OCCIDENTE S.A.S. tiene un alcance de

propuesta o formulación que permita el montaje de la empresa con su respectiva

viabilidad financiera.

18

1.5 OBJETIVOS

1.5.1 Objetivo General. Sentar las bases para la planeación, diseño y montaje de un ingenio azucarero en Villarica Cauca que aproveche las oportunidades de mercado en el sector cañero.

1.5.2 Objetivos Específicos.

Desarrollar un plan de ingeniería que determine los lineamientos técnicos del

proyecto.

Realizar el diseño de la propuesta en cuanto a su infraestructura física y

humana.

Plantear las fases que se van a tener en cuenta en el proceso de montaje.

1.6 METODOLOGÍA

1.6.1 Método de Investigación.

1.6.1.1 Método de Observación. Para este análisis se emplea la observación, ya

que los autores del proyecto participan directamente en este tipo de actividades

puesto que el proyecto esta en pleno proceso de implementación.

1.6.1.2 Método Inductivo. Se aplica la inducción partiendo de un hecho particular

visualizado en la observación, donde se realiza la planeación del proyecto.

1.6.1.3 Método Deductivo. Después de analizar hechos particulares se entra a

un análisis más general de los sucesos que permita disponer de las herramientas

adecuadas para el proceso de diseño y montaje.

1.6.2 Método de Análisis. Para el cumplimiento de los objetivos se leerán los

documentos obtenidos y se trabajarán en forma descriptiva y explicativa que será

el método a utilizar en el presente proyecto de grado.

19

1.6.3 Tipo de Estudio.

1.6.3.1 Estudio Descriptivo. Identifica características del universo de

investigación, señala formas de conducta, establece comportamientos concretos y

descubre y comprueba asociación entre variables.1

En la investigación se describen los diferentes fenómenos y procesos de la

empresa, además se acude a técnicas como la observación, los cuestionarios, la

entrevista y otros, que permiten identificar variables de tipo cualitativo y

cuantitativo, las cuales son verdaderas y así se puede desarrollar la investigación.

1.6.3.2 Estudio Exploratorio. Permite al investigador familiarizarse con el

fenómeno que se investiga. Es el punto de partida para la formulación de otras

investigaciones con mayor nivel de profundidad.2

A través de este estudio se logran una familiarización con el fenómeno objeto de

estudio, facilitando una investigación precisa que permite plantear soluciones a la

problemática que posee la empresa.

1.7 MARCO DE REFERENCIA

1.7.1 Marco Teórico.

1.7.1.1 Descripción y características del Sector Azucarero. Según el informe

anual de Asocaña3, la producción de azúcar de Colombia está concentrada en el

valle geográfico del río Cauca. Durante los últimos diez años el área neta

sembrada en caña de azúcar se ha mantenido relativamente constante, pasando

de 205 mil hectáreas en 2002 a 224 mil hectáreas en 2012. Este crecimiento ha

sido marginal, especialmente si se compara frente al crecimiento registrado en la

1 MENDEZ, Carlos Eduardo. METODOLOGIA Diseño y desarrollo del proceso de investigación. Mc

Graw Hill, Colombia, 2001. 2 Ibíd. (19)

3 LONDOÑO, L. Informe anual del sector azucarero en Colombia 2011 – 2012. Asocaña. Santiago

de Cali. 2012. p. 29.

20

década de los años noventa, cuando fue cercano al 30% en esos diez años, como

consecuencia de la sustitución de cultivos menos rentables, producto del proceso

de apertura económica que vivió el país.

Con esta disponibilidad de área sembrada en caña de azúcar se obtiene

anualmente entre 21 y 23 millones de toneladas de caña de azúcar. Los

rendimientos, en términos de toneladas de caña de azúcar por hectárea, pasaron

de 103,2 en 2001 a 122,1 en 2011.

La producción de azúcar sufrió un cambio importante desde mediados de la

década pasada. A finales del año 2005 comenzó la producción a gran escala de

alcohol carburante. Esto implicó una sustitución de azúcar que llevó a una

reducción temporal de la producción y de las exportaciones. Sin embargo, gracias

al incremento en los rendimientos y a la incorporación de nuevas áreas, en los

últimos años la producción y las exportaciones de azúcar han sido crecientes. Esto

se corrobora al analizar la producción de caña, que registró un crecimiento de 25%

entre 2001 y 2011 (Ver Gráfica 1).

Gráfica 1. Producción total de caña y azúcar 2001 – 2011 (Millones de TMVC)

Fuente: Asocaña

* Corresponde al total incluida el azúcar destinado a alcohol

21

Con este nivel de producción de azúcar se atienden mercados tanto de

exportación como domésticos. Así las cosas, las ventas de azúcar son de unos 2,3

millones de toneladas al año, de las cuales las ventas al mercado interno son 1,4

millones de toneladas y el restante es azúcar que se va a mercados de

exportación. Colombia es el noveno exportador mundial de azúcar (promedio 2006

- 2010).

Como se observa en la Gráfica 2, el 40% de las ventas de azúcar se hacen en el

exterior y el restante 60% en el mercado interno.

Gráfica 2. Distribución de las ventas del sector azucarero colombiano 2001-

2011

Fuente: Cálculos: Asocaña

La política del Sector Azucarero colombiano ha sido abastecer el mercado interno

y exportar los excedentes. Cuanto mayor es la producción de azúcar, mayores son

las exportaciones, y viceversa, dado que el mercado interno ha presentado un

comportamiento estable durante la última década.

22

1.7.1.2 Etanol obtenido de la caña de azúcar. En el rubro alcoholero, la

producción saltó con la obligatoriedad de la mezcla con las naftas de hasta de 95

octanos y la tendencia es seguir creciendo considerando que la capacidad nominal

del país es de 217 millones de litros.

Actualmente el biocombustible más importante es el etanol, producto 100%

renovable obtenido a partir de cultivos bioenergéticos y biomasa. El etanol

carburante es utilizado para oxigenar la gasolina, permitiendo una mejor oxidación

de los hidrocarburos y reduciendo las emisiones de monóxido de carbono,

compuestos aromáticos y compuestos orgánicos volátiles a la atmósfera4. El

uso de alcohol etílico como combustible no genera una emisión neta de CO2

sobre el ambiente debido a que el CO2 producido en los motores durante la

combustión y durante el proceso de obtención del etanol, es nuevamente fijado

por la biomasa mediante el proceso de fotosíntesis.

Entre los cultivos bioenergéticos más usados para la producción de etanol la

caña de azúcar es la materia prima más utilizada en países tropicales tales

como Brasil e India. En Norte América y Europa el etanol carburante se obtiene

del almidón presente en el maíz y los cereales5. En la figura 1 se muestra el

esquema seleccionado del proceso de obtención de alcohol carburante a partir de

la caña de azúcar.

El proceso de obtención de etanol a partir de caña de azúcar comprende la

extracción del jugo de caña (rico en azúcares) y su acondicionamiento para

hacerlo más asimilable por las levaduras durante la fermentación. Del caldo

resultante de la fermentación debe separarse la biomasa, para dar paso a la

concentración del etanol mediante diferentes operaciones unitarias y a su posterior

deshidratación, forma en que es utilizado como aditivo oxigenante.

Para el proceso de obtención de etanol a partir de maíz es necesario hidrolizar las

cadenas de amilosa y amilopectina presentes en el almidón en azúcares

4 CASANOVA J. (2002). Red temática: Utilización de Combustibles Alternativos en Motores

Térmicos. Módulo 1. Universidad Nacional de Colombia: Medellín. 5 WHEALS A.E., BASSO L.C., ALVES D.M.G., AMORIM H.V. (1999). Fuel ethanol after 25

years. TIBTECH, vol. 17, no. 12, pp. 482-487.

23

apropiados para la fermentación6. La degradación del almidón se lleva a cabo

por procesos enzimáticos después de una etapa de gelatinización donde

se solubiliza el almidón con el fin de hacerlo más accesible a las amilasas. El

jarabe de glucosa resultante es el punto de partida para la fermentación alcohólica

donde se obtiene una solución acuosa de etanol que debe ser enviada a la etapa

de recuperación de producto, tal como en el caso de la caña de azúcar.

La producción de etanol a parir de caña de azúcar puede describirse como

un proceso compuesto de cinco etapas principales: Acondicionamiento de la

materia prima, hidrólisis, fermentación, separación y deshidratación, y tratamiento

de efluentes7.

Para la selección de las tecnologías en cada etapa se aplicó una metodología

de evaluación cualitativa como se expone en8, donde se tienen en cuenta las

ventajas y desventajas de cada tecnología con respecto a aspectos económicos y

ambientales, dando una importancia de 80% a los factores económicos y 20% a

los ambientales9. En la figura 2 (página anterior) se muestran las tecnologías

existentes para cada etapa de proceso y la configuración seleccionada para la

simulación de acuerdo a cada materia prima.

6 MADSON P.W., MONCEAUX D.A. (1995). Fuel Ethanol Production. In: Lyons T.P., Kelsay D.R.,

Murtagh J.E. (eds). The Alcohol Textbook. Nottingham University Press. 332 p 7 WOOLEY R., RUTH M., SHEEHAN J., IBSEN K. (1999). Biomasa lignocelulósica a etanol

Proceso de Diseño y Economía Utilizando Co-actual prehidrólisis ácido diluido y Escenarios hidrólisis enzimática actuales y futuristas. Laboratorio Nacional de Energía Renovable Golden, Colorado, USA. Report no. NREL/TP-580-26157. 8 MONTOYA M.I., QUINTERO J.A. (2005). Esquema tecnológico integral de la producción de

bioetanol carburante. Trabajo de grado Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia: Manizales. 115 p. 9 CHEN H., WEN Y., WATERS M.D., SHONNARD D.R. (2002). Design guidance for chemical

processes using environmental and economic assessments. Ind. Eng. Chem. Res., vol. 41, no. 18.

24

Figura 1. Esquema del proceso de obtención de alcohol carburante a partir de la caña de azúcar

Fuente: SIMULACIÓN DE LOS PROCESOS DE OBTENCIÓN DE ETANOL A PARTIR DE CAÑA DE AZÚCAR Y MAÍZ Scientia et Technica

Año XI No 28 Octubre UTP. ISSN 0122-1701

25

1.7.1.3 El Azúcar. La caña dulce es un cultivo tradicional, cuya industrialización

experimenta una reversión interesante en los últimos años, mediante el auge de la

producción de alcohol carburante y el crecimiento de azúcar orgánica para

exportación, en detrimento de la producción de azúcar convencional y

aguardientes para consumo local.

La tendencia de la industrialización de caña dulce se muestra favorable y

competitiva para el sector este año, según afirman los propios productores e

industriales de azúcar y alcohol. Las estimaciones oficiales indican que en el año

2011 se alcanzaría una producción total de 4,8 millones de toneladas en 100 mil

hectáreas, duplicando la producción en una década, puesto que la zafra

2000/2001 había registrado 2,3 millones de tonelada.

Paralelamente al crecimiento de la producción nacional de este cultivo, en esta

década se diversificaron notoriamente en el destino industrial, fuertemente

impulsado por la creciente exportación de azúcar orgánica, que este año espera

una producción de 130 mil toneladas y al auge del etanol, que pretende elaborar

alrededor de 125 millones de litros.

De la producción general del año 2009 de 3,5 millones de toneladas, 52%,

equivalente a 1,8 millones fue destinada a la producción de azúcar; 42% que

representa casi 1,5 millones a alcohol, y el 6% restante a la producción de miel.

Del total de producción de azúcar se desprende que la orgánica, en el 2009,

prácticamente duplicó a la convencional y para este año la tendencia es la misma.

1.7.1.4 Mercado Internacional. La dinámica histórica y la clara necesidad de

contar con un abastecimiento seguro de azúcar, ha llevado a la mayoría de países

a producir azúcar en mayor o menor grado. La consecuencia de ello es una gran

diversidad de actores con intereses diferentes. De acuerdo con la Organización

Internacional del Azúcar (OIA) actualmente más de cien países producen azúcar,

bien sea a partir de caña de azúcar o de remolacha azucarera, y adicionalmente

unos treinta más tienen una industria exclusivamente refinadora, es decir, que

importan azúcar crudo como insumo para la producción de azúcar blanco refinado.

26

La necesidad de contar con un permanente suministro de azúcar ha llevado a que

la producción sea mayoritariamente para consumo doméstico, y el superávit se

exporta. De acuerdo con la información del balance azucarero que se presenta en

la Tabla 1 el 70% de la producción de azúcar es para consumo interno y el 30%

restante se comercializa internacionalmente10.

Tabla 1. Balance azucarero mundial (Millones de TMVC*)

Fuente: Organización Internacional del Azúcar (OIA) - World Sugar Balance

*TMVC: Toneladas métricas en su equivalente en valor de azúcar crudo

La producción de azúcar en el mundo se caracteriza por su gran concentración:

actualmente el 75% de la producción se centra en diez países, considerando como

referencia el periodo 2006 - 2010. (Ver tabla 2).

10

LONDOÑO. Op cit. P. 18.

27

Tabla 2. Mayores productores de azúcar en el mundo 2006-2010

Fuente: Organización Internacional del Azúcar (OIA) - Elaboracin: Asocaña

El crecimiento de la industria en Brasil ha sido acelerado, especialmente en los

primeros años de este siglo: 10% anual. En tanto, la Unión Europea ha perdido

terreno en términos relativos pues su producción ha sido constante año tras año

como consecuencia de la limitación a los subsidios otorgados a las exportaciones.

Cuba pasó de ser un productor importante en el mercado a desaparecer del

listado de los diez principales, y China e India casi duplican su producción en el

periodo analizado.

