Aplicaciones de bombas en la industria de producción de azúcar

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La industria de producción de azúcar implica varios procesos complejos que requieren el uso de bombas. Las aplicaciones de bombas más comunes van desde la transferencia de líquidos, el desplazamiento de melaza y la eliminación de cenizas volantes que requieren bombas capaces de mover sólidos de alto porcentaje y materiales de alta viscosidad. La gama de bombas de lodo de EDDY Pump está equipada para manejar las exigentes demandas de la industria de producción de azúcar al proporcionar soluciones de bombeo de alta eficiencia con un tiempo de inactividad mínimo y bajo mantenimiento.

Desplazamiento de cenizas volantes de bagazo

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¿Qué es bagazo ceniza volante?

El bagazo, el término aplicado a las fibras desechadas de caña de azúcar después de extraer el jugo de caña, es ambientalmente problemático con este material residual que representa un subproducto de desecho de alrededor del 30% en peso del total de material de caña de azúcar presentado para el procesamiento.

En términos de producción mundial, aproximadamente 1.900 millones de toneladas de caña de azúcar se cultivan y procesan anualmente creando casi 600 millones de toneladas de bagazo con un contenido de humedad entre el 40% y el 50%. Generalmente, el bagazo se almacena entre 2 y 12 meses para permitir la descomposición y un poco de secado, después de lo cual podría transferirse a un proceso de pulpa de papel, o al alcanzar una sequedad óptima, aproximadamente, %-5% contenido de humedad, tal vez quemado para la producción de vapor necesario para otras facetas del ciclo de procesamiento de azúcar. La ceniza que resulta de esta quema de materiales se denomina ceniza volante.

Métodos para la transferencia de bagazo y cenizas volantes

La mayoría de las administraciones de los ingenios azucareros tienen sus propios métodos para la transferencia de residuos de bagazo para la producción de pasta de papel o para almacenar el material para su uso posterior en un horno de caldera de vapor. Hay dos usos principales respetuosos con el medio ambiente de este material de desecho; producción de papel a partir de bagazo, a menudo realizado en las proximidades del ingenio azucarero y fácilmente transportado utilizando diversas soluciones y bagazo seco para la producción de vapor en la fábrica de azúcar, que puede ser cargado selectivamente por equipo pesado como un cargador de ruedas u otros medios.

Al quemar el bagazo seco en la fábrica de azúcar, se descompone en un subproducto diferente llamado ceniza volante que reduce a aproximadamente %-4% de su peso original a una densidad de aproximadamente 1800 kg por metro cúbico. En un sentido global, aproximadamente 24 millones de toneladas de cenizas volantes de bagazo se producen anualmente.

Con una relación directa entre la cantidad de caña de azúcar procesada y las cenizas volantes producidas, Brasil, el principal país productor de azúcar, representa casi el 40% de la producción mundial de caña de azúcar y cenizas volantes, seguido de India, China y Tailandia, que tienen una producción combinada de casi el 30% de la producción mundial. En consecuencia, la producción combinada de cenizas volantes de estos cuatro países juntos, representa casi el 70% de la producción de bagazo y 17 millones de toneladas de cenizas volantes al año.

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Beneficios de la ceniza volante

Un beneficio importante de las cenizas volantes, debido a su composición nutritiva y química, se deriva cuando se combina con «barro de molino», otro subproducto del proceso de fabricación del azúcar, devolviéndolo a los campos de caña donde mejora el suelo y se convierte en un sustituto parcial de otros fertilizantes disponibles comercialmente. El barro del molino es altamente viscoso y puede ser difícil de bombear utilizando bombas centrífugas tradicionales. La utilización de una bomba de lodo de alta potencia como la bomba EDDY para transferir el lodo del molino puede mejorar en gran medida la operación al poder bombear un mayor contenido de sólidos de manera más eficiente.

En muchos países, las administraciones de los ingenios azucareros acogen con beneplácito la oportunidad de redistribuir el lodo y las cenizas volantes combinadas del molino, denominadas prensas de filtro, para reducir sus respectivas existencias. Hasta el 60% de los costos de transporte y distribución son subsidiados por las administraciones de los ingenios azucareros a aquellos productores de caña de azúcar que suministran caña de azúcar a un molino en particular por esta razón. Se han hecho varios intentos de simplificar la logística de transporte del transporte y la difusión de la prensa de filtro, incluida la peletización, etc., pero con poco éxito hasta la fecha.

Otro uso de las cenizas volantes es el reemplazo parcial de aditivos puzolánicos para la producción de cemento. Se ha encontrado que las cenizas volantes afectan positivamente las temperaturas de curado y la deshidratación en el proceso de cemento Portland, lo que en última instancia ayuda a la resistencia y duración del curado.

Su uso en la producción de cemento recicla un subproducto de procesamiento de azúcar que de otro modo sería redundante y es claramente ventajoso debido a su contenido de sílice, siendo casi un 400% más alto en este importante componente que el cemento, la mitad de la densidad y algo similar en costo.

Melaza y Massecuite

molasses transferLa viscosidad de la melaza puede variar considerablemente dependiendo del contenido de sacarosa, el porcentaje de pureza y otros factores. Una melaza típica «Blackstrap» puede alcanzar una viscosidad entre 5.000 y 10.000 centipoisas en comparación con el agua entre 1 y 5 centipoise a 20 ° C. Algunas consistencias de melaza pueden incluso alcanzar los 20.000 centipoises y se cree que esta gran variación está presente debido a las propiedades del plano de corte del líquido de melaza.

