aocs xv congreso latinoamericano y...

AOCS XV CONGRESO LATINOAMERICANO Y EXHIBICION SOBRE GRASAS Y ACEITES 21 de Agosto 2013 – Santiago de Chile – Chile

EXTRACCION POR SOLVENTE:OPTIMIZACION DE VARIABLES OPERATIVAS

Disertante:Ing. Scagliarini Nicolás

TEMARIO

OPTIMIZACION DE VARIABLES OPERATIVAS

MODULO 1: CONSUMO DE SOLVENTE

MODULO 2: CONSUMO DE VAPOR

MODULO 3: OPTIMIZACION MG EXTRACTOR

MODULO 4: OPTIMIZACION INTEGRAL

CASO DE ESTUDIO

SEMILLA POROTO DE SOJAMolienda 2200 Ton/día 91,67 Ton/h

Materia grasa total 462,0 Ton/día 19,25 Ton/h 21,0%Humedad 231,0 Ton/día 9,63 Ton/h 10,5%Sólidos 1507,0 Ton/día 62,79 Ton/h 68,5%Cáscara en semilla 176,0 Ton/día 7,33 Ton/h 8,0%Cáscara retirada 132,0 Ton/día 5,50 Ton/h 6,0%Materia grasa en cáscara (B.S.) 2,1%Humedad en cáscara 8,5%Sólidos en cáscara 89,6%Sílices en material 4,4 Ton/día 0,18 Ton/h 0,2%

MATERIAL SOJA DESCASCARADA Y EXPANDIDAMolienda 2050 Ton/día 85,42 Ton/h

Materia grasa total 459,2 Ton/día 19,13 Ton/h 22,4%Humedad 184,5 Ton/día 7,69 Ton/h 9,0%Sólidos 1406,3 Ton/día 58,60 Ton/h 68,6%

PREPARACION

EXTRACCION POR SOLVENTE

SOLVENTEPERDIDAS DE SOLVENTE

EN HARINA

EN AIRE

EN ACEITE

EN AGUA

EN GOMAS Y FLASHEO

MENSURABLES NO MENSURABLES

SELLOS DE BOMBAS

PRENSA ESTOPAS

UNIONES BRIDADAS

VALVULAS, VISORES

PICADURAS POR CORROSION

DISEÑO Y OPERATIVIDAD DE LA PLANTA

CONTINUIDAD OPERATIVA Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA

SOLVENTECapacidad de Producción: 2050 TPDSemilla: Soja descascarada y expandida

PERDIDAS DE SOLVENTE ‐ (T agua torre : 28 ºC)

EN HARINA200 ppm base seca 0,21 lts/tn 36,9%

EN AIRE2 m3 aire / ton mat. ingreso@ 20 gr. hexano/m3 aire 0,06 lts/tn 10,0%

EN ACEITE85 ppm 0,027 lts/tn 4,7%

EN AGUA15 ppm 0,001 lts/tn 0,21%

EN GOMAS Y FLASHEO0,001 lts/tn 0,14%

PERDIDAS MENSURABLES 52% 0,29 lts/tn

PERDIDAS NO MENSURABLES 48% 0,27 lts/tn

PERDIDAS TOTALES 0,56 lts/tn

SOLVENTEPERDIDAS MENSURABLES ‐ HARINA

TIEMPO DE RESIDENCIA DEL MATERIAL EN EL DESOLVENTIZADOR ‐TOASTADOR

CAUDAL DE VAPOR DIRECTO

TEMPERATURA DE GASES

TEMPERATURA DEL MATERIAL EN ULTIMA ETAPA PD

METODOLOGIA DE CONTROL

DENSIDAD DEL VAPOR

SOLVENTE UTILIZADO

VARIABLES QUE AFECTAN LAS PERDIDAS DE SOLVENTE


TIEMPO DE RESIDENCIA EN TOASTER

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

3500,0

4000,0

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Conten

ido de

Hexan

o (ppm

)

Tíempo de Residencia (min)

CONTENIDO DE HEXANO VS TIEMPO DE RESIDENCIAPOROTO DE SOJA

25 min670 ppm1 lts/ton 34 min

250 ppm0,37 lts/ton

Ltsde hexano / ton material


DENSIDAD DEL VAPOR

MAYOR TIEMPO DE RESIDENCIA REDUCE EL CONTENIDO DE SOLVENTE EN HARINA PERO DISMINUYE EL “PDI”

CAUDAL DE VAPOR DIRECTO / SUPERFICIE TRANSVERSAL DE LA ETAPA

CAUDAL DE VAPOR DIRECTO / CANTIDAD DE HARINA DESOLVENTIZADA SECA

MAYOR DENSIDAD DE VAPOR

MENOR RESIDUAL DE SOLVENTE EN HARINA

DISEÑOS ORIGINALES300 A 450 kg/hr vapor / m2

DISEÑOS ACTUALES> 550 kg/hr vapor / m2


FACTORES QUE AFECTA AL CAUDAL DE VAPOR DIRECTO(DENSIDAD DEL VAPOR)

