Yamila - DSpace@UCLV

Facultad de Química y Farmacia.
Departamento de Ingeniería Química.
Tesis de grado.
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el
rendimiento y la eficiencia energética.
Autora: Yamila Peñalver Hernández.
Tutores: Ing. Odlanier Rico Ramírez.
Dr. Jorge Leiva Mas.
Cotutor: MSc. Victor González Morales.
Curso académico: 2012-2013.
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Dedicatoria
Dedicatoria
A mi familia, en especial a mis padres y mis hermanos por su amor y ayuda brindada, ya que
ellos han sido la fuente de inspiración para seguir adelante en esta carrera.
A mi esposo por brindarme su amor, su cariño y por estar conmigo en todos los momentos de
mi vida.
A mis abuelos por quererme tanto, por educarme y por confiar siempre en mí.
A mi mami Gladys y a Kirenia por quererme tanto, por apoyarme y por estar presentes en los
momentos más difíciles de mi carrera.
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia
energética
Pensamiento
Pensamiento
Hay que trabajar para enriquecer los conocimientos adquiridos durante los
estudios, para saberlos aplicar en la práctica de manera creadora y recordar que
la realidad es siempre mucho más rica que la teoría, pero que la teoría es
imprescindible para desarrollar el trabajo profesional de un mundo científico.
Fidel Castro Ruz.
Estudio del impacto del tiro directo en el rendimiento y la eficiencia energética
Agradecimientos
Agradecimientos
A mi familia, especialmente a mis padres y a mis hermanos por su apoyo incondicional,
por darme la fuerza, confianza y sabiduría que se necesita para saber, que hay que
luchar y creer en uno mismo, para hacer realidad los sueños.
A mis abues y a mi tía Marilys, que aunque está lejos de mí se que estará muy
orgullosa.
A mi esposo Yosvany Quintana Roque por su amor, su comprensión y su cariño, por
alentarme, animarme y apoyarme en el momento más difícil de mi vida.
A mis tutores, en especial a Víctor González y Odlanier Rico, por ser mis guías durante
el desarrollo de este trabajo, por el interés, la paciencia y la dedicación que mostraron
en todo momento.
A mis compañeros de aula con los que he compartido momentos buenos y malos durante
estos cinco años, por haber estado siempre presente cuando los necesité.
Le agradezco todo este esfuerzo a una persona muy especial, con la que he compartido
estos cinco años, la que ha tenido que soportar mis resabios y mis locuras, a esa que me
ha dado siempre su apoyo, su amistad y cariño sincero y que nunca la voy a olvidar
“Silvia Amparo Reyes Fuentes”.
A Nena, Lili, Ania, Rosita y Maité por ayudarme y apoyarme, durante mi estancia en
Covadonga.
A todos los que confiaron en mí…
A ellos muchas GRACIAS.
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Resumen
Resumen
En el presente trabajo se realiza un estudio técnico económico del impacto del incremento del
tiro directo de la caña al basculador a partir de la aplicación de métodos estadísticos de
regresión lineal de una y varias variables independientes con el rendimiento industrial y la
generación eléctrica, identificadas estas últimas como variables dependientes y representativas
de los efectos en la fabricación de azúcar y de desempeño energético del proceso fabril.
Además con el uso de los histogramas de frecuencias aplicados a las variables estudiadas se
determinó el comportamiento estadístico de dichas variables. En ambos análisis con el uso del
STATGRAPHICS ver especializado en tratamientos estadísticos.
Con los valores medios de las variables estudiadas se elaboraron los balances de masa y
energía según metodología de Espinosa Pedraja y soportada en una hoja de cálculo del
software Microsoft Excel del paquete Office – 2010, lo que posibilitó la evaluación en
condiciones reales del arreglo del esquema energético actual del Central Azucarero Antonio
Sánchez.
La selección de las bases de datos utilizadas contempla dos contiendas azucareras en ambos
centrales y son las que en el periodo de los últimos 5 años se mostraron más completas y
confiables para la realización del estudio.
Además se realiza un análisis económico del comportamiento de los costos de producción de
azúcar a las condiciones de trabajo actuales en aras de complementar el estudio.