Al igual que la producción, las exportaciones reflejan una gran concentración. La

condición exportadora de un país depende de su volumen de producción, de la

competitividad frente a los demás actores, de su acceso a los mercados y del

superávit exportable. Por ello, la lista de los principales exportadores de azúcar no

coincide con la de los principales productores. (Ver tabla 3).

28

Tabla 3. Mayores exportadores de azúcar en el mundo

Fuente: Organización Internacional del Azúcar (OIA) - Elaboracin: Asocaña

1.7.1.5 Aspectos Ambientales del proyecto. Para su funcionamiento, el proyecto

no dependerá del suministro de servicios públicos del Municipio de Villa Rica. El

proyecto será totalmente autónomo en cuanto a:

Suministro de agua para proceso y para uso doméstico

Suministro de energía eléctrica

Tratamiento de aguas residuales (proceso y domésticas)

Disposición de residuos sólidos (industriales y domésticos)

Telecomunicaciones

29

El suministro de agua se hará mediante la perforación de un pozo profundo, con

su correspondiente planta de tratamiento para agua industrial y agua potable para

consumo humano y uso en laboratorio.

Las aguas del proceso serán tratadas para su reciclaje y disposición, a la luz de la

normatividad ambiental vigente.

Las aguas residuales domésticas serán tratadas en una PTAR diseñada y

construida de acuerdo con las normas establecidas.

El suministro de energía eléctrica se hará mediante el proceso de

COGENERACION, pero además, el proyecto estará interconectado a la red de

CEDELCA, con la instalación de una subestación de 3.500 kW h.

En cuanto a la disposición de residuos sólidos se contratará con terceros

especializados en esta materia.

1.7.2 Marco Conceptual. En este módulo se hace una descripción general del

proceso más común en los ingenios colombianos y en países de Latinoamérica.

Este modulo es elaborado por la empresa de consultoría en ingeniaría IPESA

INTERNACIONAL. Ingeniería de proyectos 11.

Labores de Campo y cosecha. Comprende las actividades de:

- Adecuación del terreno

- Siembra

- Mantenimiento del cultivo

- Cosecha: CAT (Corte, Alce, Transporte)

11

IPESA INTERNACIONAL. “Ingeniería y presupuesto de Inversión”. Modulo elaborado por empresa de consultoría en ingeniería de proyectos para el montaje del Ingenio de Occidente.

30

No debe transcurrir mucho tiempo al transportar la caña recién cortada al ingenio,

porque de no procesarse dentro de las 24 horas después del corte, se producen

pérdidas por inversión de glucosa y fructuosa.

Recibo de Caña. La caña que llega al ingenio se pesa en báscula, se revisa para

determinar las características de calidad y el contenido de sacarosa, fibra y nivel

de impurezas y se conduce al patio de caña, donde se dispone directamente en

la mesa de caña para dirigirla a una banda conductora, que alimenta la picadora

o se almacena temporalmente en patio12.

La mesa alimentadora controla la cantidad de caña sobre un conductor metálico

que la transporta a la sección de preparación.

Preparación de Caña. El objetivo básico de la preparación de la caña es,

mediante el picado en trozos, aumentar su densidad y, consecuentemente, la

capacidad de molienda, así como realizar la máxima ruptura de las células para

liberación del jugo que ellas contienen, obteniéndose, por tanto, una mayor

extracción13.

El sistema de preparación está constituido por uno o dos juegos de cuchillas (de

las cuales la primera es sólo niveladora) que prepara la caña en trozos que son

pasados al desfibrador, para ser roturados o desfibrados. La rotura o desfibrada

de los trozos de caña facilita la extracción del jugo en los molinos.

La caña preparada es transportada a través de un conductor hacia los molinos

para proceder, por compresión, a extraer el jugo contenido en la caña.

El jugo que se extrae de cada molino cae hacia un tanque, llamado tanque de

jugo mezclado.

12

IPESA INTERNACIONAL. “Ingenieria y presupuesto de Inversión”. Modulo elaborado por empresa de consultoria en ingenieria de proyectos para el montaje del Ingenio de Occidente. 13

Ibídem.

31

Maquinas de Preparación. Son las máquinas encargadas de la preparación de

los tallos antes del proceso de molienda para la extracción del jugo14.

- Picadora de caña. Es un mecanismo rotatorio de cuchillas fijas, que opera a

una velocidad periférica de 60 m/s. Su función es cortar los tallos de caña en

trozos adecuados a las especificaciones y requerimientos de los molinos, a fin de

lograr una alta eficiencia en la extracción del jugo.

- Desfibradora. Está formado por un tambor alimentador que compacta la

caña a la entrada, precedido por un rotor constituido por un conjunto de martillos

oscilantes que giran en sentido contrario al conductor, forzando el paso de la caña

por una pequeña abertura a lo largo de una placa desfibradora. La velocidad

periférica de los desfibradores, de 60 a 90m/s, llega a proporcionar índices de

preparación de 80% a 92%. Este índice sería una relación entre el azúcar de las

células que el desfibrador rompió y el azúcar de la caña.

- Esparcidora de caña. Su función es distribuir adecuadamente el flujo de caña

para evitar ataques en el proceso de alimentación, aumentar la eficiencia del

electroimán y regularizar su entrada al tándem de molinos.

- Electroimán. Su función es remover elementos metálicos ferrosos que

puedan estar presentes en el flujo de caña, protegiendo los equipos de extracción,

más específicamente las masas de los molinos.

Extracción de Jugo: Para la extracción del jugo existen dos procesos

diferentes15:

- Molienda, en conjunto de molinos (tándem)

- Difusor

14

IPESA INTERNACIONAL. “Ingenieria y presupuesto de Inversión”. Modulo elaborado por empresa de consultoria en ingenieria de proyectos para el montaje del Ingenio de Occidente. 15

Ibídem.

32

En el caso del Ingenio del Occidente S.A.S. se optó por el sistema de molinos.

Molienda de caña. La molienda es el proceso mediante el cual se extrae o separa

el jugo contenido en la fibra de la caña. Se realiza en un tándem de molinos donde

se exprime y se lava el colchón de bagazo que se forma en los molinos16.

- Molinos. Son los equipos encargados de moler la caña para extraerles el

jugo. El primer molino procesa la caña preparada y los demás el bagazo

proveniente de los molinos anteriores.

- Tanque de jugo. Equipo en el que se almacena el jugo diluido proveniente del

filtro separador de bagacillo.

- Filtro separador de bagacillo. Equipo que se encarga de separar las

partículas de bagacillo contenidas en el jugo diluido.

- Jugo diluido. Es la mezcla de los jugos extraídos en los dos primeros

molinos.

- Pesado de Jugos. El jugo diluido que se extrae de la molienda se pesa en

básculas con celdas de carga para saber la cantidad de jugo sacarosa que entra

en la fábrica.

- Agua de imbibición. Es el agua que se agrega en el proceso de molienda,

para facilitar la extracción de la sacarosa contenida en la caña.

- Bagazo final. Residuo del proceso de molienda que se utiliza como

combustible en las calderas o como materia prima en la elaboración de papel,

cartón y en la producción de tableros aglomerados.

16

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33

Generación de Vapor y Electricidad: Proceso en el que se genera vapor vivo o

vapor de alta presión para ser aprovechado en los turbogeneradores para producir

energía eléctrica. El vapor es generado en las calderas por la combustión de

bagazo final, carbón u otro combustible17.

- Vapor vivo. Vapor de alta presión generado en las calderas por la combustión

de bagazo y/o carbón. Este vapor puede utilizarse en la generación de energía

eléctrica (turbogeneradores), dejando un vapor de escape o vapor de baja.

- Vapor de escape. Es el residuo del vapor de alta presión que ha sido utilizado

para impulsar la turbina de vapor que mueve el generador para generar energía

eléctrica. Al impulsar la turbina, el vapor vivo se expande y queda como vapor de

baja presión o vapor de escape. El vapor de baja presión es utilizado en la planta

en los procesos de calentamiento (intercambiadores) y de evaporación.

- Caldera. Equipo en el que se realiza la combustión de bagazo final y carbón y

se genera vapor vivo de alta presión.

La caldera del Ingenio del Occidente operará prioritariamente con bagazo, pero

podrá funcionar con carbón o con una mezcla de carbón y bagazo.

- Turbogeneradores. Equipos destinados a la generación de energía eléctrica.

Un conjunto turbogenerador está compuesto por dos elementos:

Una turbina de vapor, impulsada por vapor de alta presión proveniente de la

caldera y

Un generador de electricidad, movido por la rotación de la turbina.

17

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34

Como resultado, se produce energía eléctrica y vapor de escape Operando la

planta a niveles de alta eficiencia energética, se obtienen excedentes de energía

eléctrica comercializables.

Calentamiento: Proceso en el que se eleva la temperatura del jugo diluido a un

nivel cercano a su punto de ebullición. (1050C). Como en medio acuoso ácido se

produce una reacción de inversión de la sacarosa es imprescindible proceder

inmediatamente a neutralizar el jugo hasta obtener un pH entre 6.8 y 7.0 para la

producción de azúcar blanco18.

Esto se realiza agregando lechada de cal o sacarato de calcio. Al jugo así

neutralizado, se le denomina jugo alcalizado.

- Calentador de jugo. Equipo donde se eleva la temperatura del jugo hasta un

nivel cercano a su punto de ebullición, mediante el uso de vapor de escape o

vapor vegetal.

- Vapor vegetal. Son los vapores generados durante el proceso de

evaporación del jugo claro. Se utiliza en el proceso de evaporación para el

calentamiento del jugo a partir del segundo efecto.

- Alcalización. Luego del primer calentamiento se agrega cal al jugo, antes de

bombearlo al segundo equipo calentador.

- Tanque de encalado. Equipo en el que se adiciona una solución de cal al

jugo para reducir la acidez y evitar la inversión de la sacarosa, efecto que ayuda a

precipitar la mayor parte de las impurezas que trae el jugo.

18


35

- Jugo filtrado. Producto de la filtración al vacio. Contiene sacarosa y es

reciclado hasta el tanque de jugo para iniciar nuevamente el proceso de

calentamiento.

Clarificación. Proceso en el que se separan los sólidos insolubles del jugo diluido.

Una vez que se ha alcalizado se procede a separar la tierra, arena y demás

impurezas sólidas presentes en el jugo. Esto se realiza mediante sedimentación19.

La precipitación de las impurezas sólidas es más eficiente si es realizada en

caliente por ello se calienta el jugo alcalizado hasta una temperatura no mayor a

230 ° F, pues por encima de esta temperatura se produce la destrucción de la

molécula de sacarosa y simultáneamente una reacción irreversible de

oscurecimiento del jugo que originaría unos cristales de azúcar (sacarosa) de alta

coloración.

Luego del calentamiento se agrega floculante para agrupar en forma de flóculos

las impurezas sólidas presentes, que al ser más pesadas que el jugo tienden a

sedimentar. La separación de los sólidos suspendidos se realiza en equipos

llamados clarificadores, obteniéndose por la parte superior un jugo limpio y

brillante, llamado jugo claro y por el fondo del equipo un lodo que contiene todas

las impurezas sólidas (tierra, arena, residuos de cal y residuos de floculante).

A este lodo se lo denomina cachaza.

- Clarificador. Equipo diseñado para separar los sólidos de los los líquidos

mediante un proceso de sedimentación de sólidos insolubles. Es empleado para

separar el lodo (sólido) del jugo claro (líquido).

- Jugo claro. Producto de la clarificación del jugo diluido. Su principal

característica es que presenta un nivel bajo de turbiedad.

19


36

- Lodo. Material resultante de la precipitación de los sólidos insolubles

contenidos en el jugo diluido. El lodo retiene un porcentaje de sacarosa que será

recuperado en los filtros al vacío.

Filtración. Proceso en el que se separan la cachaza y el jugo contenidos en el

lodo, gracias a la acción de filtros al vacío20.

Estos filtros retienen la cachaza y dejan pasar el jugo filtrado. El lodo es mezclado

con bagacillo antes de la filtración, para facilitar la formación y separación de la

cachaza.

La cachaza por haber estado en contacto con el jugo es un lodo que contiene

jugo, el cual debe ser recuperado. Esto se realiza en los filtros rotativos al vacío

obteniéndose:

Una torta sólida de cachaza, que por tener presencia de elementos nutrientes es

utilizada para enriquecer las aguas de riego de los cultivos de caña, y

Un jugo sucio llamado jugo filtrado, que es alimentado al clarificador de jugo

filtrado para separarle las impurezas sólidas presentes y obtener un jugo que

pueda ser recirculado al proceso.

Las impurezas sólidas separadas del jugo filtrado clarificado son enviadas al

tanque de cachaza.

Durante el proceso de filtración se alimenta agua condensada a presión para

realizar un lavado de la torta de cachaza y facilitar la extracción de la sacarosa

presente. Se debe regular el trabajo de los filtros para obtener una polarización no

20


37

mayor a 2.5 en la torta de cachaza, a fin de minimizar las pérdidas de azúcar en el

proceso de elaboración.

- Cachaza. Mezcla de lodo y bagacillo. Es el residuo del filtro rotatorio de

vacío. La cachaza contiene sacarosa y los sólidos insolubles del jugo.

- Bagajillo. Residuo de la molienda de caña, que mezclado con el lodo, mejora

la operación de los filtros.

- Mezclador de bagacillo. Equipo en donde se efectúa la mezcla de lodo y

bagajillo, que será enviada a los filtros rotatorios de vacío.

- Filtro rotatorio de vacío. Equipo donde se extrae el jugo filtrado contenido en

la mezcla de lodo y bagacillo y se obtiene la cachaza.