RETENCIO DE SOLVENTE EN EL LEX

MODO DE CONTROL DEL VAPOR DIRECTO

TEMPERATURA DE GASES

TEMPERATURA DEL MATERIAL EN LA ULTIMA ETAPA PD

DISEÑO DEL EQUIPO

EQUIPOS EXISTENTES

EQUIPOS NUEVOS

Toaster de Análisis

Diám.: 4500 mmEtapas PD: 3Etapas DT: 5rpm: 9,5


INFLUENCIA DE LA RETENCION DE SOLVENTE EN EL LEX SOBRE EL VAPOR DIRECTO

350

370

390

410

430

450

470

490

510

530

550

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

23,5 24 24,5 25 25,5 26 26,5 27 27,5 28 28,5

Caud

al de Va

por (kg/hr)

Retención de Solvente (% p/p)

VARIACION EN RETENCIÓN DE SOLVENTE (Tº gases: 72ºC)

Caudal Vapor Directokg/hr

Densidad del vapor(kg/hr / m2)

Den

sida

d de

l Vap

or (k

g/hr

/ m2)


INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DE GASES SOBRE EL VAPOR DIRECTO

350

370

390

410

430

450

470

490

510

530

6000

6500

7000

7500

8000

8500

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

Caud

al de Va

por (kg/hr)

Temp. gases (ºC)

Temp. de Gases vs Vapor Directo

Vapor Directo Densidad del vapor

Den

sida

d de

l Vap

or (k

g/hr / m

2)


RELACION ENTRE VAPOR DIRECTO Y VERSUS TEMPERATURA EN ULTIMA ETAPA PD

200

250

300

350

400

450

500

550

600

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

63 64 65 66 67 68 69 70 71

Caud

al de Va

por (kg/hr)

Temp. último PD (ºC)Vapor Directo Vapor Total Densidad de Vapor

Den

sida

d de

l Vap

or (k

g/hr

/ m2)

Directokg/hr

TOTALkg/hr

4 64 72 7344 8974 462 17,46 66 72 7031 9032 442 17,19 68 72 6691 9122 421 16,7

12,5 70 72 6395 9227 402 16,3

Hdad Har.% p/p

Caudal de VaporTº último PDºC

Tº GasesºC

Densidad Vapor

kg/hr / m2

P vaporbara


CONTROL DE VAPOR DIRECTO EN TOASTER


CONTROL MIXTO VAPOR DIRECTO EN TOASTER

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

23,5 24 24,5 25 25,5 26 26,5 27 27,5 28 28,5

Caud

al de Va

por

(kg/hr)

Tiempo (min)

VARIACION CAUDAL DE VAPOR Y TEMP. DE GASES

Temp. de GasesºC

Q máx.

Q mín.

T (ºC)

SOLVENTEPERDIDAS MENSURABLES ‐ AIRE

RECUPERACION DE HEXANO



INGRESO DE AIRE EN LA INSTALACION

VARIABLES OPERATIVAS:

TEMP. DE VAHOS INGRESO AL ABSORVEDOR VACÍO EN COLUMNA DE STRIPPING RELACION CAUDAL DE ACEITE MINERAL / M2 VAPOR DIRECTO EN COLUMNA DE STRIPPING

CARACTERISTICA DEL SOLVENTE Y ACEITE MINERAL UTILIZADO

CARACTERISTICAS DE LA INSTALACION

DISEÑO DE LOS DISTRIBUIDORES TIPO DE RELLENO METODOLOGIA DE CONTROL


INFLUENCIA DEL INGRESO DE AIRE EN LA INSTALACION

4,99,7

18,5

35,8

64,1

81,5

96,5

0,01 0,020,06

0,15

0,32

0,49

0,66

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Pérdida de

Hexan

o (gr h

ex. / m

3 aire)

Aire (m3 aire / ton material)

PERDIDA DE HEXANO VS INGRESO DE AIRE

gr hex. / m3 aire lts hexano / ton material

Pérdida de

Solvente (ltshe

x. / tn

mat.)