Además se arriba a conclusiones que dan respuesta a los objetivos planteados y se proponen
recomendaciones.
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Abstract
Abstract
In the present work a technical economic study of impact of increment of direct fire of the cane
accomplishes to the tilter starting from the application of statistical methods of linear regression
of one and several independent variables with the performance industrial and the electric
generation, once these were identified last like dependent variables and representatives of the
property in the manufacture of sugar and of energetic performance of manufacturing process.
Besides the statistical behavior of said variables determined variables gone into itself with the
use of the block diagrams of frequencies applied. In both analyses with the STATGRAPHICS's
use seeing specialized in statistical treatments.
With the mean values of variables gone into they made the balances out of mass and energy
according to methodology of Espinosa Pedraja and borne in the software's spreadsheet
Microsoft Excel of the parcel Office - 2010, what the evaluation in real conditions of repair of
energetic present-day scheme of the Sugar Mill made possible .
The selection of the data bases utilized has provision for two disputes sugar bowls in both
central and music them than in the period of the last ones they evidenced 5 years more
complete and reliable for the realization of study.
Besides an economic analysis of behavior of production costs of sugar comes true to the
present-day working conditions for the sake of complementing study.
Besides he comes near to conclusions that they give answer to the objectives presented and
they intend recommendations.
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Índice
INDICE
Pág.
Introducción……………………………………………………………………….......................
1
Capítulo 1. Revisión Bibliográfica…………………………………………………………...
3
1.1 La caña, origen y sus potencialidades……………………………………………………
3
1.2 Morfología de la planta………………………………………………………………………
4
1.3 Etapas del proceso de producción del Azúcar Crudo…………………………………...
6
1.4 Definiciones generales de la caña de azúcar…………………………………………….
9
1.5 Tipificación del azúcar………………………………………………………………………
9
1.6 Derivados de la caña de azúcar…………………………………………………………..
10
1.7 Beneficios de la caña de azúcar…………………………………………………………..
10
1.8 Impurezas y frescuras de la caña………………………………………………………..
11
1.9 Balance energético en la industria azucarera…………………………………………..
13
1.10 Uso de la energía…………………………………………………………………………
14
1.11 Vías para el mejoramiento de la eficiencia energética………………………………..
15
1.12 Factores que inciden en el balance energético………………………………………..
16
1.13 Factores que influyen en el balance desde el punto de vista tecnológico…………..
16
1.14 Propuestas de esquemas energéticos más eficientes……………………………….
17
1.15 Importancia de la medición de la eficiencia en la actividad del transporte…………
18
1.16 Características del proceso de transportación de la caña y la medición de su
eficiencia…………………………………………………………………………………………
1
1.17 Clasificación de las variables……………………………………………………………
20
1.18 Elección de las variables………………………………………………………………...
21
1.19 Análisis de los datos y selección del modelo………………………………………….
22
1.20 Importancia de la regresión lineal………………………………………………………
22
1.21 Supuestos del modelo de regresión lineal……………………………………………..
22
1.22 Aplicación de la regresión lineal………………………………………………………..
23
1.23 Selección del modelo de regresión lineal mediante el software STATGRAPHICS
Plus 5.1………………………………………………………………………………………….
23
Conclusiones parciales……………………………………………………………………….
24
Capítulo 2. Desarrollo…………………………………………………………………………
25
2.1 Introducción…………………………………………………………………………………
25
2.2 Función y descripción del sistema en estudio…………………………………………...
25
2.3 Análisis de los estudios de regresión lineal………………………………………………
30
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Índice
2.3.1 Influencia del tiro directo en la producción de Azúcar B-96…………………………..
30
2.3.2 Influencia del tiro directo en la producción de Miel final……………………………….
34
