Revista Tecnológica. Vol.17, No.1. Junio 2004
BALANCE ENERGÉTICO
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Edición Especial ESPOLCiencia 2003
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SUBTOTAL CO NS NSUMO DE E NE NER GÍA ELÉCTR ICA: $159.5/DIA
5. DISCUSIÓN Análisis energético del horno Se considera que el mayor potencial de desarrollo de Producción Más Limpia se encuentra en el horno de la línea de moldes,
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debido a las condiciones de operación del mismo, la falta de medición y control de las variables del proceso, lo cual genera un alto consumo energético. El creciente costo de la energía hace que se vuelvan atractivas medidas de conservación energética en la operación del horno.
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Balance de energía en el horno
El calor que se le añade al pan estará dado por la siguiente expresión:
El horno de la línea de moldes es de tipo túnel, con una longitud de recorrido de 45 mts y capacidad de 3000 Kg/hora. El principio de funcionamiento del horno es transferencia de calor por convección. Se calienta por gas, a través de 36 quemadores uniformemente distribuidos en seis zonas. Cada quemador tiene una potencia calorífica de 100,000 BTU/hr, lo que resulta en una potencia calorífica total de 3 600,000 BTU/hr. El consumo unitario del horno por unidad de masa resulta entonces en 1.5 MJ/kg. El balance energético del horno se hizo en base a la cantidad de calor necesaria para calentar y evaporar el agua contenida en la masa del pan, para calentar la masa de pan y para calentar la masa de aire. Primero, se hizo el cálculo de la cantidad de calor añadido al agua por unidad de masa utilizando la siguiente expresión: Calor = 0.12 * +
Masa agua Masa pan
0.12 *
C p (100 − 40)
Masa agua
λ
Masa pan
Masa agua
+
0.12 *
+
(0.30 − 0.12) * C p (94 − 40)
Masa pan
C p ( 200 − 100)
Calor PAN = m pan * C ppan (94 − 40)
El calor que gana el aire: Calor aire
=
maire m pan
( H salida − H entrada )
El consumo de calor útil teórico estará dado por la suma de las expresiones de calor añadido al agua y al pan, y es 2.18 x 106 KJ/h. Por otro lado, el calor añadido por los quemadores es 4.5 x 106 KJ/h. Se obtiene entonces una eficiencia del proceso de horneado de 2.18 / 4.5, es decir 48.4 %. Las eficiencias típicas de este tipo de hornos varían entre 60 y 70 %. Esto quiere decir que existe un potencial de ahorro de energía entre 12 y 22 %. Expresando este ahorro en dólares, considerando un precio de 0.30 $/kg, se obtiene un ahorro potencial por mes de $1056. Esto muestra que aún cuando el equipo tiene una baja eficiencia térmica, el costo en dólares no es significativo debido a que el precio del combustible está parcialmente subsidiado por el estado. Sin embargo, el impacto ambiental de estas ineficiencias es importante ya que el origen del combustible es fósil y no renovable.
ANÁLISIS DE AGUAS RESIDUALES
Parámetros Potencial de Hidrogeno Temperatura de muestra Sólidos suspendidos Coliformes Fecales DQO DBO5 Aceites y grasas
Unidades U de ph °C mg/l NMP/100ml mg O2/l mg O2/l mg/l
Antes del sistema de Después del sistema Norma vigente tratamiento de tratamiento Abril/03 5.8 6.8 5-9 29,2 29,3 <40 180 105 Max 220 7,9 x 103 4,3 x 103 --282 215 Max 500 236 106 Max 250 18 2 Max 100 Fuente: Empresa
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PLANTA DE AGUAS RESIDUALES AFLUENTE: Q = 50m3 /d Agua residual domestica Agua de cocina Agua de baños Agua de lavado de bandejas Agua de limpieza de planta Agua de purga de caldero Otros
Mantenimiento del sistema aguas residuales
El mantenimiento se lo realiza cada dos meses e incluye limpieza de trampa de grasa, sólidos de la cámara de sólidos y de la cámara de sedimentación.