La viscosidad del aceite de motor SAE 30, en comparación, es de alrededor de 250, la miel de alrededor de 3.000, mientras que la pasta de tomate o la mantequilla de maní podrían alcanzar los 200.000 centipoise.

La melaza derivada de la extracción de azúcar (ya sea caña o remolacha) también puede usarse como aditivo para cocinar o mezclarse con piensos para proporcionar sustento adicional de alimentos de grano al ganado. También se utiliza en la producción de ron y otros productos. En consecuencia, el equipo utilizado para transferir melaza durante el ciclo de producción probablemente requerirá la clasificación de grado alimenticio y la aprobación de la FDA.

Cuando se produce melaza, también puede comenzar a fermentar con bastante facilidad a menos que se agregue azufre, lo que ralentiza efectivamente este proceso. En consecuencia, este aditivo junto con varias otras impurezas en la melaza puede tener un impacto negativo en los equipos que requieren arreglos de sellado especiales para proteger los elementos mecánicos dentro de las bombas y otros equipos.

El equipo típicamente utilizado para la transferencia de melaza puede ser el diseño de la bomba de engranajes para una medición de flujo precisa o un tipo de tornillo giratorio que también ofrece un desplazamiento positivo. La bomba de proceso desarrollada por EDDY Pump está diseñada para el manejo de líquidos de alta viscosidad y se puede utilizar en las etapas iniciales de la producción de melaza para ayudar a facilitar la transferencia de material para su posterior procesamiento.

Al finalizar el ciclo de bombeo, o si se produce una interrupción en el rendimiento anticipado de la melaza, será necesario enjuagar la bomba y las tuberías asociadas con agua caliente para garantizar que no queden residuos de melaza para corroer el impulsor de la bomba, el cuerpo o la disposición de sellado, lo que puede conducir a reparaciones costosas.

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Producción de pulpa/papel de caña de azúcar

La pulpa de bagazo, a menudo utilizada como materia prima para fabricar papel tiene muchas ventajas sobre la pulpa de madera, sin embargo algunas desventajas, aunque no insuperables, están presentes.

En primer lugar, desde un punto de vista económico, la industria de la celulosa y el papel, valorada en aproximadamente $ 200 mil millones de dólares en 2009, fue apoyada por la producción de pulpa de bagazo con una contribución de una medida del 2-5%, aunque se espera que esto aumente a alrededor del 50% para 2035 debido al crecimiento económico proyectado en las economías en desarrollo, mientras que se experimentará cierta templanza por una reducción global en las necesidades de papel de periódico. Las cuatro categorías de papel, incluidos el cartón y el embalaje, la impresión y la escritura, la fotocopia, el papel de seda y el papel de periódico, pueden producirse utilizando bagazo de caña de azúcar, sin embargo, en 2009 sólo 30 países productores de azúcar producían pasta de papel a partir de bagazo.

Cómo se hace el papel a partir de la caña de azúcar

En toda la fabricación de papel, la pulpa, ya sea a base de madera o bagazo, se reduce a una solución después de varios ciclos de blanqueo y combinación con una variedad de productos químicos rociados en una estera móvil a un ritmo constante. Se deja drenar el contenido de agua de la solución, dejando que la pulpa forme una estera continua de papel. El contenido de bagazo presenta un problema distinto en el sentido de que tiende a bloquear los orificios de drenaje, lo que impide el drenaje de agua de la estera, elevando el contenido de humedad por encima de los límites de fabricación.

Se han ideado procesos individuales de «despithing» para «martillar» y abrir el bagazo, separando hasta el 30% de las fibras de médula más pequeñas, lo que probablemente bloquee los orificios en la alfombra de drenaje, aun así, la velocidad de desplazamiento de la alfombra se reduce significativamente para permitir un tiempo de drenaje adicional. También se ha encontrado que el almacenamiento de bagazo húmedo entre 2 meses y 12 meses ayuda a aflojar las fibras de médula durante la descomposición ayudando al proceso de «despithing» y en esa etapa generalmente se rehidrata a entre 48% y 50% antes de inicializar el proceso de pulpa de papel.

Incluso considerando estos inconvenientes, el bagazo sigue siendo más rentable que la pulpa de madera para la fabricación de papel.

Al inicializar la fabricación de papel con la médula eliminada, el bagazo se somete a una serie de procesos para prepararlo químicamente para la pulpa de papel, incluso con un rendimiento reducido en la mesa de la alfombra de drenaje.

La industria del papel de bagazo se está sometiendo actualmente a un grado de autoexamen con la proximidad de la materia prima situada lejos de los lugares de fabricación de papel. Agravando este dilema está la producción cíclica de bagazo y la pérdida proyectada de materia prima combustible actualmente utilizada para la producción de vapor, en el proceso de fabricación de azúcar. Sin embargo, la falta de fibras de madera disponibles de fuentes forestales convencionales puede redirigir la discusión a la adquisición de bagazo como un reemplazo válido.

Por qué las bombas EDDY son mejores – Highlights

Este video muestra cómo EDDY Pump transporta materiales abrasivos y de alta lechada. El equipo de bomba de dragado destacado incluye  la subdesempate operada a distancia, la bomba operada por buzo y una bomba de dragado con accesorio de excavadora.