- Vacío. Es una succión o presión negativa, ejercida en el filtro rotatorio, con el

fin de extraer el jugo filtrado que contiene sacarosa.

Evaporación: Proceso en el que se evapora la mayor cantidad del agua contenida

en el jugo claro para obtener meladura21.

El jugo clarificado pasa luego a la sección evaporación para eliminar gran parte del

agua presente en el jugo.

El jugo clarificado posee aproximadamente un 82-87 % de agua, por efecto del

trabajo de los evaporadores de múltiple efecto se logra reducir el contenido de

agua al 33-40 % (60-67 °Brix), denominándose meladura al jugo concentrado que

sale de los evaporadores.

21


38

- Evaporadores. Equipos de intercambio de calor donde se evapora la mayor

cantidad del agua contenida en el jugo diluido, hasta obtener meladura. Los

evaporadores trabajan por etapas, llamados comúnmente efectos. En el primer

efecto se utiliza vapor de escape, mientras que en los siguientes se utiliza el

vapor vegetal producido en el efecto anterior.

- Vapor vegetal. Son los vapores generados durante el proceso de

evaporación del jugo claro. Se utiliza en el proceso de evaporación para el

calentamiento del jugo a partir del segundo efecto.

- Condensador barométrico. Equipo donde se condensan los vapores

vegetales provenientes del último efecto de evaporación, mediante la adición de

agua.

- Tanque de condensados. Equipo donde se almacena el material

condensado.

- Meladura. Producto obtenido de la evaporación del jugo claro, con el cual se

alimenta la estación de tachos de cristalización, donde se cristaliza la sacarosa.

Cristalización. Proceso en el cual se forman los cristales de sacarosa mediante el

uso de material semilla, en los tachos de cristalización22.

- Tachos de cristalización. Son equipos donde se efectúa la cristalización de

la sacarosa contenida en la meladura. La estación típica de tachos de

cristalización consta de tres unidades que funcionan en cascada. Para los

propósitos de este manual, se denominan como tachos A, B y C.

22


39

En los tachos de cristalización se obtienen masas con diferentes proporciones de

cristales y miel, componentes que luego son separados en las centrífugas.

Para lograr la formación de los cristales de azúcar (sacarosa) se requiere eliminar

el agua presente en la meladura, esto se realiza durante la cocción de las templas

en equipos llamados tachos, que no son otra cosa que evaporadores de simple

efecto que trabajan al vacío.

En un sistema de tres templas se producen tres tipos de masas cocidas o templas:

las "A", las "B" y las "C".

Las templas A son las de azúcar comercial y las otras son materiales para

procesos internos que permiten obtener finalmente el azúcar comercial.

Para obtener las templas C se alimenta una cierta cantidad de semilla (azúcar

impalpable) de una determinada granulometría a un tacho, luego se alimenta miel

A y se somete a evaporación, alimentándose continuamente miel A hasta

completar el volumen del tacho.

Luego se realizan una serie de pases o cortes a semilleros para finalmente

alimentar al tacho miel B y concentrar hasta 96 ° Brix.

Al llegar a esta concentración se descarga la templa o masa cocida (que es una

mezcla de miel y cristales de sacarosa) hacia los cristalizadores para terminar el

proceso de “agotamiento” de las mieles.

Para lograr la separación de los cristales presentes en la templa se emplean las

centrífugas de tercera, equipos que permiten separar la miel de los cristales

presentes en las templas.

40

Los cristales separados son llamados "azúcar C" y la miel separada miel C, miel

final o melaza.

Al azúcar C se adiciona agua acompañada de agitación hasta formar una masa de

93 ° Brix este material recibe el nombre de magma de tercera y es utilizado como

semilla para la preparación de templas de segunda.

Para obtener las templas B se alimenta una cierta cantidad de magma de azúcar

de tercera a un tacho, luego se alimenta miel A y se somete a evaporación, hasta

que la masa elaborada contenga aproximadamente 94-96 ° Brix.

Al llegar a esta concentración se descarga la templa o masa cocida hacia los

cristalizadores para terminar de agotar las mieles. Para lograr la separación de los

cristales de las mieles se emplean las centrífugas de segunda.

Los cristales separados son llamados "azúcar B" y la miel separada "miel B". El

azúcar B es mezclado con una pequeña cantidad de agua para elaborar una

papilla llamada "magma", la cual es bombeada al piso de tachos para ser

empleada en la elaboración de las templas A.

Si hay exceso de magma se procede a disolver el azúcar de segunda para obtener

un "diluido de segunda", el que es bombeado a los tachos.

Para elaborar las templas A se alimenta al tacho cierta cantidad de magma, luego

se agrega meladura y se concentra la masa hasta obtener 92-93 °Brix. Al llegar a

esta concentración se descarga la templa o masa cocida hacia los cristalizadores

para darle agitación a las templas e impedir que se endurezcan demasiado. Para

lograr la separación de los cristales presentes en la templa se emplean centrífugas

de primera. Los cristales separados son denominados "azúcar A", que es el

azúcar comercial, y la miel separada es llamada "miel A".

Centrifugación: Proceso a través del cual los cristales de sacarosa contenidos en

las masas resultantes de la cristalización son separados de la miel o licor madre23.

23


41

- Centrífugas. Equipos encargados de retener los cristales de sacarosa

formados en el tacho correspondiente y dejar pasar la miel al tacho siguiente o la

miel final del tacho C. A casa tacho de cristalización corresponde una centrífuga.

Batería de tachos de cristalización.

- Tacho de A. Equipo de la estación de cristalización donde se obtiene masa A,

a partir de meladura y magma B.

- Centrifuga de A. Equipo encargado de retener los cristales de sacarosa que

serán enviados al proceso de secado y dejar pasar la miel A que ingresa al tacho

de B.

- Miel A. Líquido que contiene sacarosa que aún no ha sido cristalizada. Se

obtiene de separar el azúcar de la masa A mediante centrifugación. La miel A

alimenta el tacho de B.

- Tacho de B. Equipo de la estación de cristalización donde se obtiene masa B,

a partir de miel A y magma C.

- Centrifuga de B. Equipo encargado de separar el magma B que será enviado

al tacho de A y dejar pasar la miel B que ingresa al tacho de C.

- Miel B. Líquido que contiene sacarosa que aún no ha sido cristalizada. Se

obtiene de separar el magma de A de la masa B mediante centrifugación. La miel

B alimenta el tacho de C.

- Tacho de C. Equipo de la estación de cristalización donde se obtiene masa C,

a partir de miel B y cristales C (semilla).

42

- Centrifuga de C. Equipo encargado de separar el magma C que será enviado

al tacho de B y dejar pasar la miel Final

- Miel Final. Líquido que contiene sacarosa que aún no ha sido cristalizada. Se

obtiene de separar el magma de C de la miel final mediante centrifugación.

1.7.3 Marco Geográfico. El proyecto estará localizado en la hacienda EL

LIMONAR Municipio de Villa Rica, Departamento del Cauca, sobre la Carretera

Panamericana, a una distancia de 1.200 metros del peaje, sobre la margen

izquierda en dirección a Santander, colindando con Genfar (Parque Industrial

Caucadesa). El proyecto se desarrolla en un lote de terreno con extensión de 20

hectáreas, segregado del predio de mayor extensión denominado El Limonar,

identificado con el número catastral 00-05-0002-0011-000 y matrícula inmobiliaria

No. 132-1996. (Ver figura 2).

Figura 2. Plano de Localización del Proyecto

Fuente: Autores

43

2. PLANEACIÓN DEL PROYECTO

En el presente capítulo se muestra los lineamientos iniciales a tener en cuenta

para el desarrollo del proyecto de ingeniería.

2.1 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD

Inicialmente se realiza una descripción inicial del proyecto desde los ámbitos

económicos, de mercado, técnico y social.

2.1.1 Factibilidad Económica.

2.1.1.1 Dinámica de la economía colombiana. Durante 2011 la economía

colombiana creció 5,9%24 frente al año anterior. A lo largo del año, las cifras de

desempeño general de la economía sorprendieron gratamente a los analistas y al

Gobierno Nacional.

Según ramas de actividad, en 2011 la explotación de minas y canteras presentó la

mayor tasa de crecimiento (14,3%), mientras que el Sector de Servicios Públicos

registró el menor crecimiento (1,8%)25. En la tabla 4 se presentan las variaciones

anuales por ramas de actividad y se incluyen las cifras de producción de caña de

azúcar, azúcar y etanol del Sector Azucarero colombiano.

Si se considera que el Sector Agropecuario registró una tasa de crecimiento de

2,2% en 2011, es de destacar que la molienda de caña de azúcar en los ingenios

azucareros colombianos aumentó 12,1% durante el mismo año26. De esta forma,

la cosecha de caña registró una leve recuperación frente a 2010, cuando las

condiciones climáticas adversas presentadas en el valle geográfico del río Cauca

24

DANE. Consultado el 28 de noviembre de 2012 en el link de estadísticas económicas http://www.dane.gov.co/#twoj_fragment1-4. 25

Ibídem. 26

Ibídem.

http://www.dane.gov.co/#twoj_fragment1-4

44

impidieron que se adelantaran de manera regular las labores de cosecha. Por otra

parte, mientras la producción industrial registró un crecimiento de 3,9% durante

2011, la producción de azúcar y etanol en los ingenios del Sector Azucarero

Colombiano aumentó 12,6% y 15,7%, respectivamente27.

Tabla 4. Variación (%) del PIB por ramas de actividad

Fuente: DANE y FEPA para caña de azúcar, azúcar y etanol – Elaboración: Asocaña

Ante la menor dinámica exhibida por el Sector Agrícola en los últimos años frente

a lo registrado en Sectores como Minas y Canteras, Comercio, Servicios y el

Sector Financiero, varios analistas expresaron su preocupación por la reducción

de la participación de ese estratégico Sector en el PIB Nacional, que en 2011 fue

de 6,5%28. Tomando como referencia lo registrado en otros países de la región y

los principales países desarrollados, puede afirmarse que en el caso colombiano

la importancia del Sector Agropecuario es particularmente alta. Además, frente a

los países desarrollados, es dable aseverar que la menor participación del Sector

27


Ibídem.


45

Agropecuario en la economía nacional es un patrón del proceso de desarrollo de

los países (Gráfico 3).

Gráfico 3. Participación del PIB de agricultura en el PIB Nacional

Fuente: FAO Year Book (2010) – Elaboración: Asocaña

Según el DANE, en 2011 la variación acumulada del Índice de Precios al

Consumidor (IPC) fue 3,73%, es decir, 0,56 puntos porcentuales mayor a la

inflación de 2010 (3,17%). El grupo de gasto que registró la mayor variación

positiva fue Alimentos (5,37%) y la mayor variación negativa se registró en el

grupo de gasto de Diversión (0,32%). Entre los diferentes subgrupos de bienes, el

que presentó la mayor variación positiva fue Frutas (11,80%), mientras que la

46

mayor variación negativa la registró el subgrupo de Aparatos para diversión y

esparcimiento (-10,33%)29.

Teniendo en cuenta que el Sector Agropecuario se vio afectado a lo largo de 2011

nuevamente por las consecuencias del fenómeno de La Niña, en el grupo de gasto

de Alimentos se destacó el aumento de precio de Tomate (59,78%), Naranja

(16,22%), Otras frutas frescas (15,88%) y Papa (15,16%). Por su parte, las caídas

de precios más importantes se registraron en Cebolla (21,01%), Otros tubérculos

(-19,65%) y Arveja (-13,38%). En el caso del azúcar, según el DANE, en 2011 se

registró un aumento del precio al consumidor en Colombia de 0,62%30.

2.1.1.2 Dinámica del sector azucarero. Durante 2011, el área sembrada en caña

en el valle geográfico del río Cauca llegó a 223.905 hectáreas (ha), lo que

representó un aumento de 2,6% frente a 2010 (en 2010 se había registrado un

aumento de 4,8% en el área sembrada)31

. A pesar de las condiciones climáticas

adversas presentadas durante gran parte del año como consecuencia del

fenómeno de La Niña, del área total sembrada en caña durante 2011 fueron

cosechadas 180.692 has, lo que representó un aumento de 4,8% frente al área

cosechada en 2010 (172.421 has). Por tanto, el porcentaje del área sembrada que

fue cosechada en 2011 (80,7%) fue menor al promedio de 2001- 2009 (87,5%). De

esta forma, debido al aumento del área cosechada, medida como porcentaje del

área sembrada, en 2011 se molieron 22,7 millones de toneladas de caña de

azúcar en los ingenios del Sector, 12,1% más que el año anterior32.

“El manejo adecuado de los cultivos y la programación estratégica de las labores

de cosecha permitieron que, a pesar del aumento en las lluvias durante 2010 y

2011 debido al fenómeno de La Niña, la relación de toneladas de caña por

hectárea (TCH) en 2011 fuera 122,1 TCH, lo que significó un aumento de 6,5%

frente al año anterior (114,6 TCH)33. El valor promedio anual de este indicador de

rendimiento en campo durante los últimos diez años fue 120,4. El indicador por

29


Ibídem. 31

LONDOÑO, L. Op cit. p. 72. 32

Ibidem. 33

LONDOÑO, L. Op cit. p. 75.


47

excelencia para medir el rendimiento del cultivo de caña y producción de azúcar

corresponde a la relación de toneladas de azúcar producidas por cada tonelada de

caña molida en los ingenios, expresada en términos porcentuales. Este indicador,

conocido como Rendimiento Comercial, pasó de 11,25% en 2010 a 11,38% en

2011. El valor promedio del Rendimiento Comercial durante los últimos diez años

fue 11,68%34.