Diagrama de flujo de planta de aguas
DISCUSIÓN Este trabajo representa un pre-diagnóstico de la situación actual de la empresa SUPAN bajo los lineamientos de Producción Más Limpia. De acuerdo al análisis energético realizado es necesario implementar sistemas de medición y control para así poder determinar los potenciales de ahorro energético. Con relación a la planta de aguas residuales se puede indicar que el efluente descargado de la empresa se encuentra dentro de los parámetros máximos permisibles. A pesar de obtener estos resultados, se pudo apreciar un mal olor en la planta de tratamiento en el momento de la visita, sugiriendo que se necesita realizar un control más exhaustivo de la operación de la planta. Se sugiere además, implementar la metodología de producción mas limpia para
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minimizar el consumo de agua y generación de efluentes. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES Dada la organización que la empresa posee, además de su tecnología, de su compromiso por la calidad y el respeto al medio ambiente, se hacen las siguientes recomendaciones para complementar las ya existentes. Implementar un Sistema de Gestión Ambiental que abarque el manejo de agua, sólidos, emisiones gaseosas y seguridad industrial. En este concepto se deberán administrar los registros de todas las variables de entrada y salida del proceso y la definición de los objetivos para cumplir con las políticas ambientales de la compañía o a la legislación
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ambiental unificada vigente y para asegurar el mejoramiento continuo del sistema.
tecnología que mejoraría la eficiencia del proceso productivo.
Utilizar indicadores generales de desempeño para comparar el rendimiento de la empresa con metas preestablecidas y planear objetivos de mejoramiento continuo. Se deberá mantener actualizado el índice de consumo de energía, Kw-h/kg de producto, y, consumo de agua por kg de producto.
Recurso Agua
Dar apertura hacia las certificaciones ambientales que en un futuro serán muy importantes para la inserción a los mercados internacionales. A continuación se presentarán las recomendaciones en orden de prioridad definidas después de las visitas realizadas a la empresa. Se considera que el campo energético representa un rubro considerable y por eso se considera primero, después se analizará el recurso agua, y, finalmente, seguridad industrial. Recursos Energéticos Los consumos específicos calculados en este informe se basan en valores teóricos, aunque deberían ser calculados con valores reales, para poder determinar los potenciales reales de ahorro. Se recomienda a la Empresa lo siguiente: Realizar una auditoria energética a fin de determinar la situación actual real de las empresa en este aspecto. Realizar inversión en la parte de equipos de medición y control energético para contar con datos y determinar índices de desempeño que puedan no solo ser evaluados constantemente pero también comparados con procesos similares. De acuerdo al análisis realizado como se indica anteriormente se ha determinado que el mayor potencial de ahorro se encuentra en el horno, por lo que es necesario establecer los consumos específicos reales para que la empresa haciendo un seguimiento pueda determinar la eficiencia de trabajo del horno y poder tomar decisiones en cuanto a cambio de
Los autores de este trabajo, apoyan la gestión del tratamiento de aguas residuales generadas en el proceso, las mismas que por medio del sistema de depuración, han logrado niveles aceptables para la evacuación de los efluentes industriales, aunque sin eliminación de malos olores, lo cual requeriría la regeneración más frecuente del carbón activado Para eliminar los malos olores de la planta de aguas residuales se sugiere analizar como alternativa de tratabilidad la aplicación del sistema de lodos activos, y de esa forma se aprovecharía la disponibiidad de aire que se tiene en la planta. En lo referente a la descarga de aguas residuales, se dosifica cloro en la misma, pero no existe un control del nivel de cloro activo, para verificar si se encuentra dentro del límite permisible que es 0.5 mg / l, de acuerdo a los normativos para descarga al alcantarillado público. Seguridad Industrial Se puede reforzar el manejo de seguridad industrial en la empresa estableciendo para el efecto una mejor señalización de las áreas de trabajo, áreas restringidas, áreas de tránsito vehicular, además del uso de los correspondientes implementos de protección, tanto para el personal de rutina como para los visitantes. Se recomienda llevar un inventario de los aceites quemados del sector automotriz y asegurar que se haga una disposición final correcta. Revisar niveles de ruido especialmente en siguientes áreas: desmoldeo y enfriamiento Los equipos dañados no deben guardarse en la bodega de materias primas que se convierten en un foco de infección. En la tabla del ítem Aspectos Ambientales, se describen los aspectos que pueden causar un
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impacto ambiental significativo, los que tienen calificaciones altas.