2.3.3 Influencia del tiro directo en el Rendimiento……………………………………………
38
2.3.4 Influencia del tiro directo en la cantidad de electricidad generada (Generación)…...
42
2.3.5 Influencia del tiro directo en la cantidad de electricidad entregada (Entrega)……….
45
2.3.6 Influencia del tiro directo en la cantidad de electricidad entregada/electricidad
generada (Entrega/Generación)……………………………………………………………….
50
2.3.7 Influencia del tiro directo en la cantidad de Miel final/Azúcar B-96…………………..
54
2.3.8 Influencia del tiro directo en el % Pol mezclado………………………………………..
58
2.3.9 Influencia de la cantidad de electricidad generada (Generación) con respecto a la
cantidad de bagazo generado y el % tiro directo…………………………………………….
61
2.4 Análisis de los histogramas de frecuencia en la etapa de zafra………………………..
66
2.4.1 Análisis de los histogramas de frecuencia para la variable electricidad generada
(Generación)……………………………………………………………………………………..
66
2.4.2 Histograma de frecuencia para la variable % Tiro directo…………………………….
69
2.4.3 Histograma de frecuencia para la variable % Fibra……………………………………
71
2.4.4 Histograma de frecuencia para la variable Rendimiento (%)…………………………
74
2.5 Desarrollo de los balances energéticos…………………………………………………..
79
2.6 Análisis de los resultados de los balances energéticos…………………………………
88
2.7 Evaluación económicas…………………………………………………………………….
89
Conclusiones generales………………………………………………………………………..
94
Recomendaciones………………………………………………………………………………
95
Bibliografía……………………………………………………………………………………….
96
Anexos
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Introducción
Introducción
La industria azucarera en nuestro país se encuentra atravesando un proceso de
reordenamiento y redimensionamiento con el objetivo de alcanzar mayores beneficios,
tecnológicos, económicos y ecológicos, impuestos por las condiciones económicas y
medioambientales en que se desarrolla actualmente.
Por muchos años la industria azucarera cubana mantuvo un liderazgo indiscutible dentro del
desarrollo de la economía nacional. En la segunda mitad de la década de los ochenta, el
sistema productivo cañero mostró sus primeros síntomas de deterioro, esto motivado
fundamentalmente porque los mecanismos establecidos no incidían en el aumento y calidad de
los procesos productivos de dicho sector. El proceso de agudización en esta agroindustria
ocurre con la crisis económica desatada en el país a causa del derrumbe de la URSS, en los
años noventa.
Actualmente continúan las situaciones adversas, que entre otras, podemos citar: la pérdida de
un mercado preferencial, el incremento del posicionamiento de los productos edulcorantes en el
mercado mundial, la elevación significativa de los precios de los insumos necesarios para
garantizar la industria azucarera, así como el recrudecimiento del bloqueo impuesto por EE.UU.
por casi medio siglo de existencia.
El país ante estas difíciles condiciones tiene una única vía para acelerar, dinamizar y
diversificar la eficiencia productiva del sector a partir de un proceso de redimensionamiento del
sistema productivo cañero azucarero, que necesariamente deberá ir perfeccionándose.
El rendimiento de la zafra azucarera depende del adecuado funcionamiento de los procesos de
cultivo-corte-alza-tiro y molida, es decir el azúcar se produce en el campo y la calidad se
garantiza si el proceso de llevarla hasta el central se realiza eficientemente. Por lo que ser
eficiente en todas y cada una de estas actividades es vital para el resultado final que se desea.
En correspondencia con lo anterior se desarrolla este trabajo investigativo, el cual plantea lo
siguiente:
Problema Científico
No se dispone de un estudio del impacto del tiro directo a basculador de la caña sobre los
resultados técnico-económicos de la industria azucarera.
1
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Introducción
Hipótesis
Si se dispone del estudio del impacto del tiro directo de la caña a basculador pueden mejorarse
los resultados técnico-económicos.
Objetivo general
Realizar el estudio del impacto del tiro directo de la caña en las variables técnico-económicas,
rendimiento y la eficiencia energética en los centrales azucareros Antonio Sánchez y 14 de
Julio.
Objetivos específicos
1.
