Inicio de operación de un cuádruple

El Pre – evaporador es el que comienza la operación recibiendo en su parte inferior el jugo proveniente del clarificador, el cual es bombeado por medio de una bomba centrifuga (la cual no es parte de nuestro proceso.) con un gasto másico nominal de 212184.32 libras/hora hacia la entrada.

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Paulatinamente se realiza el llenado en frió del cuerpo del pre- evaporador, el cual debe operar a un nivel de 35% en su calandria (intercambiador de calor).Esto es a 38 pulgadas desde el espejo inferior (nivel de piso terminado) hacia el superior. Esta medición se lleva de igual manera en todos los vasos, ya que todas las calandrias miden lo mismo de espejo a espejo (108 pulgadas de alto).

Este nivel esta justificado debido a que la ebullición del jugo genera espuma (como la leche al hervir) y dicho nivel se eleva hasta sobrepasar la superficie del espejo superior.

Posteriormente comienza a derramarse hacia el centro, donde se encuentra el tubo de retorno (de mayor diámetro que los demás) y se genera el fenómeno de circulación natural explicado con anterioridad en capitulo 1.

Cuando el jugo ha alcanzado un nivel del 30%(35 pulgadas) se inicia la apertura de la válvula que bloquea la entrada de vapor de escape hacia el pre evaporador, esto para iniciar el calentamiento.

La calandria poco a poco entra en contacto con el vapor caliente y comienza la transferencia de calor. Al ir aumentando la temperatura el jugo en forma de espuma, se eleva a través de los tubos de la calandria.

El vapor de escape genera una temperatura de cerca de 126° centígrados en la parte frontal del intercambiador, y se lleva al jugo a su punto de ebullición.

Es importante mencionar que la parte frontal de la calandria, es decir la que recibe el primer impacto del vapor de escape, es la llamada “zona caliente” y la parte posterior es llamada “zona fría”. La diferencia de temperaturas entre estas dos zonas es de entre 1 a 3 grados centígrados, y cuando esta diferencia de temperatura.

*Manual del Ingeniero Azucarero, Primera Edición en Español 1963, E Hugot. *Referencia

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es mayor a 5 grados obtenemos una clara indicación de que es hora de limpiar la calandria ya que la transferencia de calor no se esta llevando cabo correctamente debido a las incrustaciones.

Debido a que el jugo que se recibe llega con una concentración de aproximadamente 17 o 18 grados BRIX (densidad en porcentaje en peso de sacarosa) y un 80% de pureza la elevación del punto de ebullición en cualquiera de los dos pre evaporadores (“A” o “B”, ambos son idénticos), esta entre 0.3 y 0.4 grados centígrados a la presión que están los vasos pre evaporadores (10 psi).

Ya que el jugo ebullirá a casi 1 ATM en el comienzo de la evaporación. Habrá un estado transitorio mientras que las válvulas del pre A permanezcan cerradas

Posteriormente el vapor vegetal y el jugo alcanzaran sus condiciones nominales de presión y temperatura (70 psi y 90° centígrados respectivamente).

Cuando dichas condiciones son alcanzadas, el punto de ebullición se eleva con un valor nominal de 1.5° centígrados. Por lo tanto la ebullición en Pre evaporador “A” es de 91.5°C lo cual nos indica un BRIX de salida de entre 25° y 26°.

Como se menciono en el capítulo 1 la presión de vapor vegetal generado en el cuerpo del vaso, así como la presión de bombeo a la entrada, son los factores que generan el movimiento positivo del jugo a través de los vasos.

Después al alcanzar estas condiciones se inicia la apertura de la válvula que regula la salida de jugo concentrado en el pre evaporador, y que a su vez es válvula de entrada al vaso 1.

Al llegar al 90% de apertura, se arranca una bomba centrifuga la cual existe para compensar la caída de presión generada por el decremento de temperatura en el

*Manual del Ingeniero Azucarero, Primera Edición en Español 1963, E Hugot. *Referencia

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efecto pre evaporador donde el choque térmico es mayor que en el resto del equipo.

Se abre la válvula de salida de vapor vegetal hacia proceso de cristalización. Dicha bomba centrifuga bombea a una presión 10 psi con un flujo de casi 445,000 libras de jugo por hora. Por lo tanto se presenta un nuevo y pequeño estado transitorio el cual es producido también por la apertura de la válvula que controla la salida del vapor vegetal en el pre evaporador hacia los “tachos” o proceso de cristalización, proceso ajeno a nuestro tema de estudio.

Una vez alcanzando la estabilidad en el vaso uno se repite la operación como en el pre evaporador, y debido a que ambos reciben vapor de escape la secuencia es idéntica, solo que el vapor que es generado en el vaso 1 al alcanzar sus condiciones, abre una válvula que permite el paso del vapor vegetal hacia la alimentación de la calandria del vaso 2, repitiéndose consecutivamente el ciclo hasta el vaso 4(melador), esto es el llamado múltiple efecto.

Terminada la secuencia se abre la última válvula de vapor vegetal en el vaso 4(melador). En este vaso las condiciones de presión y temperatura no han sido alcanzadas, debido a que el vaso cuatro trabaja casi en vacío, el cual no existe aun. Simultáneamente a la apertura de la última válvula, el condensador barométrico se empieza a llenar de vapor vegetal.

El condensador Barométrico cumple con dos misiones importantes:

Generar el vacío en el vaso cuatro.

Condensar todo el vapor proveniente del cuádruple.

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Un flujo de agua fría que viene desde un cabezal de alimentación a una presión de 1kg/cm² aproximadamente y un flujo de 6300 gal/min suministra el condensador barométrico el cual ayuda al vaso cuatro (melador) a alcanzar sus condiciones de presión y temperatura. Este liquido (agua fría) es bombeado desde una cisterna usando 6 bombas centrifugas del miso tipo, para dar alimentación a un cabezal de servicios de agua fría a otros procesos. Dichas bombas no son parte de nuestro estudio.

Los pocos gases no condensables generados en el proceso, y los cuales no fueron desechados a la atmósfera por medio de los dispositivos en cada vaso, son extraídos por el condensador cuyo vacío es también generado por la presión de succión hacia abajo, creada por los casi 25 metros de caída libre en tubería que sale del condensador hacia el tanque de recuperación en la planta baja del Ingenio Emiliano Zapata.

Al entrar en operación, el condensador barométrico estabiliza la respuesta total del sistema llegando a su régimen permanente. Es importante el control ejercido sobre el flujo de agua fría en el condensador barométrico, ya que en el vaso 4 (melador) es donde se obtiene el Brix final, y también se aplica el control de la concentración, por medio de la técnica de elevación del punto de ebullición.

Por cuestiones de políticas sindicales, de presupuesto y disposición del cliente (Ingenio Emiliano Zapata) este sistema de arranque será instrumentado pero se propone un sistema de control manual en el arranque.

*Manual del Ingeniero Azucarero, Primera Edición en Español 1963, E Hugot. *Referencia

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