Otro aspecto relevante del aumento en el volumen de exportaciones de azúcar

registrado en 2011 fue la mayor participación de las exportaciones de azúcar

blanco y refinado frente a 2010, que representaron el 88% del volumen total de las

exportaciones, la participación más alta registrada en la historia estadística del

Sector. Entre 2008 y 2011, la participación de las exportaciones de azúcar crudo

en la cesta de exportaciones de azúcar de Colombia se ha reducido al pasar de

25% a 12%35.

El valor de las exportaciones de azúcar en 2011 fue de USD 625,5 millones, lo que

representó un aumento de 67,3% frente a 2010, cuando tuvieron un valor de USD

373,8 millones. El menor valor de las exportaciones en 2010 estuvo asociado a la

reducción de la producción nacional como consecuencia de la ola invernal

registrada en el valle geográfico del río Cauca. El aumento de la producción

nacional en 2011 les permitió a los ingenios azucareros aumentar sus

exportaciones de azúcar tras haber atendido el mercado nacional de azúcar. Este

repunte del volumen de exportaciones se dio en el contexto de altos precios

internacionales, lo que significó que el valor de las exportaciones en 2011 fuera el

máximo histórico para el Sector. Con el aumento de la producción nacional y del

volumen de azúcar exportado, los mayores precios del azúcar en los mercados

internacionales durante 2011 permitieron que la participación de las exportaciones

del Sector Azucarero Colombiano en el total de exportaciones de los Sectores

Agropecuario e Industrial siguiera siendo importante36. En 2011, las exportaciones

de azúcar representaron el 21,7% del valor total de las exportaciones del Sector

34


Ibidem. 36

En las cuentas nacionales del DANE, la producción de azúcar se clasifica como industrial. El valor de las exportaciones de azúcar es sumado al valor de las exportaciones del Sector Agropecuario para cuantificar su participación.

48

Agropecuario, el 2,7% de las exportaciones industriales y el 1,1% del total de

exportaciones colombianas37.

2.1.1.3 Impactos económicos del proyecto. En primera instancia se aprecia que

la economía colombiana esta creciendo de manera importante en el ámbito

latinoamericano a pesar de la recesión internacional de Europa y Estados Unidos,

lo cual es favorable para el proyecto en el mercado nacional. De igual manera se

destaca el buen momento por el que pasa el sector cañero, a pesar de las fuertes

presiones climáticas que ha tenido con el fenómeno del niño y con el fenómeno de

la niña. Sin embargo, lo más favorable para el proyecto es la dinámica

internacional del sector que sustenta su crecimiento no solo en las líneas de

alimentos con el azúcar, sino con la línea energética, la cual esta creciendo de

manera importante con la producción de biocombustibles.

En este escenario de oportunidades económicas y sectoriales en el que

actualmente se encuentra el sector cañero en Colombia se podría afirmar que el

INGENIO DE OCCIDENTE es una inversión con altas probabilidades de éxito en

el mercado, ya que son pocas las empresas que participan en este sector en

Colombia y especialmente en la región del Cauca.

2.1.2 Factibilidad del mercado. El mercado del azúcar presenta una serie de

determinantes que afectan tanto la oferta como la demanda y debido a ello se

generan variaciones en los precios. Esto fue identificado por la OIA en el 2004 y

posteriormente revisados en el 201038. Se procederá a hacer una descripción de

su importancia.

Clima: El clima es indudablemente uno de los principales determinantes de la

oferta, no solo de azúcar sino de los bienes agrícolas en general, pues establece

tanto las condiciones de crecimiento de las plantas como la capacidad de realizar

una cosecha oportuna. En ambos casos pueden presentarse pérdidas o ganar en

rendimientos, según el manejo que se haya dado a las variables meteorológicas.

37


OIA, Demanda mundial de azúcar: Perspectivas hasta 2020, MECAS (10) 17. Octubre, 2010.

49

El clima también determina la longitud del periodo de zafra o época de cosecha en

cada región. Por esta razón, la duración de las zafras varía entre 5 y 8 meses,

como en China, Brasil, Guatemala, Sudáfrica y México. En el caso colombiano no

hay zafra. Ver tabla 5.

Tabla 5. Duración de la temporada de cosecha

C = Caña; R = Remolacha

Fuente: Organización Internacional del Azúcar (OIA).

Consumo de azúcar: De acuerdo con un estudio realizado por la OIA39 en el

2010, el crecimiento del consumo de azúcar es probablemente el factor más

influyente en el mercado mundial. La primera aproximación para la estimación de

una función de consumo de azúcar que realizó la OIA en el año 200440 llegó a dos

conclusiones importantes. De un lado, el aumento de la renta o del ingreso es el

39

OIA, Demanda mundial de azúcar: Perspectivas hasta 2020, MECAS (10) 17. Octubre, 2010. 40

OIA, “World Sugar Demand – Outlook to 2010”, MECAS (04) 17, 2004.

50

principal motor del consumo de azúcar en los países en desarrollo; de otro, que el

crecimiento de la población es el principal factor del consumo de azúcar en los

mercados maduros. Se considera un mercado maduro aquel que tiene un

consumo de azúcar superior a los 25 kg por persona al año.

Población: El crecimiento de la población es uno de los principales factores que

determinan el crecimiento del consumo mundial de azúcar. En la revisión realizada

en 2010 se encontró que para la última década hay una desconexión entre las

series, lo cual sugiere que hay factores adicionales que determinan el consumo. El

crecimiento de la población explicaría un poco más del 40% del crecimiento del

consumo. Esto varía de acuerdo con las características de las diferentes regiones.

En mercados maduros el crecimiento de la población hace que el consumo de

azúcar sea mayor, mientras que en mercados emergentes la importancia de otras

variables como la renta restan peso al crecimiento poblacional.

Renta – Ingreso: La historia muestra que el azúcar ha sido un bien muy apreciado

y tiene una preferencia importante en la canasta de consumo. En este sentido, se

espera que la demanda de azúcar se incremente en la medida que el ingreso

sube, dado que se trata de un bien considerado como de primera necesidad. Sin

embargo, la tasa de crecimiento del consumo será inferior a la tasa de crecimiento

del ingreso, ya que el consumidor tiene un máximo de ingesta de azúcar que no

depende del ingreso.

El consumo per cápita de azúcar está directamente relacionado con el incremento

en el ingreso per cápita; y que el crecimiento del consumo se suaviza cuando llega

a niveles de ingreso elevados. Esto quiere decir que la sensibilidad del consumo

de azúcar al aumento del ingreso es especialmente alta en países donde el

ingreso per cápita es bajo. En países con ingreso per cápita superior a los

US$5.000 la relación entre los dos factores es mucho más débil. Por tanto, el

incremento en el ingreso genera un aumento del consumo de azúcar mucho más

fuerte en los países en desarrollo que en los países desarrollados.

Precisamente en los países en desarrollo el incremento del ingreso es más

marcado. De acuerdo con la OECD, el crecimiento de las personas clasificadas

51

como de clase media será de un 76% entre 2009 y 2020. Si se amplía el horizonte

hasta el año 2030, el crecimiento será de 164% frente a 2009.

En la Tabla 6 se observa cómo el mayor crecimiento se da en Asia Pacífico, donde

la tasa de crecimiento entre 2009 y 2020 se prevé en 231%, y para el 2030 en

515%. Este marcado incremento hace que la participación de la clase media

aumente en el total mundial. Así, la clase media en Asia Pacífico pasará de

representar el 28% del total mundial en 2009 a ser el 54% y 66% en 2020 y 2030,

respectivamente. Esto tendrá amplias repercusiones en el consumo de azúcar.

Tabla 6. Proyecciones de crecimiento de la Clase Media (millones) y su

participación (%) en la población mundial

Fuente: OIA, Banco Mundial - Elaboración: Asocaña

Precios domésticos: El precio interno del azúcar es otro determinante del

consumo. De manera similar, un precio interno elevado puede dar lugar a una

situación equivalente a reducir el ingreso. De acuerdo con la OIA, el precio tiende

a ser más alto en las regiones más desarrolladas pero no necesariamente es la

norma.

Los precios del azúcar en África Ecuatorial y Meridional son más elevados que en

Extremo Oriente y Oceanía, que a su vez tiene precios más altos que los de

Europa Oriental y el Caribe, Centroamérica y Sudamérica. El relativamente alto

nivel de los precios domésticos en África Ecuatorial y Meridional y en Extremo

52

Oriente y Oceanía podría ser uno de los factores que explican sus bajos niveles de

consumo per cápita.

En Colombia el precio al consumidor final está por debajo del promedio, de

acuerdo con un monitoreo mensual que realiza Asocaña para verificar el precio de

venta al público en diferentes supermercados del mundo. Esto lo corrobora un

estudio de E-Concept realizado en 2011.

Producción de alcohol Carburante: La producción de alcohol carburante utiliza

como materia prima el azúcar, y por lo tanto cualquier variación en su producción

incide en la producción del edulcorante. En un horizonte de unos cuatro años se

prevé que otros ingenios ingresarán al mercado de alcohol. Esto podría

incrementar la capacidad de producción de 1.250.000 litros por día a 1.850.000

litros por día, si se cristalizan todos los proyectos que están en evaluación.

Como se observa en la Gráfica 4, esto implicaría una reducción temporal en la

oferta de azúcar de cerca de 143.000 toneladas, con lo cual la producción debería

quedar en niveles de 2.190.000 toneladas, suficiente para atender los

requerimientos del mercado interno en 1,4 veces.

Gráfica 4. Proyecciones de producción – caña molida, azúcar y alcohol

equivalente en azúcar

Fuente: LMC Internacional, 2008.

53

Es claro que el mercado interno siempre estará plenamente abastecido y que en

Colombia no habrá ninguna competencia entre la producción de alcohol

carburante y la producción de alimentos. A pesar de que el aumento en la

producción de alcohol sustituirá una porción de la producción de azúcar, esta

continuará en ascenso en el mediano plazo, como consecuencia del incremento

que se pueda lograr en los rendimientos.

2.1.2.1 Impactos del mercado para el proyecto. Los análisis del mercado

evidencian que en el corto plazo el crecimiento del sector de azúcar es lento, dado

que este se promueve especialmente por el crecimiento de la población y del

ingreso del consumidor. Sin embargo, existe una oportunidad importante en

Colombia, dado que gran parte de la producción de azúcar de los ingenios se esta

direccionando a la producción de alcohol carburante, lo que puede generar en un

lapso de tiempo un desabastecimiento parcial de azúcar en el mercado interno,

por lo tanto, existe una necesidad imperante de que empresas como el INGENIO

DE OCCIDENTE contribuyan con el aumento de la producción en el mercado

local.

De manera adicional se destaca que el sector azucarero en Colombia tiene una

producción permanente de azúcar durante todo el año, lo cual también favorece al

proyecto, en el sentido de que no sufre por estacionalidades en su producción.

2.1.3 Factibilidad Social. El Sector Azucarero en el país tiene un fuerte impacto

social porque es gran generador de empleo. De acuerdo con el último estudio

realizado por Fedesarrollo, se registra el empleo de 188.533 trabajadores directos

e indirectos en la cadena productiva de la caña de azúcar, de las fábricas de los

Ingenios hacia atrás. Esto significa que hay más de 750 mil compatriotas

beneficiados por estos empleos41.

Algo que es digno de resaltar es la contratación directa a término indefinido, de los

corteros de caña por parte de las empresas de las diferentes organizaciones

agroindustriales azucareras en el valle geográfico del río Cauca, que implica

mayor estabilidad, mejor productividad, disciplina y consolidación de los derechos

41

Ibid. Op cit p. 38.

54

y deberes de trabajadores y empresas. El avance del Sector Azucarero en este

proceso ha tenido el reconocimiento nacional e internacional de diversas

entidades públicas y privadas y hace parte de la Responsabilidad Social de los

Ingenios Azucareros que velan por la protección y la garantía de los derechos

humanos y laborales, apoyados en principios éticos.

En el marco de las alianzas público-privadas, el Sector a través de Asocaña ha

desarrollado importantes programas en beneficio de las familias de los corteros de

caña, alcanzando una cobertura en el año 2011 de 8.211 familias en el programa

denominado “Familias con Bienestar”, que desarrolla en alianza con el I.C.B.F.

Una de las prioridades que tradicionalmente ha caracterizado a este sector, en

cuanto a la inversión social se refiere, es la gestión en educación. En el 2011 se

dan pasos importantes hacia el fortalecimiento de la red educativa azucarera

ofreciendo más oportunidades a los hijos de los colaboradores de la agroindustria

en diecisiete Instituciones educativas que apoya el Sector, de las cuales hay cinco

que son propias de los Ingenios. En el 2011, se atendieron 12.591 estudiantes de

básica primaria, educación media, secundaria.

2.1.3.1. Impactos sociales del proyecto. Como se ha mencionado en el anterior

análisis, el sector cañero es un alto generador de empleos y de desarrollo integral

en las regiones donde se encuentran estas empresas, por lo tanto, la presencia

del INGENIO DE OCCIDENTE en la región de Villarica Cauca se va a convertir en

un motor de desarrollo social para sus habitantes, quienes por mucho tiempo han

sobrevivido de actividades económicas informales poco articuladas como la pesca,

la ganadería y La minería.

En este contexto, con el apoyo de un gremio organizado como ASOCAÑA y la

gestión empresarial del INGENIO DE OCCIDENTE se podrían generar programas

articulados que beneficien a la población y sus alrededores en materia de

educación, vivienda, empleo y capacitación, lo que impactaría de manera positiva

el desarrollo del municipio.

55

2.2 PLAN ESTRATÉGICO DEL PROYECTO

2.2.1 Objetivo. El proyecto agroindustrial INGENIO DEL OCCIDENTE S.A.S.

tiene como objetivo la industrialización y el beneficio de la caña de azúcar, a partir

de cultivos de caña de azúcar propios, localizados en el municipio de Villa Rica y

en su radio de influencia y vecindad: Jamundí, Puerto tejada, Guachene, Caloto

y Santander de Quilichao.

