Optimización energética industrial con recuperadores de calor y un ciclo de Rankine orgánico regenerativo

In Ecuador, the industry for the extraction of red African palm oil in the provinces of Santo Domingo de Los Tsáchilas and Esmeraldas has grown in recent years with an average production of 19 to 25 tn/h of fruit. The red African palm oil extraction process is conducted by digesting the fruit in a cylinder heated with steam, where the digested fruit is pressed to extract crude oil and the press liquor is directed to the clarifier to clarify the oil. oil and subsequently dry it, therefore, the energy need of the industrial plant is high. The main objective of this research work is to perform the energy optimization of an industrial palm oil extraction process, using heat recuperators and a regenerative organic Rankine cycle. For which a mass and energy balance was made from the data collected from the San Daniel extractor, the Concordia, Santo Domingo de Los Tsáchilas Province of several months of production at stationary conditions, to quantify the residual energy generated in the process. Several potential points of usable residual energy were determined, which correspond to the purge of the boiler that has a flow of 0.592 tn/h, and a residual heat of 424.3 KW, the exhaust gases from the boiler chimney a flow of 10.18 tn/h and a residual heat of 1543 KW, the drying operation a flow of 0.244 tn/h and a residual heat of 211.1 KW, the digestion of the palm fruit 0.448 tn/h and a residual heat of 35.82 KW and the sterilization of the African palm bunches a flow of 1.47 tn/h and a residual heat of 1723 KW. From the data found, the simulation of four heat recuperators and a regenerative organic Rankine cycle was conducted in the DWSIM software. With the results obtained, it is concluded that through these devices it will be possible to generate a reduction in the consumption of steam produced by the boiler from 5.86 to 4.61 tn/h, and in addition, 227.68 KW/h of electrical energy will be produced.En el Ecuador, la Industria de extracción de aceite rojo de palma africana, en las provincias de Santo Domingo de los Tsáchilas y Esmeraldas ha tenido un crecimiento en los últimos años con un promedio de producción de 19 a 25 tn/h de fruto. El proceso de extracción de aceite rojo de palma africana se lo realiza principalmente por digestión de la fruta en un cilindro calentado con vapor, en donde la fruta digerida es prensada para extraer aceite bruto y el licor de prensa que se dirige al clarificador para clarificar el aceite y posteriormente secarlo, por lo tanto, la necesidad energética de la planta industrial es elevada. El objetivo principal del presente trabajo de investigación es realizar la optimización energética de un proceso industrial de extracción de aceite de palma, mediante el uso de recuperadores de calor y un ciclo de Rankine orgánico regenerativo. Para lo cual se realizó un balance de masa y energía a partir de los datos recopilados de la extractora San Daniel, Cantón la Concordia, Provincia Santo Domingo de los Tsáchilas de varios meses de producción a condiciones estacionarias, para cuantificar la energía residual generada en el proceso. Se determinaron varios puntos potenciales de energía residual aprovechable, los cuales corresponden a la purga de la caldera que tiene un flujo de 0,592 tn/h y un calor residual de 424,3 KW, los gases de escape de la chimenea de la caldera un flujo de 10,18 tn/h y un calor residual de 1543 KW, la operación de secado un flujo de 0,244 tn/h y un calor residual de 211,1 KW, la digestión del fruto de palma 0,448 tn/h y un calor residual de 35,82 KW y la esterilización de los racimos de palma africana un flujo de 1,47 tn/h y un calor residual de 1723 KW. A partir de los datos encontrados se realizó la simulación de cuatro recuperadores de calor y un ciclo de Rankine orgánico regenerativo en el software DWSIM. Co los resultados obtenidos se concluye que a través de estos dispositivos se podrá generar una reducción del consumo de vapor producido por la caldera de 5,86 a 4,61 tn/h y además se producirán 227,68 KW/h de energía eléctrica