Actualizar el estado del arte sobre el tema del tiro directo a basculador en la caña de
azúcar en el central azucarero.
2.
Aplicar procedimiento estadístico que permita determinar la posible influencia del tiro
directo de la caña en las principales variables del proceso así como su comportamiento
en los centrales azucareros Antonio Sánchez y 14 de Julio.
3.
Evaluar el esquema energético actual del central azucarero Antonio Sánchez
utilizando los valores promedios de las variables involucradas.
2
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
Capítulo # 1Revisión Bibliográfica
1.1La caña, origen y sus potencialidades
La caña de azúcar es una materia prima con características relevantes que la sitúan como la
planta comercial de mayores rendimientos en materia verde, energía y fibra, obtenidos en
ciclos de tiempo menores que otras especies. La misma es adaptable a diferentes tipos de
climas y posee una importancia económica meritoria en el campo de la industria alimenticia
mundial, es un pasto gigante emparentado con el sorgo y el maíz en cuyo tallo se forma y
acumula un jugo rico en sacarosa que al ser extraído y cristalizado en el ingenio forma el
azúcar; alcanza entre 2 y 5 m de altura y entre 2 y 5 cm de diámetro. Se conocen diversas
variedades cultivadas, que se diferencian por el color y la altura del tallo. (Seijas, M. 2001)
El cultivo de la caña de azúcar lo introdujeron en el continente americano los conquistadores
españoles en 1493 durante el segundo viaje de Cristóbal Colón. Originalmente la gramínea fue
plantada en la isla de Santo Domingo y poco después gracias a las condiciones agroclimáticas,
se extendió rápidamente en las variadas geografías del Nuevo Mundo, particularmente en
Cuba (1512), Puerto Rico (1515), México (1524) y Perú (1529). (GEPLACEA, 1991)
La caña de azúcar es una gramínea del género (Saccharum officinarum L), presenta aspecto
de hierba, pero se diferencia de ésta por su alto contenido de azúcares. Se cultiva en zonas
tropicales y subtropicales, influyendo en su rendimiento agrícola y de azúcares las condiciones
climáticas, los suelos y las variedades que se siembran. Los rendimientos de la caña de azúcar
comparados con otras plantas similares, son superiores en términos de materia seca y en
contenido de carbohidratos. Aunque el rendimiento de la caña es muy variado es posible
obtener 32 t/ha de materia seca y aproximadamente 22 t/ha de carbohidratos. (Spencer, E.
1967)
La azúcar en el mundo es obtenida de dos fuentes principales: la caña de azúcar (Saccharum
officinarum L) o a partir de la remolacha azucarera (Beta vulgaris L), mediante los
procedimientos industriales convencionales. Para su obtención se requiere de un largo
proceso, desde que la semilla germina hasta que el azúcar se comercializa mediante
procedimientos industriales tradicionales (BRITO, F. 2002)
3
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
En nuestro país la azúcar es obtenida a partir de la gramínea, las proporciones de los
componentes varían de acuerdo con la variedad (familia) de la caña, edad, madurez, clima,
suelo, método de cultivo, abonos, lluvias, riegos, etc. Sin embargo, algunos valores de
referencia general pueden ser los siguientes:
Tabla 1.1 Componentes de la caña de azúcar en Cuba
Componentes
Proporción
Componentes
Proporción
Agua
73 - 76 %
Glucosa
0.2 – 0.6 %
Sacarosa
8 - 15 %
Fructosa
0.2 – 0.6 %
Fibra
11 - 16 %
Sales
0.3 – 0.8 %
Acidos Orgánicos
0.1 – 0.8 %
Otros
0.3 – 0.8 %
1.2 Morfología de la planta
 Raíz
La raíz es fasciculada, fibrosa o de base múltiple la que, por atrofia de la principal, está
constituida por un manojo de raicillas del mismo o parecido grosor.
Presenta dos tipos de sistemas radiculares: el primero conocido como adventicio, se forma a
partir del anillo radicular de la estaca o esqueje plantado y tiene como función absorber agua
del medio para facilitar la hidrólisis de los glúcidos contenidos en el entrenudo, que servirán
para nutrir el nuevo vástago hasta tanto este establezca relaciones con el medio en el cual se
desarrollara.
El otro tipo de raíz de la caña de azúcar, el permanente, es un sistema nodal y fasciculado, que
puede presentar varias caracterizaciones:

