Desarrollo de un simulador con Microsoft Excel para el diseño y evaluación de evaporadores de múltiple efecto en la industria azucarera

Abstract

Objetivo: Desarrollar un simulador con Microsoft Excel para el diseño y evaluación de evaporadores de múltiple efecto en la industria azucarera. Métodos: La población del estudio son los evaporadores de múltiple efecto en la industria azucarera, la muestra evaporadores de cuádruple efecto en la industria azucarera. No experimental transversal descriptivo, uso de herramientas en el diseño de software: diseño descendente, abstracción procedimental, abstracción de datos. Resultados: a) Se desarrollaron tablas de vapor saturado presión y temperatura, de densidad del jugo respecto al Brix, b) Se identificaron datos operacionales flujo másico, brix, temperatura, pureza para el jugo clarificado, jugos intermedios y jarabe; flujo másico, presión, temperatura, entalpias para el vapor vivo y vapor vegetal; flujo másico, temperatura y entalpias para el agua en el condensador; porcentaje de perdida de energía en cada evaporador. Datos técnicos de diámetro, altura del cuerpo, tubo central y tubos de calefacción, número de tubos en cada evaporador; presión, porcentaje de reevaporizado, flujo másico, temperatura, entalpias en los tanques flash; porcentaje de agua evaporada, caída de presiones, ratio agua evaporada y vapor consumido, ratio agua fría y vapor condensado, c) Se desarrolla el entorno del simulador, determinando las caídas de presión, propiedades del vapor jugos y jarabes, elevación del punto de ebullición, porcentaje de reevaporizados tanque flash, desarrollo de balances de materia y energía, factor de limpieza de Dessin, porcentaje de utilización de la superficie de calefacción, coeficiente total de transferencia de calor, tiempo de retención, inversión de sacarosa y eficiencia de operaciones de limpieza. d) Se determina parámetros de diseño como velocidad del vapor, área de calefacción, flux de evaporación, coeficiente global transferencia de calor, área utilizada, volumen de jugo y tiempo de retención. Se evaluó la variación de presiones de vapor, porcentaje de agua evaporada, ratio agua evaporada por vapor consumido, ratio agua fría por vapor condensado. Conclusiones: a) Las tablas desarrolladas funciona bien facilitando los datos de balance de materia y energía en el simulador, b) Se identificaron todos los datos operacionales de entrada y salida del simulador y datos técnicos de cada evaporador, tanque flash y el sistema de evaporador de múltiple efecto. c) El entorno del simulador es adecuado, introduciéndose las ecuaciones de balance de materia y energía en el simulador en Microsoft Excel, d) Los parámetros de diseño obtenidos del simulador son apropiados. El simulador permite la evaluación de parámetros de eficiencias de los evaporadores de múltiple efecto de manera adecuada