2.2.2 Definición industrial del proyecto. La industrialización de la caña de

azúcar presenta las siguientes opciones, a partir de la extracción del jugo:

Producción de Miel

Producción de Azúcar

Producción de Alcohol.

Combinación de procesos

Característica tecnológica importante del proyecto es la COGENERACION de

vapor y de energía eléctrica.

El proyecto optó por establecerse en su etapa inicial como un PRODUCTOR DE

MIELES Y SUS DERIVADOS, con la visión de ser reconocido a mediano plazo,

nacional e internacionalmente, por la calidad de sus productos.

Se decide empezar por los productos básicos del sector, dado que se busca en su

etapa introductoria dar a conocer la marca de sus productos en el mercado, para

que poco a poco vaya ganando un posicionamiento en el mercado nacional e

internacional.

Esta primera etapa incluye la cogeneración de vapor y de energía eléctrica.

Las otras opciones de producción serán evaluadas posteriormente, una vez esté

consolidada la primera fase, o sea la producción de miel.

56

2.2.3 Características del proyecto.

2.2.3.1 Plan de tierras. La estrategia básica del proyecto se fundamenta en la

operación con un plan de cañas propias para asegurar el suministro oportuno de

caña y a su vez una estabilidad en su precio. Para desarrollar la estrategia de

cañas propias, el proyecto incluye la compra y siembra de 5.000 plazas de tierra,

equivalentes a 3.200 hectáreas.

Al completar el 100% del plan de tierras, se tendrá la siguiente producción:

Area bruta 3.200 Has

Area sembrada 85% 2.620 Has

Producción de caña 110 Ton/Ha/Año 288.200 Ton/Año

Para el desarrollo del plan de tierras se seleccionó la zona del sur del

Departamento del Valle (Municipio de Jamundí) y el norte del Departamento del

Cauca (Municipios de Villa Rica, Puerto Tejada, Guachené, Caloto y Santander de

Quilichao).

Esta decisión se basó en el análisis de “costo beneficio” (precio de compra por

hectárea y producción de caña expresada en términos de

toneladas/hectárea/año). Estos datos se muestran a continuación en la tabla 7.

57

Tabla 7. Relación de tierras vs balance de producción esperada

Fuente: Autores

Se definieron como factores determinantes en la selección de predios:

Precio por hectárea

Disponibilidad de agua

Distancia real al sitio del ingenio.

2.2.3.2 Operación de campo. El campo será manejado con aplicación de las

últimas prácticas agrícolas recomendadas para el cultivo de la caña, que incluyen:

Diseño del campo: Loteo por suertes, sistema de riego, canales de drenaje,

callejones.

Mejoramiento y acondicionamiento físico – químico del suelo.

Selección de variedades.

Siembra: Planeación de la siembra con fines a la regularización de la cosecha.

58

Mantenimiento del cultivo: Fertilización, riego, aplicación de herbicidas y

manejo de plagas.

Cosecha, alce y transporte (CAT): Plan de corte, manejo de follaje,

asignación de recursos físicos, disponibilidad de vías.

Conservación de la plantación y resiembra

2.2.3.3 Corte, alce y transporte. Las operaciones de Corte, Alce y Transporte,

serán mecanizadas a mediano plazo. Las razones para esta determinación, entre

muchas otras, son:

Mejorar las condiciones laborales.

Eliminar la quema de caña (Exigencia legal).

Aumentar productividad y rendimientos.

Asegurar continuidad y regularidad en el abastecimiento de caña.

Adecuarse económica y tecnológicamente a la globalización

2.2.3.4 Operativa. Adicionalmente al insumo caña, el proyecto es gran

consumidor de carbón para la generación del vapor y de agua caliente requeridos

en los diferentes procesos.

A su vez, el proceso de obtención del jugo genera bagazo como subproducto. El

bagazo será canjeado con Propal por carbón, en términos de BTUs equivalentes.

La caldera será operada a alta presión, para mover una turbina de 3.500

kilowatios, dejando el vapor a la presión necesaria para el proceso.

Este diseño le permitirá al proyecto ser autosuficiente en el consumo eléctrico y

posiblemente le permita comercializar algunos excedentes. Ver tabla 8.

59

Tabla 8. Cálculos de la producción de energía esperada

Fuente: Autores

2.2.3.5 Tributaria y Comercial. El proyecto contempla acogerse a las últimas

disposiciones del gobierno nacional y de la DIAN, que le permiten establecerse

como “Zona Franca Uniempresarial”. Las características relevantes del proyecto:

Su condición de agroindustrial.

El monto de la inversión requerida.

Su generación de empleo lo califican para acceder a esta condición.

2.2.3.6 Localización de cultivos de caña. Según la figura 3 los cultivos de caña

del proyecto se localizarán por los lados de Jamundi por la vía del puente

Valencia, también en la región de Villarica, puerto tejada y Guachene; y por los

lados de Santander y Caloto en el Cauca.

DATOS DE CONSUMO BAGAZO TC

PRODUCCION TCD 2.1kG/vp x 1 Kg bagazo

800 Hrs efectivas trabajadas dia 22 300 Kg de Bagazo x ton/caña

CONSUMO VAPOR/HR/PROCESO 1100 lb/vphr BAGAZO/HR KG/VPHR LB/VPHR

36,4 TON/CAÑA/HR 10909,09091 22909,09091 50400 lb/vphr

40000 CONSUMO lb/vphr 2251,1 4727,272727 10400

2,3 Ton/hr BAGAZO TOTAL

1,13 ton/hr BAGAZO VENTA

CONSUMO DE AGUA= 10% (MAS) DE LA CAPACIDAD DE GENERACION VAPOR/HR EN LA CALDERA 22,5 ton/dia venta

88 Gpm H20

CALDERA 1 (Propal) 65000/LB/HR 600 LBS PRESION SALIDAPASA TURBOGENERADOR SALE20LBS

CALDERA 2 (Argentina) 22000/LB/HR 120 LBS PRESION SALIDASALE DESPUES DEL TURBO20LB PASA DE 22000

10% Mayor presion

2200

24200 CALD-#2

GENERACION 28 LBS/kW DE ENERGIA 65000 CALD-#1

1429 kW 89200 CAP.TOTAL

PROD.TCD

1622 TCD

INGENIO DEL OCCIDENTE CONSUMO DE VAPOR POR TONELADA DE CAÑA PROCESADA

DATOS CALDERAS INGENIO DEL OCCIDENTE S.A.S

60

Figura 3. Mapa de localización de cultivos de caña

Fuente: Autores

2.2.3.7 Desarrollo Industrial. Las fases de desarrollo del proyecto son:

Primera Fase: Producción de mieles de diferentes grados pool

Segunda Fase (o Tercera): Alcoholes y Anhídrido carbónico

Tercera fase (o Segunda): Azúcar

Cuarta fase (o Tercera): Derivados de la Vinaza

61

Las fases, a partir de la segunda, se definen de acuerdo con las características del

mercado al momento de la decisión (especialmente precios del mercado).

2.2.3.8 Proceso de Producción. El proceso de fabricación consta de los

siguientes subprocesos. Ver figura 4.

Figura 4. Diagrama del proceso simplificado

Fuente: Autores

Entrada o Alimentación de la caña de azúcar

La caña que llega a la Central Mielera se pesa en la báscula y luego se descarga

sobre el conductor de alimentación, con grúas tipo hilo o volteadores de

camiones.

Pesaje

Muestreo

Recibo Cañ

a

Desfibrador Difusor Concentrador MIEL Clarificador Jugo

Turbo

generador

Caldera

Vapor

de Alta

Vapor

de Baja

Energí

a

PROCESO

CO

GENERACION

MIEL

ENERGIA

BAGAZO

CACHAZA

PRODUCTOS

SUBPRODUCTOS

62

En este punto se “muestrea” la caña para su análisis de contenidos de sacarosa y

de material extraño (hojas, barro, etc.). Este análisis es fundamental para

completar el control de producción y eficiencia del campo y para hacer los ajustes

correspondientes en el proceso de producción.

Molienda y Preparación

La caña es sometida a un proceso de preparación que consiste en cortar los tallos

por medio de picadoras y mediante una desfibradora, se abren los trozos de tallo,

para facilitar la extracción del jugo.

La caña así preparada es transportada al proceso de extracción del jugo, mediante

un conductor provisto de un electroimán, para retirar elementos metálicos.

Extracción del jugo

Para la extracción del jugo, el proyecto trabajará con un tándem de 5 molinos con

tecnología de punta, para lo cual instalará equipos y componentes de última

generación.

La caña preparada, picada y desfibrada, entra al proceso de extracción del jugo,

configurado por 5 molinos de 4 masas de 27” x 48”, movidos por motores

eléctricos con sistema reductor de planetarios.

El proceso de extracción de jugo tendrá una capacidad de diseño de 145

toneladas de caña por hora

Adecuación del Bagazo

El bagazo sale de la última batería de molienda y es conducido a una bagacera

para su utilización como combustible o su venta. Para usarlo como materia prima

en la elaboración de papel.

63

Adecuación del Jugo.

Para su utilización adecuada, el jugo es sometido a dos procesos:

Clarificación: El jugo proveniente del proceso de extracción, pasa al tanque de

alcalización, donde se rebaja su grado de acidez y se evita la inversión de la

sacarosa, mediante la adición de una lechada de cal.

Este proceso ayuda a precipitar la mayor parte de las impurezas que trae el jugo.

El jugo alcalizado se bombea a los calentadores, donde se eleva su temperatura

hasta un nivel cercano al punto de ebullición y luego pasa a una batería de

clarificadores continuos, en los que se sedimentan y decantan los sólidos, en tanto

que el jugo claro que sobrenada es extraído por la parte superior. Los sólidos

decantados pasan a los filtros rotatorios y al vacío, los cuales están recubiertos

con finas mallas metálicas que dejan pasar el jugo, pero retienen la cachaza, que

puede ser usada agrícolamente.

Evaporación: Luego el jugo clarificado pasa a los evaporadores, que funcionan al

vacío para facilitar la ebullición a menor temperatura.

En este paso se le extrae el 75% del contenido de agua al jugo, para obtener el

jarabe o meladura.

La miel así obtenida es almacenada en tanques estacionarios para su venta y

distribución o para su utilización en otros procesos

2.2.3.9 Políticas del Proyecto.

Política Ambiental. INGENIO DEL OCCIDENTE S.A.S. es una empresa

especialmente respetuosa de su entorno ambiental, considerado de manera

integral:

64

Medio ambiente físico, en sus manifestaciones paisajísticas, aire, agua,

ruido, olores.

Medio social, en su interrelación con los distintos actores y estamentos

sociales, culturales y económicos de su entorno.

Medio laboral, en su integración, mejoramiento y desarrollo integral de su

fuerza laboral.

Política Laboral

Generación de Empleo: Abrir las puertas para la contratación prioritaria de

personal disponible en Villa Rica:

Profesional,

Técnico,

Trabajadores de Campo

Salarios: El personal directo tendrá, como mínimo, los niveles de salario,

prestaciones sociales, seguridad social y beneficios parafiscales que ordena la ley.

Contratistas: En el caso de contratistas, la empresa estará vigilante para que los

trabajadores de sus contratistas reciban los salarios, seguridad social y demás

beneficios legales.

Política Social. INGENIO DEL OCCIDENTE S.A.S. considera el Crecimiento

Económico de su área de influencia como el motor determinante del Mejoramiento

de las Condiciones de Vida de su población.

Pero el solo crecimiento económico no basta, sino que es necesario adelantar

programas sociales, con participación ciudadana.

Política Social Comunitaria. La política social comunitaria hacia el Municipio

de Villa Rica estará enmarcada dentro de los postulados generales que rigen para

la Responsabilidad Social Empresarial “RSE”:

65

Beneficio Social (sin detrimento de la empresa)

Rentabilidad Social (resultados medibles)

Desarrollo de Programas Sostenibles (en el tiempo)

No duplicar esfuerzos ( con actividades ya en desarrollo)

No asumir responsabilidades estatales (básicas)

Participación de la comunidad (y de sus entes)

Relación con la Municipalidad. INGENIO DEL OCCIDENTE S.A.S. en la

ejecución de su proyecto mantendrá una activa comunicación con la municipalidad

de Villa Rica para desarrollar actividades conjuntas, enmarcadas dentro de

principios de honestidad, transparencia, austeridad y persistencia.

66

3. DISEÑO DEL PROYECTO

En este capítulo se plantea el diseño básico, ya que con este diseño se define la

ubicación de los equipos dentro de la planta se podrá iniciar la licitación e

instalación de los equipos, la gestión de compras de los equipos nuevos y la

gestión de la ingeniería de detalle para toda la infraestructura requerida.

En el diseño básico se incluye la infraestructura del sistema contra incendio,

tratamiento de efluentes, captación de agua cruda, taller agrícola, sistema de

almacenamiento de combustibles, el ingenio en si, plantas futuras (en el caso de la

instalación de una planta de alcohol, se puede dejar el espacio para una planta de

CO2, producción de alimento para animales y fertilizantes).

Para el ingenio se incluye la ingeniería básica de la parte de proceso y los

sistemas de manejo y almacenamiento de carbón, sistema de almacenamiento y

despacho de bagazo y sistema de manejo de cachaza

Se destaca que con un buen diseño básico se ahorra tiempo y costos en las fases

posteriores del proyecto como son la ingeniería de detalle; compras, montaje y

puesta en marcha.