2. Texto Unificado de la Legislación Ambiental Secundario. Abril 2003. Estudios y Publicaciones
6. BIBLIOGRAFÍA 1. Rubens Ramalho, Tratamiento de aguas Residuales, 1991, Editorial Barcelona
3. Himmenblau, Balances de Materia y Energía, Ed. Prentice-Hall.
Tabla 2. Aspectos Ambientales encontrados en la Revisión Inicial Ambiental (RAI)
As pectos Am bi bientales Poca iluminación Piso con har ina Existencia de Insectos en bbodega pr imas 1. BODEGA DE de mater ias pr MATER IA PR IMA Der r ra me de aceite No No existen suf icientes numer o de extintor es Sacos desor denados Car tones r otos Polvo en el am biente Per sonal sin mascar illa Per sonal sin guantes 2. BODEGA DE FR IGOR ÍFICO SI N PR ODUCCIÓ N USO Y CO N CUCAR ACHAS HAR I NA NA DER R RA MADA E N PISO POLVO AMBIE NT NTAL HIELO R EGADO POLVO E N PISO / 3. AMASADOR A PISO R ESBALOSO PER SO NAL SI N OR EJER AS PER SO NA NAL SI N MASCAR ILLA MASA Y POLVO 4. DIVISOR A DE HAR I NA MASA Y POLVO 5. BOLEADOR A DE HAR I NA 6. R EPOSADOR A POLVO DE DE TELA HAR I NA 7. LAMI NA NADOR A MASA Y POLVO Y MOLDEO DE HAR I NA NA Lugar
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Ecológica
Económica
Social
Tecnológica
TOTAL
C C
A A
B B
C C
7 7
A
A
A
C
10
A
A
C
B
10
A
A
A
B
11
C C A
C A A
C C A
B C B
5 6 11
B
B
A
A
10
B
B
B
A
9
A
A
A
A
12
A
A
B
C
9
A
A
A
B
11
C
A
B
B
8
A
A
B
C
9
B
A
A
B
10
B
A
A
B
10
C
A
B
B
8
C
A
B
B
8
C
A
B
B
8
C
A
B
B
8
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NO NO HABÍA BA ND NDEJA NO EXISTE 8. CÁMAR A DE S I N CR O NIZACIÓ N FER ME NTACIÓ N E N LA BA ND NDA TR A NS S P O R T ADOR N A E N ESTA ÁR EA NO NO HAY BAR R RE R AS 9. HOR NO PR OTECTOR AS PAR A BA NDEJAS 10.DESMOLDEA R UIDO MAYOR A R A DOR A 90 DB SE OBSER VA PR ESE NC NCIA DE MIGAJAS DUR A NTE EL PR OCESOS R UIDO MAYOR A 11. E NF NFR IADOR 90 DB MALA SI NC NCR O NI NIZACIÓ N 12. PR ODUCTO SE R EBA NA A D O R A CAE AL PISO N MAQUI NA NA ACELER ADA 13. TALLER D R ESIDUOS DE R DE MA NT NTE NI NIMIE NT NT LUBR ICA NT NTES O DE (CAMBIOS DE VEHÍCULOS ACEITE) LOS R ESIDUOS TÓXICOS UTILIZADOS 14. BASUR ER O PAR A EL DE R ESIDUOS CO NT NTR OL DE DE PLA NT NTA Y PLAGAS NO NO SO N PR ODUCTOS SEPAR ADOS DE TÓXICOS LA BASUR A COR R RI E NT NTE DEBIDAME NT NTE 15. PLA NT T A D E N CAR GAS TUR BIAS AGUAS Y DE MAL OLOR R ESIDUALES
C
B
B
A
8
C
A
B
A
9
C
B
B
A
8
B
A
A
B
10`
C
C
C
C
4
B
A
A
B
10
C
A
B
A
9
C
A
B
A
9
C
A
B
A
9
A
A
A
B
11
A
B
A
C
9
A
A
A
A
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