Diseño y balance energético de una caldera bagacera para la producción de panela mediante tecnología a vapor

Abstract

El objetivo del trabajo es diseñar una caldera o generador de vapor, que sea alimentado por bagazo de caña de azúcar, sustituyendo a los gases de combustión debido a que con dicho vapor es mucho más factible controlar las temperaturas para la producción de panela (azúcar orgánica) en la provincia de Ayabaca (Piura, Perú). Para lo cual, utilizando un sistema de control con válvulas, se permite el paso de una cantidad deseada de vapor para cada etapa de producción, que es directamente proporcional a la energía que se requiere. Asimismo, se pretende la reducción en el consumo de combustible, ya que se obtiene un mayor control sobre la cantidad de vapor necesaria para cada fase. Con esto, se evitaría deforestar la zona y generar menos gases de combustión. En tanto, con el software MATLAB se aplicaron las ecuaciones de termodinámica y transferencia de calor en cada componente del generador de vapor, haciendo uso de iteraciones para disminuir el error de cálculo y teniendo como base las hipótesis planteadas. Por lo que, se obtuvo como resultado un rendimiento energético de la caldera de casi el 83%, una relación vapor/combustible (bagazo) de 1.785. Adicionalmente, luego de las iteraciones se encontró un valor de temperatura de salida de gases de combustión del precalentador de 179.4°C.