3.1 ALCANCE

La ingeniería básica comprende las siguientes áreas de trabajo; sección de recibo

de cana, de preparación y molienda, sección de tratamiento de jugo, sección de

evaporación, sección de generación de vapor – caldera, sección de captación y

tratamiento de agua para calderas, sección de preparación de químicos, sección

de generación eléctrica – turbogenerador, circuito de bagazo y carbón.

3.2 DISEÑO BÁSICO

La ingeniería básica comprende las siguientes actividades entregadas para cada

proceso.

67

Figura 5. Descripción de los procesos de diseño básico

En el anexo C de este documento se puede visualizar el flujograma de procesos

con el diseño físico de la planta.

68

3.3 RECURSO HUMANO

Para el desarrollo del proyecto se cuenta con los siguientes cargos, los cuales

están distribuidos en el organigrama de la figura 6.

Tabla 9. Relación de cargos por áreas

Fuente: Autores

AREA ZONA PERSONAL TURNOS PERFIL SUELDO CARGA PRES TOTAL

PATIOS CANA BASCULA 1 3 BACHILLER 1.300.000$ 2.028.000$ 6.084.000$

DESCARGUE CANA 1 3 BACHILLER 1.300.000$ 2.028.000$ 6.084.000$

CONDUCTOR CANA 1 3 BACHILLER 1.300.000$ 2.028.000$ 6.084.000$

MOLINOS SUPERVISOR 1 3 MECANICO-TECNICO 2.500.000$ 3.900.000$ 11.700.000$

OPERARIO 1 3 BACHILLER 1.500.000$ 2.340.000$ 7.020.000$


CALDERA OPERARIO 1 3 MECANICO-TECNICO 1.500.000$ 2.340.000$ 7.020.000$

AYUDANTE 1 3 BACHILLER 850.000$ 1.326.000$ 3.978.000$

-$

BAGACERA OPERADOR 1 3 BACHILLER 1.500.000$ 2.340.000$ 7.020.000$

CONDUCTORES AYUDANTE 1 3 BACHILLER 850.000$ 1.326.000$ 3.978.000$

ELABORACION SUPERVISOR 1 3 TECNOLOGO QUIMICO 2.500.000$ 3.900.000$ 11.700.000$

AYUDANTE 1 2 BACHILLER 850.000$ 1.326.000$ 2.652.000$



SUPER-NUMERARIO 1 3 BACHILLER 1.500.000$ 2.340.000$ 7.020.000$

JEFE DE AREA 1 1 ING. QUIMICO 3.500.000$ 5.460.000$ 5.460.000$

MANTENIMIENTO MECANICO 1 3 MECANICO SENA O SIM 1.700.000$ 2.652.000$ 7.956.000$

AYUDANTE 1 3 CAP.SENA 1.200.000$ 1.872.000$ 5.616.000$

ELECTRICISTA 1 3 SENA 1.700.000$ 2.652.000$ 7.956.000$

INSTRUMENTISTA 1 3 SENA 1.700.000$ 2.652.000$ 7.956.000$

LUBRICADOR 1 3 SENA 1.500.000$ 2.340.000$ 7.020.000$

OPERADOR PLANTA 3 SENA 1.700.000$ 2.652.000$ 7.956.000$

Y TURBO 1

JEFE MANTO.MECANICO 1 1 ING.MECANICO 3.500.000$ 5.460.000$ 5.460.000$

JEFE MANTO.ELECTRICO 1 1 ING. ELECTRICISTA 3.500.000$ 5.460.000$ 5.460.000$

162.240.000$

TOTAL OPERACION X TURNO 19 3 57

SUPERVISORES 2 3 6

ADMON PLANTA 3 1 3

TOTAL 66

PERSONAL INGENIO DE OCCIDENTE FABRICACION MIEL

69

Figura 6. Organigrama del proyecto

Fuente: Autores

Figura 7. Foto Talento Humano

Fuente: Autores

Maurice Armitage

Presidente de Proyecto

MC construcciones (Marcelino Mosquera)

Obra Civil

Metal Quivar (Edwin Ibáñez, Daniel

Quiñonez)Estructuras

Rafael Bello

Estructuras

Carlos Perez

Estructuras

Pablo Leiton

Montaje caldera

Ing. Luis Alfredo Girón

Director de Proyecto

Ing. Carlos Andrés Cortes

Asistente de Proyecto

Luis Alberto Quengua

Dibujante de Proyecto

Ing. Luis Rodríguez

Jefe. Mtto eléctrico

Tec. Wilson Taba

Asistente Mtto eléctrico

70

4. MONTAJE DEL PROYECTO

4.1 PARÁMETROS GENERALES DEL MONTAJE

4.1.1 Producto. Se elaborará, mayoritariamente, azúcar sulfitado con calidad de

blanco directo especial (NTC 2085): 180 mau máximo de color y 80 mau máximo

de turbiedad.

4.1.2 Capacidad de Producción.

Molienda inicial de 800 toneladas de caña/día (TCD) y expansión en el

mediano plazo a 3.000 TCD, en días de 22 horas, es decir con 8,3 % de tiempo

perdido del tiempo hábil.

Extracción diluida de 105 Jugo % caña, equivalente a una maceración de 34

% caña.

Sacarosa de 13,5 % caña.

Rendimiento de 11.5 azúcar % Caña.

A continuación en la tabla 10 se muestra el balance de capacidad de producción.

Tabla 10. Balance de capacidad de producción

Fuente: Autores

Unidades Producción Formulación Indicador

Ton. De cana Ano 288200 # Fincas/Producción Ton. Finca Promedio

Ton. De cana mes 26200 Ton. Año/11meses Producción mes

Producción día 1048 Ton. Mes/25 días Producción /días trabajados

producción hora 48 Ton. Día/22hrs 8% Tiempos muertos Promedio

Necesidades de Vapor 52400 Prod.hora*1100lb.v.h Lbs.vapor Promedio diseño

Bagazo proceso 13 Ton/hr*27% Bagazo/Ton. Bagazo (%) cana

Producción vapor x lb. bagazo 58080 Bagazo proc*1000kg*2,2lb*2,2lb libras de vapor por TCH molida

Almacenamiento Bagazo 3 total vapor-necesidas vapor/2,2/1000 Kgs. de bagazo almacenado

Jugo de Molinos 48 ton(día)/hrs(efectivas)trabajadas Producción día/hrs.trabajadas

Energia consumida 30 kw.hr/ton

Azúcar de Proceso 5,2 Prod.hora*11% sacarosa % cana convertida en azúcar

Miel Final de Proceso 1,4 (%)miel * ton.(cana) % Miel Final

Miel de 70 Brix 9,9 4,8ton(cana)=1 ton miel % de grados Brix

71

4.1.2 Lineamientos Técnicos.

Punto Inicio: salida del jugo mixto del sistema de separación del bagacillo.

Punto final: Azúcar envasado en su presentación final justo antes de la

entrada a la bodega de producto terminado.

Se elimina de este alcance los evaporadores y los tachos.

Se incluye el diseño del edificio e instalaciones y las especificaciones de la

dotación de instrumentos del Control Industrial (Laboratorio).

4.2 DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE DE TUBERIAS Y TANQUES

Para la operación normal de la fábrica se deben diseñar todas las tuberías que

manejen los diferentes fluidos hasta llegar con la meladura al tanque de

almacenamiento. Para esta operación se han considerado las siguientes

estaciones:

4.2.1 Sistema de Bombeo de Jugo.

Sistema de bombeo de jugo del molino al tanque de jugo crudo

Sistema de bombeo de jugo del tanque de jugo crudo al sistema de encalado

y al tanque de encalado

Sistema de bombeo de jugo del tanque de jugo encalado a los calentadores

secundarios y al clarificador

Sistema de bombeo de jugo del tanque de jugo clarificado a los calentadores

primarios y al primer efecto de evaporación.

4.2.2 Sistema de Bombeo de Condensados.

Sistema de bombeo desde el tanque de condensado hasta el Desaireador

Sistema de bombeo entre los tanques de condensado

Sistema de bombeo para el agua de maceración

72

Sistema de bombeo desde el Desaireador al economizador de la caldera

Sistema de bombeo para el agua de inyección del condensador barométrico.

4.2.3 Sistema de Tubería de Vapor y Gases.

Línea de vapor desde la salida del vapor sobrecalentado de la caldera hasta la

turbina del generador.

Línea de escape desde la turbina hasta el primer efecto de evaporación

Línea de escape hasta los calentadores y el Desaireador.

Líneas de gases entre los evaporadores y al condensador barométrico.

4.2.4 Sistema de Tuberías de Jugo.

Línea de jugo desde el molino hasta la alimentación al primer efecto de

evaporación.

Línea de meladura desde el cuarto efecto hasta el tanque de almacenamiento

de meladura.

Líneas de circulación de jugo entre los cuatro efectos de evaporación.

4.2.5 Sistema de Tuberías de Agua y Condensados.

Línea de descarga de condensados de los cuatro efectos de evaporación.

Línea de descarga del concentrador al condensador barométrico

Línea de descarga del condensador barométrico al foso de sello

Alimentación de agua de inyección para el condensador barométrico.

Línea de condensados entre los tanques de condensado

Línea de alimentación de los tanques de condensados al Desaireador.

Línea de alimentación de agua desde el Desaireador al economizador de la

caldera.

Línea de agua de maceración desde el tanque de condensados hasta el

molino.

73

4.2.6 Tanques de Almacenamiento.

Tanque de jugo crudo

Tanque de jugo encalado

Tanque de jugo clarificado

Tanques de condensados (son 3 tanques)

Tanque de meladura

4.2.7 Especificación de los Sistemas de Bombeo.

De acuerdo con el diseño de tuberías y las caídas de presión en cada equipo se

hará la especificación de las bombas requeridas en cada uno de los sistemas de

bombeo.

4.2.7.1 Fabricación de las Tuberías. Todas las tuberías requeridas serán

diseñadas considerando las condiciones de operación de cada fluido, de igual

manera se hará un análisis especial para el diseño y manejo de la línea de escape

considerando que la presión de salida del turbo es de 50 psi y el consumo en

evaporación es solo 20 psi.

Para las tuberías de vapor y escape serán diseñados y especificados los sistemas

de trampeo.

Todas las tuberías tendrán su análisis de flexibilidad para definir los tipos y puntos

de soportes. Adicionalmente serán diseñados los cabezales de succión y descarga

para todas las estaciones de bombeo.

Serán diseñados los espesores y tipos de aislamientos para las tuberías que lo

requieran, también serán trazadas las rutas que eviten las interferencias entre

líneas.

74

4.2.7.2 Diseño de los tanques de almacenamiento. Los tanques de

almacenamiento serán diseñados considerando las normas requeridas de acuerdo

con los fluidos a manejar en cada estación.

4.3 DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE DE LOS GENERADORES DE ENERGIA

Se proyecta el montaje de un turbo generador ruso de 4 MW , procedente de un

central paralizado, sobre la cimentación de uno de los turbos General Electric,

agregándole dos columnas por el lado de la turbina. El mismo trabajará a 18 ata

de presión y dará su escape a la línea general de alta.

Por su parte se tomará la turbina GE No. 1 y se ensamblará el generador GE No.

2 para conformar un turbo generador en buenas condiciones, el cual seguirá

trabajando con los parámetros del vapor de 11 ata.

Con vistas a explotar al máximo la generación de energía eléctrica se planifica el

montaje de una línea de vapor de escape hacia la destilería (diámetro 400 mm),

quedando la opción de darle vapor directo para el periodo inactivo con la

interconexión actual.

Para poder producir alcohol al mayor periodo de tiempo con biomasa y disminuir la

cantidad de miel a comprar en los complejos se asume extraer miel B del proceso,

lo que implica un incremento significativo del sobrante de bagazo durante la zafra,

el cual se proyecta almacenar en un plato de Jibacú cercano al ingenio. Al concluir

la misma se combustionará en la caldera Evelma, pasando el vapor directo por el

turbo de la destilería y el escape de este ira al proceso alcoholero. La reposición

del agua de alimentar la caldera se tomara de la planta de tratamiento.

Par facilitar la solución de brindar la alimentación a todas las cargas eléctricas del

ingenio con la calidad requerida y un nivel de inversión lo mas bajo posible, se

concibió, para esta etapa transitoria con dos turbogeneradores a dos niveles de

voltajes diferentes, un esquema de distribución de la energía eléctrica que se

75

muestra en el esquema monolineal adjunto y cuyas características principales son

las siguientes:

Se aprovechara la sección de la barra a 0.48 KV existente para la alimentación de

las cargas del área de fabricación. A esta barra se conecta el turbogenerador

¨General Electric¨ de 2 MW / 0.48 KV, así como el banco de enlace con el SEN, el

cual el cual se propone mantener por esta barra para evitar la inversión que

implicaría un nuevo banco de enlace de 6.3 / 33 KV para esta zafra.

Se dispondrá además de una barra a 6.3 KV a la que tributará el turbogenerador

ruso de 4 MW y cuyos paneles de salidas, control y protección serán adquiridos

junto con el turbogenerador.

Desde esta barra se alimentarán los motores eléctricos de los molinos y las

cuchillas de picar caña, así como toda la carga eléctrica del área de calderas y

molino basculador, para lo que se montaran dos subestaciones de 1 MV A cada

una, de 6.3 / 0.48 KV.

Para la interconexión de las barras de 6.3 KV y 0.48 KV, los que se ubicarían en la

propia planta eléctrica y su localización será en la fabrica. Este banco se prevé

con suficiente capacidad para poder asumir toda la carga de la barra de 6.3 KV. A

continuación se muestra el análisis técnico de capacidad y costos de inversión de

cada equipo generador de energía.