De sostén

De absorción

De madeja o cordón
4
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
 Tallo
La caña de azúcar desarrolla dos tipos de tallos:

El subterráneo: denominado rizoma, tallo hipogeo o falso tallo, que es del tipo definido o
determinado.

El tallo aéreo: es el que se aprovecha para la extracción del azúcar.
El tallo de la caña se desarrolla a partir de las yemas de otro tallo que haya sido colocado en
condiciones favorables, mediante la propagación asexual o vegetativa usual. Esta se realiza
por medio de los trozos de tallo (estacas, esquejes o propágulos) que contienen una o más
yemas cada uno. Estas yemas pueden desarrollarse y dar paso a la formación de un tallo, que
se denomina tallo primario; éste, a su vez continuando el proceso iniciado en él, movilizará las
yemas de su porción basal, lo que provocará la formación de otros tallos, los llamados tallos
secundarios. Este proceso se repetirá de forma interrumpida hasta que las condiciones del
medio lo impidan. El factor que mayor incidencia tiene en ese proceso es la luz solar.
El tallo, propiamente dicho, de la caña se encuentra formado por canutos o cañutos.
En el canuto o cañuto pueden diferenciarse diversas secciones o partes, tales como:

Anillo de crecimiento

Banda de raíces

Cicatriz de la hoja

Anillo de cera

Rayas de súber o estrías de marfil

Canal de la yema

Yemas u ojo
La gama de colores que presentan los tallos de la caña se debe a dos pigmentos básicos y a
sus combinaciones y mezclas: el color rojo y sus diversos matices se deben al pigmento
antocianina, contenido en las células epidérmicas del tallo, mientras que el color verde es
provocado por la clorofila, contenida en los tejidos más profundos de aquel. De ambos
pigmentos, el que mayor variación presenta en su contenido es la antocianina. La combinación
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Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
de los dos y la proporción en que ambos se encuentran, dan como resultado la amplia gama de
tintes que caracterizan a la caña de azúcar.
 Hoja
Las hojas de la caña de azúcar brotan de los nudos del tallo en forma alterna, formando dos
hileras opuestas en un mismo plano. Se tienen noticias de variedades con las hojas situadas en
espiral o entrecruzadas.
A medida que las hojas envejecen, se van separando del eje del tallo y toman la posición
inclinada que las caracteriza, lo que está íntimamente ligado a la variedad, y la posición
definitiva de las mismas representa en la actualidad un objetivo de estudio de los Fisiólogos, ya
que de ella depende el grado de aprovechamiento de la energía solar.
 Flor y su inflorescencia
Forma espiguillas florales pequeñas agrupadas en Panículas o Panojas y rodeadas por largas
fibras sedosas, en Cuba se le nombra Güin.
 Fruto
El fruto es en Cariopsis con semillas tan pequeñas que durante mucho tiempo se creyó que no
las producía. (Torres.J, 1990)
1.3 Etapas del proceso de producción del Azúcar Crudo
La caña de azúcar ha sido sin lugar a dudas uno de los productos de mayor importancia para el
desarrollo comercial en el continente americano y europeo. El azúcar se consume en todo el
mundo, puesto que es una de las principales fuentes de calorías en las dietas de todos los
países.
La sacarosa de la caña de azúcar es un disacárido natural formado por el enlace bioquímico de
los monosacáridos glucosa (azúcar de uvas o dextrosa) y fructosa (azúcar de frutas o levulosa),
se obtiene de la planta de la caña por la reacción de fotosíntesis debiéndose separar en el
proceso de fabricación otros componentes como son las fibras, las sales minerales, ácidos
orgánicos e inorgánicos y otros, obteniéndose una sacarosa de alta pureza en forma de cristal.
6
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
El azúcar puede obtenerse de la caña de azúcar, remolacha azucarera, entre otros. Para su
obtención se requiere de un largo proceso, desde que la semilla de caña germina hasta que el
azúcar se comercializa nacional e internacionalmente. A continuación expondremos
someramente el proceso de obtención del azúcar a través de la caña:
 Labores de campo, cosecha y patios de caña
El proceso productivo inicia con la preparación de terreno, previo a la siembra de la caña. La
