Evaluación del desempeño del sistema experimental de calentamiento Cenicaña, en condiciones operativas de la industria de caña de azúcar colombiana

Abstract

RESUMEN : Esta memoria de prácticas presenta la evaluación del sistema experimental de calentamiento de jugo de caña de azúcar (SEC) de Cenicaña, compuesto principalmente de un intercambiador de placas. Para su correcta operación se plantearon cambios del flujo en el sistema, para esto se diseñaron, construyeron e instalaron las nuevas piezas, mediante las cuales será posible realizar operaciones de limpieza automática, con menor intervención del personal, lo cual permita aumentar el tiempo de operación del sistema. Por otra parte, se evaluó la respuesta de las propiedades de pH y conductividad en función de la concentración de las soluciones de limpieza (soda cáustica y ácido fosfórico), se concluyó que la medida de conductividad puede ofrecer mejores respuestas para dosificar las soluciones de limpieza en el proceso. Finalmente, se desarrolló un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) para evaluar los cambios del coeficiente de transferencia de calor y caída de presión en función del ángulo Chevron (30°, 45° y 60°) de las placas del intercambiador de calor. Se concluyó que el ángulo de 30° fue el más eficiente debido a que presenta un alto coeficiente de transferencia de calor, 1014 [W/m2°K] y la menor caída de presión de los tres, 1227 Pa.

ABSTRACT : This practice report presents the evaluation of the experimental system for heating sugar cane juice (SEC) of Cenicaña, mainly composed of a plate heat exchanger. For its correct operation, changes of the flow in the system were proposed, this the new parts were designed, built and installed, through which it will be possible to carry out automatic cleaning operations, with less intervention of the personnel, which allows to increase the time of operation of the system. The response of the pH and conductivity properties was evaluated based on the concentration of the cleaning solutions (caustic soda and phosphoric acid), it was concluded that the conductivity measurement can offer better answers than pH to dose the cleaning solutions in the process. Finally, a computational fluid dynamics (CFD) model was developed to evaluate the changes in the heat transfer coefficient and pressure drop as a function of the Chevron angle (30°, 45° and 60°) on the heat exchanger plates. It was concluded that the 30° angle was the most efficient because it has a high heat transfer coefficient of 1014 [W/m2°K] and the lowest pressure drop of them, (1227 Pa).