76

Figura 8. Capacidad e inversión de las calderas

Fuente: Autores

Figura 9. Foto Montaje de calderas

Fuente: Autores

77

Figura 10. Capacidad e inversión del Turbogenerador

Fuente: Autores

Figura 11. Foto Montaje de Turbogenerador

Fuente: Autores

78

Figura 12. Capacidad e inversión del Patio de Caña

Figura 13. Foto Montaje de Patio de Caña

Fuente: Autores

79

Figura 14. Capacidad e inversión de Molinos

Fuente: Autores

Figura 15. Foto Montaje de Molinos

Fuente: Autores

80

Figura 16. Capacidad e inversión de Elaboración

Fuente: Autores

Figura 17. Capacidad e inversión de Tanque de Almacenamiento de agua

Fuente: Autores

81

Figura 18. Capacidad e inversión de Piscina

Fuente: Autores

Figura 19. Capacidad e inversión de Bagacera

Fuente: Autores

82

Figura 20. Capacidad e inversión de Tanque de Miel

Fuente: Autores

Figura 21. Capacidad e inversión de servicios generales

Fuente: Autores

83

4.4 CRONOGRAMA DE ARRANQUE DEL PROYECTO

En la Tabla 11 que se muestra a continuación se presenta el cronograma de

actividades del montaje del proyecto, el cual se planea de febrero a julio del año

2013.

Tabla 11. Cronograma de actividades del proyecto

AREA PREPARACION CAÑA FEBRERO

ITEM DESCRIPCION 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 Consecución bascula para Alargar A 36 MTS

2 Obra civil bascula

3 Montaje bascula

4 Instalación eléctricas bascula

5 Medidor de sacarosa bascula

6 Fundición pisos

7 Afirmado interno de rampa

8 fundición pisos

9 Construcción barandas

10 Construcción sistema hidráulico

11 Diseño mesa de caña

12 Obra civil mesa de caña

13 Construcción mesa de caña

14 Montaje mesa de caña

15 Armado de conductor de caña

16 Montaje transmisión conductor

17 PRUEBAS

AREA MOLINOS

18 Construcción Nivelador

19 Montaje Nivelador

20 Montaje Transmisión picadora

21 Consecución transmisión picadora

22 Montaje transmisión picadora

23 Consecución transmisión desfibradora

24 Montaje transmisión desfibradora

25 Construcción conductor caña #2(banda)

26 Obra civil conductor de caña #2

27 Montaje estructura soporte conductor de banda #2

28 Armado de rodillos y montaje de Banda

29 Montaje de transmisión conductor de banda

30 Consecución y montaje Electroimán

MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO

84

Continúa Tabla 11


ITEM DESCRIPCION 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

AREA MOLINOS

30 Armado de molino #1

31 Montaje conductor intermedio


33 Montaje de conductor intermedio



36 Montaje de molino #4



39 Montaje de molino #5


41 Diseño,fabricacion,montaje pasarelas molinos

42 Montaje Motor-Reductor-Acople Molino #1





47 Construcción y Montaje tanques de jugo #1,2,3,4,5

48 Consecución y Montaje bombas de Jugo #1,2,3,4

49 Montar filtro tromel

50 Construir tornillo sin fin descargue filtro

51 Montaje tornillo sin fin descargue filtro

52 Consecución y Montaje Bomba jugo filtrado hacia bascula

53 Montar sistema de maceración en molinos

54 Montar sistema hidráulico (flotación ) #1,2,3,4,5

55 Montar sistema lubricación molinos #1,2,3,4,5

56 Montar sistema eléctrico longitudinal Pte. grúa

57 Montar sistema eléctrico transversal puente grúa

58 Diseñar sistema eléctrico

59 Montar sistema eléctrico

60 Pruebas

AREA CALDERA

61 Prueba hidrostática

62 Montar sistema lubricación chumaceras parrilla

63 Solicitar aceite probar unidad hidráulica

64 Montar rieles parrilla

65 Instalar refractario

66 Construir cubierta caldera

67 Diseñar sistema descargue tolvas de ceniza

68 Montar bafle de 12"

69 Montar válvulas

70 Montar drenajes

71 Montar Ventilador sobre fuego

72 Montar sistema venteo parte superior

73 Adecuar tanque pulmón caldera

MARZO ABRIL MAYO JUNIO

85

Continúa tabla 11



AREA CALDERA

74 Consecución y Montaje bomba refrigeración caldera

75 Obra civil bagacera

76 Montaje estructura

77 Montaje cubierta

78 Obra civil estructura conductor bagazo

79 Construcción estructura conductor de bagazo

80 Consecución cadena conductor de bagazo

81 Consecución transmisión conductor de bagazo

82 Montaje cadena conductor de bagazo

83 Montaje Transmisión conductor de bagazo

84 Diseñar instrumentación caldera

85 Montaje Instrumentación

86 Diseño sistema eléctrico caldera

87 Montaje sistema eléctrico

88 PRUEBAS

AREA GENERACION ENERGIA

89 Diseño sistema electrónico gobernador

90 Montaje sistema electrónico gobernador

91 Conexión Lubricación gobernador

92 Conexión sistema presión gobernador

93 Diseño aislamiento

94 Montaje aislamiento turbogenerador

95 Pruebas

AREA TRATAMIENTO AGUA

96 Pruebas de calidad de agua

97 Definir tratamiento de agua

98 Conseguir equipos tratamiento H20 o adaptar(Existe)

99 Realizar interconexión de equipos

100 Construir tubería desde tanque H20 tratada hasta

tanque pulmón caldera.

101 Montar tubería interconexión tanques (TT/PUL)

102 Montar tubería tanque pulmón- desaireador

AREA RACK DE TUBERIAS

103 Montaje estructura rack

104 Montaje tubería interconexión caldera-turbogenerador

105 Montaje tubería interconexión Turbo-evaporadores

106 Montaje tubería interconexión evaporadores-tanque

AREA ELABORACION107 Construccion y montaje cubierta edificio

108 Construccion y montaje de pisos peatonales

109 Construccion y montaje de escaleras de acceso

Pesaje de jugo.

110 Báscula Jugo Mixto

111 Tanque de alimentación

112 Tanque pesador

113 Tanque recibidor

Preparación de Sacarato de calcio.

114 Apagador de Cal

115 Tanque de tamizado

116 Tanques Preparación/dosificación Sacarato calcio


86

Continúa tabla 11



AREA ELABORACION

Preparación de floculante.

117 Dosificación de floculante (tolva, vibrador, embudo hidratador)

118 Tanque preparador floculante Jugo

119 Tanque de maduración/dosificador Jugo

120 Bombeo de dosificación y Tuberías de interconexión y servicio

Calentamiento del Jugo

121 Calentador JE Primario

122 Tanque de Transición

123 Calentador JE Secundario

124 Calentador JE Terciario

Clarificador de jugo

125 Tanque de expansión (Flash)

126 Clarificador de jugo SRT

Filtración de Cachaza

127 Malla/Tolva Recolección de Bagacillo

128 Ciclón separador de Bagacillo

129 Cachazón

130 Filtro Rotatorio de Cachaza

131 Tanques separadores de Jugo Filtrado

132 Condensador Barométrico Cachaza

133 Bombeo de Cachaza

Filtración de Jugo Claro.

134 Tromel de Jugo Claro

Tanque de amortiguación de jugo claro.

135 Tanque de amortiguación

Recalentadores de Jugo claro

136 Recalentador de JC Primario

137 Recalentador de JC Secundario

138

Tuberías de interconexión, de jugo, servicios de agua, soda,

vapor y agua de condensados

Evaporación

139 Evaporador de Jugo

140 Evaporador No 2

141 Evaporador No 3

142 Evaporador No 4

143 Condensador barométrico del Concentrador

144 Bomba de vacío

Sistema CIP con soda

145 Tanques de soda

146 Tuberías de interconexión y servicio de agua.

Sistema de Enfriamiento de agua para Vacío de Elaboración

147 Piscina de enfriamiento

Clarificación de Meladura

148 Tanque de amortiguación de meladura cruda

149 Tanque de mezcla/aireación

150 Calentador de meladura

151 Clarificador de meladura

152 Tanques de Preparación/dosificación de Floculante

153 Tanque de meladura clarificada

Cocimiento

154 Tacho de Masa 1a.

155 Condensador Barométrico del Tacho de 1a.





160 Semillero Magma 2a.

161 Semillero de Magma 3a

162 Semillero Cristal Fino

163 Semillero Cristal Desarrollado


87

Continúa tabla 11

Fuente: Autores

4.5 INVERSIONES

Las inversiones del proyecto ascienden a un valor aproximado de

$20.171.762.319, los cuales se describen a continuación en la tabla 12 en los

siguientes costos por área. (Ver la descripción de ellos en anexos).



AREA ELABORACION Recibidores de Masas

164 Recibidores de Masas 1a.

165 Recibidores de Masa 2a.

Cristalizadores de Masas 3as

166 Recibidor de masas 3a.

167 Cristalizadores de masas 3as

168 Recalentador de masas 3as.

Purga de Masas

169 Mezcladores/alimentadores de Masas

170 Centrífugas de masas 1a.

171

Banda transportadora de azúcar húmeda, grado alimentos,

con accionamiento mecánico-eléctrico

172 Tanque para disolver Mieles 1as

173 Centrífugas de masas 2a.

174 Mingler para formar la Magma 2a..

175 Tanque para disolver Mieles 2a

176 Centrifuga de Masa 3a.

177 Mingler Magma 3a..

Sistema neumático

178 Consecución compresor sistema neumático

179 Montaje de compresor

180 Interconexión tubería neumática

Manejo de Azúcar.

181 Elevador de cangilones.

182 Tolva de amortiguación.

183 Tornillo sinfín de alimentación.

184 Secadora

185 Tanque disolutor de polvillo

186 Clasificadora de azúcar seca.

187 Conductor de azúcar seca.

Sala de envase

188 Tolva de almacenamiento/distribución

189 Banda de azúcar a ensacadoras

190 Báscula automática para envasar sacos de 50 kg.

191 Banda transportadora de sacos llenos abiertos.

192

Cocedora de sacos de papel/polipropileno para cerrar sacos

de 50 kg.

193

Máquina formadora de bolsas de polietileno y llenadora en

presentación familiar de 1kg y 2.5 kg. Volumétrica

194

Rotonda para alimentar el envasado manual de sacos de

polipropileno 25 kg con las bolsas de 1 kg y 2.5 kg.

195 Banda transportadora para sacos de 25Kg y 50 kg

196 Consecución y montaje equipos laboratorio


88

Tabla 12. Presupuesto de Inversiones del proyecto

RECURSO O ACTIVIDAD POR AREA VALOR

PREPARACION CAÑA 250.000.000$

EDIFICIO PARA MOLINOS 613.699.137$

OBRA CIVIL EQUIPOS 120.000.000$

MOLINOS 3.100.000.000$

TRANSMISIONES 2.241.603.000$

ACOPLES ACIP 308.102.521$

PLATAFORMAS 80.000.000$

BOMBAS PARA MOLINO 140.353.210$

SISTEMA ELECTRICO 250.000.000$

CONDUCTORES 180.000.000$

FILTRO TROMEL 80.832.000$

PUENTE GRUA 108.064.000$

MOLINOS 7.222.653.868$

CALDERA 1.413.838.884$

MANO DE OBRA 80.000.000$

BOMBA PARA GNERACIÓN Y POTENCIA 80.000.000$

GENERACIÓN Y POTENCIA 1.923.838.884$

COMPRA Y MANTO 350.000.000$

REGULADOR DE PRESION 120.000.000$

SISTEMA ELECTRICO 80.000.000$

TURBO GENERADOR 550.000.000$

EDIFICIO PARA SUBESTACIÓN ELECTRICA 75.000.000$

PLANTA ELECTRICA 188.000.000$

TABLEROS 100.000.000$

TRAFO 200.000.000$

CELDAS 90.000.000$

OTROS 18.262.795$

SUBESTACIÓN ELECTRICA 671.262.795$

EDIFICIO PARA ELABORACIÓN 1.082.850.091$

EVAPORADORES 680.031.091$

TACHOS 678.409.448$

CENTRIFUGAS 1.401.839.000$

CLARIFICADOR(JUGO-MELADURA) 300.000.000$

SECADORA 350.000.000$

TANQUES 150.000.000$

89

Continúa tabla 12

Fuente: Autores

RECURSO O ACTIVIDAD POR AREA VALOR

SUBESTACIÓN ELECTRICA 671.262.795$

EDIFICIO PARA ELABORACIÓN 1.082.850.091$

EVAPORADORES 680.031.091$

TACHOS 678.409.448$

CENTRIFUGAS 1.401.839.000$

CLARIFICADOR(JUGO-MELADURA) 300.000.000$

SECADORA 350.000.000$

TANQUES 150.000.000$

FILTRO DE CACHAZA 296.650.000$

FILTRO DE JUGO CLARIFICADO 125.794.800$

BOMBAS PARA ELABORACIÓN 120.000.000$

EQUIPOS ADICIONALES 450.000.000$

EMPACADORA 150.000.000$

CALENTADORES 200.000.000$

ELABORACIÓN 5.985.574.430$

CERRAMIENTO 280.325.561$

BANDAS TRANSPORTADORAS 350.000.000$

BASCULA 80TON. 98.053.760$

PISCINA DE ENFRIAMIENTO 241.784.173$

MOTOBOMBAS 150.000.000$

BOQUILLAS 80.000.000$

TUBERIA 60.000.000$

PISCINAS 531.784.173$

TALLER AGRICOLA(INFRAEST) 48.268.848$

PTAR 60.000.000$

PAVIMENTO VIAS 350.000.000$

TUBERIAS 600.000.000$

INSTRUMENTACION Y CONTROL 1.100.000.000$

IMPREVISTOS 500.000.000$

INVERSION TOTAL DEL PROYECTO 20.171.762.319$

90

4.6 EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL PROYECTO

En el siguiente segmento se determinan los beneficios que obtendrá el INGENIO

DE OCCIDENTE SAS con esta propuesta planteada.