Condiciones Operativas:Tº gases in abs.: 34ºCQ AM: 4,8 m3/hrTº AM in abs: 34ºCVacío Strip.: 300 mmHg


IMPORTANTE CONTROLAR:

SELLO DE MATERIAL (Extractor:nivel en tolva alimentación,rosca tapón, sistema deembebido. Toaster: nivel últimaetapa)

DEPRESION EN EL CIRCUITOATMOSFÉRICO (circuito desdeExtractor y desde Toaster)

MANTENIMIENTO DE LA INSTALACION


TEMPERATURA DE GASES INGRESO ABSORVEDOR

10,413,1

15,518,7

23,2

29,5

39,2

47,250

52,855,6

58,461,1

64

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

27 29 31 33 35 37 39 41

Pérdida de

Hexan

o (gr h

ex. / m

3 aire)

Tº gases ingreso absorvedor (ºC)

PERDIDA DE HEXANO vs Tº GASES INGRESO ABSORVEDOR

Pérdidas de Hexano [Hexano] gas

[Hexan

o]en

gases (%

p/p)

Condiciones:2 m3 aire / ton semillaQ AM: 4,8 m3/hrTº AM in abs.: 34ºCVacío Strip.: 300 mmHg

SOLVENTEPERDIDAS MENSURABLES ‐ ACEITE

DESTILACION

DESGOMADO

TKEMISCELLA

EXTRACT.

COND.

Miscella

1º EVAP.

Vahos

Aceite

Agua + Hex.

GomaCOND.

Vahos

TOASTER

Vahos

DECANT.

CALENT.

STRIPPER

CALENT.

SECADOR

EYECTOR

TKE

2º EVAP.


VACIO

MANTENIMIENTO DE LA INSTALACION

VARIABLES OPERATIVAS

TEMPERATURA DE ACEITE

RELACION DE VAPOR STRIPPING / ACEITE VEGETAL

EQUIPAMIENTO NUMERO DE ETAPAS DE DESTILACION

DISEÑO DE LA ETAPA DE DESTILACION (EFICIENCIA)

METODOLOGIA DE CONTROL



200,0

250,0

290,0

318,0342,0

130,0

185,0

230,0

260,0

290,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

Conc. H

exan

o (ppm

)

Vacío Secador (mmHg)

SECADOR

Tº 95ºC Tº 105ºC

Condiciones:Vapor Stripping: 1,3 kg vapor / ton aceite

VACIO EN SECADOR

SOLVENTEPERDIDAS MENSURABLES ‐ AGUA

TODO EL EFLUENTE LIQUIDO DE LA INSTALACION PASA POR EL DECANTADOR Y LUEGO POR EL HERVIDOR DE SEGURIDAD.

SOLUBILIDAD HEXANO EN AGUA = 0,014 kg HEXANO / 100 kg AGUA

EN EL HERVIDOR EL EFLUENTE ALCANZA 85 / 87 ºC MEDIANTE VAPOR DIRECTO. EL CONTENIDO DE HEXANO DISMINUYE A

< 15 PPM

CONCLUSION: MIENTRAS MENOR EFLUENTE GENERE LA UNIDAD MENOR PERDIDA DE SOLVENTE

SOLVENTECARACTERISTICAS DEL HEXANO COMERCIAL

Densidad específica a 15°CASTM - D1298

0,689 máximo

Destilación a 760 mmHgASTM - D1078Punto de ebullición inicialPunto final seco

65°C70°C

Presión de vapor Reid a 38°CASTM - D323

0,4 atm. máximo

Materia no volátilASTM - D1353

0,001 gr. en 100 ml. máximo

Contenido de azufreASTM - D1266

10 ppm máximo

Composición en peson-hexanometil pentanosmetil ciclo pentanosbenceno

58 a 62%25 a 30%10 a 15%

1000 ppm máximo

SOLVENTEPERDIDAS NO MENSURABLES

son todas aquellas pérdidas que existen en una instalación pero no pueden ser determinadas mediantes técnicas de

laboratorio. Las más habituales son las siguientes:

Sellos mecánicos en bombas

Uniones (bridadas, roscadas, etc.) Válvulas, Visores

Prensa estopas en ejes de mandos (extractor, toaster, transportes, etc.)

Picadura por Corrosión

Etc.

SOLVENTEPERDIDAS NO MENSURABLES

CAUSAS PRINCIPALES

Inadecuado control y regulación de condiciones operativas

Deficiente mantenimiento de los equipos

Baja continuidad operativa

DISTRIBUCION DEL CONSUMO DE SOLVENTE

HARINA36,90%

AIRE10,00%ACEITE

4,75%AGUA0,21%

GOMAS0,14%

PNM48,00%

PM52,00%

AHORRO ANUAL EN REDUCCION DEL CONSUMO DE SOLVENTE

Capacidad Unidad de Extracción 2050 TPDOperación Anual 300 díasCosto Solvente 1,091 USD / lts

Consumo de solvente original 1,42 lts/ton(promedio 3 meses)

Consumo de solvente actual 0,58 lts/ton(promedio 3 meses)

diferencia 0,84 lts/ton 0,92 USD / ton

1722 lts/día 1878,5 USD / día

516600 lts/año 563563,6 USD / año

CONSULTAS

GRACIAS POR SU ATENCIONNicolás [email protected]

www.aproxar.com0353‐4612439

Villa María, Cba, Argentina

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