Para ello se establece el costo - beneficio de la propuesta, la cual será evaluada

con criterios de evaluación de proyectos como lo son el VPN (Valor presente neto)

y la TIR (Tasa Interna de Retorno).

4.6.1 Presupuesto de producción y venta.

En primera instancia se establece los consumos de vapor, de bagazo, de agua y

de energia por tonelada de caña procesada. (ver tabla 13).

Tabla 13. Consumos de producción por tonelada procesada

Fuente: Autores

DATOS DE CONSUMO BAGAZO TC

PRODUCCION TCD 2.1kG/vp x 1 Kg bagazo

800 Hrs efectivas trabajadas dia 22 300 Kg de Bagazo x ton/caña

CONSUMO VAPOR/HR/PROCESO 1100 lb/vphr BAGAZO/HR KG/VPHR LB/VPHR

36,4 TON/CAÑA/HR 10909,0909 22909,0909 50400 lb/vphr

40000 CONSUMO lb/vphr 2251,1 4727,27273 10400

2,3 Ton/hr BAGAZO TOTAL

1,13 ton/hr BAGAZO VENTA

CONSUMO DE AGUA= 10% (MAS) DE LA CAPACIDAD DE GENERACION VAPOR/HR EN LA CALDERA 22,5 ton/dia venta

88 Gpm H20

CALDERA 1 (Propal) 65000/LB/HR 600 LBS PRESION SALIDA PASA TURBOGENERADOR SALE 20LBS

CALDERA 2 (Argentina) 22000/LB/HR 120 LBS PRESION SALIDA SALE DESPUES DEL TURBO 20LB PASA DE 22000

10% Mayor presion

2200

24200 CALD-#2

GENERACION 28 LBS/kW DE ENERGIA 65000 CALD-#1

1429 kW 89200 CAP.TOTAL

PROD.TCD

1622 TCD

INGENIO DEL OCCIDENTE CONSUMO DE VAPOR POR TONELADA DE CAÑA PROCESADA

DATOS CALDERAS INGENIO DEL OCCIDENTE S.A.S

91

Igualmente se calcula la meladura para sacar los balances de elaboración del

producto.

Tabla 14. Calculo de la Meladura de Caña

Fuente: Autores

Finalmente se establece el balance de elaboración de los productos con los cuales

se establece los ingresos por ventas de azúcar y de miel. (Ver tabla 15).

Tabla 15. Presupuesto de ventas del producto

Fuente: Autores

4.6.2 Evaluación Financiera del proyecto.

Teniendo en cuenta los datos de ventas anterior se establece una evaluación

financiera con proyección a cinco años, considerando la tasa de crecimiento del

FORMULA CALCULO MELADURA

KG EXTRACION BRIX ENTRADA BRIX SALIDA

1000 1,03 14,5 65

229,7692308 M = kg x Extr x Brix Entr x Brix Sali

TCD 800,0 PROD-/ DIA 123.200.000$

JUGO 800 TON PROD/ MES 3.449.600.000$

CACHAZA 40 TON PROD/ AÑO 39.670.400.000$

BAGAZO 200 TON

CENIZA 4,8 TON PROD/ DIA 9.120.000,00$

AZUCAR 88 TON PROD/MES 255.360.000,00$

MIEL FINAL 24 TON PROD/AÑO 2.936.640.000,00$

MELADURA BRIX 65 KG 183815,385 KG VENTAS TOTALES 42.607.040.000,00$

BALANCE ELABORACION COMPARATIVO VENTAS AZUCAR

COMPARATIVO VENTAS DE MIEL

92

sector que según asocaña va ser del 8% anual durante los próximos cinco años42.

De igual manera se tomó de referencia el porcentaje sobre ventas del flujo de caja

libre operativo (12,6%) y el costo de oportunidad (10,3%) de esta industria, de la

base de datos (SIREM43) de la superintendencia de sociedades. (Ver tabla 16).

Tabla 16. Viabilidad financiera del proyecto

Fuente: Autores

La evaluación económica del proyecto revela que con el INGENIO DE

OCCIDENTE SAS se va a lograr una utilidad promedia de $7.184.514.208 (VPN),

la cual va a alcanzar una rentabilidad del 11,04% (TIR) que en términos

monetarios significa que por cada peso invertido se va a recuperar $1,36, siendo

algo positivo para el inversionista dado que alcanza sus expectativas de

rentabilidad si se compara con su costo de oportunidad y puede recuperar su

inversión en el mediano plazo con un termino aproximado de tres años y cuatro

meses.

42

LONDOÑO. Op cit. P. 30. 43

SIREM (Sistema de información empresarial). Consulta realizada el 15 de octubre de 2012 por la web en http://sirem.supersociedades.gov.co:9080/SIREM/index.jsp.

Tasa de crecimiento 8,0%

Costo de oportunidad 7,3%

Variables Inicial año 1 año 2 año 3 año 4 año 5

Proyección de ventas 42.607.040.000$ 46.015.603.200$ 49.696.851.456$ 53.672.599.572$ 57.966.407.538$

% de Flujo de caja libre 13,60% 5.794.557.440,00$ 6.258.122.035,20$ 6.758.771.798,02$ 7.299.473.541,86$ 7.883.431.425,21$

Flujo de caja descontado

del proyecto (20.171.762.319,00)$ $ 5.400.333.122,09 $ 5.435.563.627,08 $ 5.471.023.967,61 $ 5.506.715.643,07 $ 5.542.640.162,65

Criterios de evaluación Valor

VPN 7.184.514.203,49

TIR 11,04%

Costo - Beneficio 1,36

Periodo de Recuperación 3,30

93

5. CONCLUSIONES

La dinámica de crecimiento del sector azucarero en el país gracias a la

diversificación de su portafolio de productos en su línea de biocombustibles le abre

un abanico de oportunidades a las empresas del sector, quienes no solo gozan de

una estructura oligopólica donde pocas organizaciones están participando en el

mercado, sino que se benefician por los tratados de libre comercio que

actualmente Colombia ha negociado con Estados Unidos, Europa y el caribe. Esto

ha permitido que proyectos como el INGENIO DE OCCIDENTE SAS se incorpore

como una propuesta prometedora para sus inversionistas.

La empresa se localiza en Villa rica Cauca, siendo un lugar apto para este tipo de

industrias, dada la existencia de un clima y de recursos ambientales favorables

que contribuyen con el desarrollo técnico del proyecto.

La caldera será operada a alta presión, para mover una turbina de 3.500

kilowatios, dejando el vapor a la presión necesaria para el proceso, ya que este

diseño le permitirá al proyecto ser autosuficiente en el consumo eléctrico y

posiblemente le permita comercializar algunos excedentes.

Se destaca que la estrategía ambiental del proyecto consiste en hacer un ingenio

autosuficiente en recursos que son de alto impacto ambiental como lo es el agua y

la energía, donde se propuso la creación de subestaciones eléctricas y de plantas

de tratamiento de agua.

El montaje del proyecto se planeó en un periodo de 5 meses con inversión

aproximada de $20.171.762.319, donde se espera alcanzar una tasa de

recuperación del 11,04% con un periodo de retorno de tres años y cuatro meses.

Siendo esto algo positivo para el inversionista si se considera que este valor

supera su costo de oportunidad.

94

6. RECOMENDACIONES

Es necesario recomendar qua a la hora de realizar un estudio de factibilidad de

una inversión se deben tener en cuenta tanto los aspectos ambientales como la

participación de la comunidad en la planificación de la misma. Además deben

continuar trabajando de la misma manera de modo que la empresa continué

siendo rentable en cuanto a esta producción.

Se recomienda hacer parte del gremio ASOCAÑA que reúne a las empresas de

este sector con el propósito de establecer relaciones comerciales y de apoyo

técnico que facilite el engranaje del INGENIO DE OCCIDENTE SAS en el

mercado.

Se considera necesario que en el momento de la implementación se elaboren los

manuales de procesos productivos con su respectivo plan de seguridad industrial

que mitigue posibles accidentes laborales generados por un mal uso de los

equipos.

Para el diseño y el montaje de la planta de alcohol carburante se recomienda

contar con el apoyo técnico de ASOCAÑA y de entidades reconocidas como el

Sena, quien cuenta con programas técnicos certificados para este tipo de

actividades industriales. Además de contar con aprendices que hagan carrera en

la empresa.

Para el montaje de tuberías y sistemas de bombeo, es necesario verificar que la

trayectoria de paso en los terrenos no afecte ambientalmente el afluente de los

ríos y quebradas, de tal manera que se eviten posibles sanciones legales con las

autoridades ambientales del municipio o del departamento.

95

BIBLIOGRAFÍA

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580-26157.

http://sirem.supersociedades.gov.co:9080/SIREM/index.jsp

97

ANEXOS

98

Anexo A. Fotos del montaje del proyecto

99

Anexo B. Descripción de motores

AREA

ITEM EQUIPO HP KW RPM

1 CONDUCTOR CAÑA 60 45 3

2 NIVELADOR 15 11 3

3 PICADORA 200 149 750

4 TAMBOR ALIMENTADOR 30 22 12,5

5 DESFIBRADORA 300 224 750

6 NIVELADOR ENTREGA CONDUCTOR 10 7 50

AREA MOLINOS

7 CONDUCTOR CAÑA #1 ( BANDA ) 25 19 25

8 ELECTROIMAN 10

9 CONDUCTOR DONELLY #1 25 19 30




13 MOLINO # 1 200 149 1750

14 MOLINO # 2 200 149 1750

15 MOLINO # 3 200 149 1750

16 MOLINO # 4 200 149 1750

17 MOLINO # 5 200 149 1750

18 BOMBAS INATASCABLES MOL/ #1 5,5 4 880




22 FILTRO ROTATORIO TROMEL 2,4 2 10

23 PUENTE GRUA 20 15

24 BOMBA FILTRO TROMEL A ELABORACION 10 7 1750

AREA CALDERA 60.000LBV/HR

26 CONDUCTOR DE BAGAZO #1 12 9 25

27 CONDUCTOR DE BAGAZO #2 50 37 25

28 BOMBA TANQUE H20 CRUDA A FILTROS 10 7

29 BOMBA FILTROS A TANQUE H20 TRATADA 10 7

30 BOMBA H20 TRATADA A PROCESO 12,5 9 1750

31 BOMBA AGUA TRATADA A PROCESO 12,5 9 1750

32 BOMBA DESAIREADOR A CALDERA 150 112 3600

33 CONDENSADOS DE ESCAPE A TK PULMON 15 11 1750

34 BOMBA TANQUE PULMON A DESAIREADOR 15 11 1750

35 BOMBA DOSIFICACION PROD.QUIMICOS 5 4

36 VENTILADOR TIRO INDUCIDO 150 112

37 VENTILADOR TIRO FORZADO 50 37

38 VENTILADOR SOBRE FUEGO 25 19

39 PARRILLA VIAJERA 5 4

40 ALIMENTADORES DE BAGAZO 6 4 2,5

41 VENTILADOR BAGASILLO A FILT/CACHAZA 15 11

PREPARACION CAÑA

DESCRIPCION DE MOTORES INGENIO DEL OCCIDENTE

100

Continúa anexo B

ITEM EQUIPO HP KW RPM

AREA ELABORACION

42 COMPRESOR AIRE 75 56

43 CLARIFICADOR MELADURA 1,5 1 2

44 CLARIFICADOR MELADURA 1 1 5

45 FILTRO JUGO CLARO 3,5 3

46 FILTRO CACHAZA 3,5 3

47 CLARIFICADOR JUGO CLARO 2,5 2 5

48 DOSCIFICACION SACARATO 3 2 20

49 PREPARACION FLOCULANTE 3 2 20

50 MEZCLADOR MASAS 5 4 0,33

51 TANQUE DISOLVENTE MIELES A Y B 3 2 30

52 RECIBIDOR MASA A 3 2

53 RECIBIDOR MASA B 3 2

54 RECIBIDOR MASA C 3 2

55 CRISTALIZADOR 15 11

56 CENTRIFUGA CONTINUA #1 100 75



59 CENTRIFUGA TIPO BATCH #1 150 112

60 CENTRIFUGA TIPO BATCH #2 0 0

61 JUGO PESADO A CALENTADOR. 15 11 1750

62 JUGO PRECALENTADO A CLARIFICADOR 25 19 1750

63 MELADURA A CLARIFICADOR MELADURA 10 7 1750

64 LECHADA DE CAL ATK PREPARACION SACARATO 1,5 1 1750

65 CACHAZA A CACHAZON 1,5 1 1750

66 CONDENSADOS DULCES 6 1750

67 INYECCION DE AGUA A CONDENSADORES 62,2 46 1750

68 ASPERSORES A PISCINA ENFRIAMIENTO 37,8 28 1750

69 SODA CAUSTICA A EVAPORADORES 20 15 1750

70 JUGO FILTRADO 1,5 1 1750

71 JUGO CLARIFCADO A EVAPORADORES 25 19 1750

DESCRIPCION DE MOTORES INGENIO DEL OCCIDENTE

101

Anexo C. Flujogramas y planos de la planta

Flujograma de procesos del Ingenio de Occidente SAS

102

Continua Anexo C

Fuente: Autores

103

Entrada de camiones al área de Refineria (Planta azucarera).

Fuente: Autores

104

Plano de futura planta de alcohol carburante

105

Continua

106

Continua

107

Continua

Fuente: Autores

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