planta madura entre los 12 y 14 meses. Se procede a cortarlas y recogerlas para llevarlas a los
patios de caña, donde se determinan las características de calidad y el contenido de sacarosa,
fibra y nivel de impurezas.
 Picado y molienda de la caña
En el proceso de picado, las cuchillas giradoras cortan los tallos y los convierten en astillas
para facilitar la extracción en los molinos.
La caña picada llega al tándem de molinos, donde mediante la presión se extrae el jugo de la
caña, en el recorrido de la misma por los molinos se agrega agua para extraer al máximo la
cantidad de sacarosa que contiene el material fibroso. Este proceso de extracción es llamado
maceración.
 Pesado de jugo y clarificación
El jugo diluido que se extrae de la molienda se pesa en básculas con celdas de carga para
saber la cantidad de jugo sacarosa que entra en la fábrica. Este jugo contiene un pH de 5.2, el
cual se trata con cal con el objetivo de elevar el pH y minimizar las posibles pérdidas de
sacarosa.
La clarificación del jugo se da por sedimentación, los sólidos no azucares se precipitan en
forma de lodo llamado cachaza y el jugo claro queda en la parte superior. Este jugo sobrante se
envía a los evaporadores.
7
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
 Evaporación
El jugo claro que posee casi la misma composición del jugo crudo extraído se recibe en los
evaporadores con un porcentaje de sólidos solubles entre 10 y 12 % y se obtiene una meladura
o jarabe con una concentración aproximada de sólidos solubles del 55 al 60 %.
 Cristalización
La cristalización se realiza en tachos y el material resultante que contiene líquido (miel) y
cristales (azúcar) se denomina masa cocida. Este proceso se lleva a cabo en tres templas para
lograr concentración de sacarosa.
 Centrifugación
La masa pasa por las centrífugas en las cuales los cristales se separan del licor madre por
medio de una masa centrífuga. La miel que sale de las centrífugas se bombea a tanques de
almacenamiento para luego someterla a evaporaciones y cristalizados superiores. Al cabo de
tres cristalizaciones sucesivas se obtiene una miel final que se retira del proceso y se
comercializa como materia prima para la elaboración de alcoholes.
 Secado y enfriamiento
El azúcar se transporta por conductores en los cuales la misma se coloca en contacto con el
aire caliente que entra en contracorriente. El azúcar debe tener baja humedad,
aproximadamente 0.05% para evitar la formación de terrones.
El azúcar se seca con temperatura cercana a 60 ºC, se pasa por los enfriadores rotatorios
inclinados que llevan aire frío en contracorriente, en donde se disminuye su temperatura hasta
aproximadamente 40-50 ºC para conducir al envase.
 Envase
El azúcar seca y fría se empaca en sacos de diferentes pesos y presentaciones dependiendo
del mercado, para su posterior venta y comercialización.
Cada etapa debe cumplir con los parámetros de calidad requeridos por el proceso, lográndose
un comportamiento de forma eficaz en todo el proceso (Pedroza, R.1975)
8
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
1.4 Definiciones generales de la caña de azúcar
Caña: es la materia prima normalmente suministrada a la fábrica y que comprende la caña
propiamente dicha, la paja, el agua y otras materias extrañas.
Paja: es la materia seca e insoluble en agua de la caña.
Jugo Absoluto: son todas las materias disueltas en la caña, más el agua total de la caña.
Bagazo: es el residuo después de la extracción del jugo de la caña por cualquier medio, molino
o presa.
Jugo Residual: es la fracción de jugo que no ha podido ser extraída y que queda en el bagazo.
Brix: el Brix de una solución es la concentración (expresada en g de concentrado en 100 g de
solución) de una solución de sacarosa pura en agua.
Pol: es la concentración expresada en g de solución en 100 g de solución de una solución de
sacarosa pura en agua. (Made, C. 1976)
1.5 Tipificación del azúcar
El azúcar se clasifica dependiendo de los procesos aplicados a la extracción y el gusto del
consumidor, dentro de estas clasificaciones se encuentran:
Crudo, mascabado o morena: se produce en cristales de mayor tamaño y conserva una
película de melaza que envuelve cada cristal.
Blanco directo y directo especial: se produce por procesos de clarificación y su producción final
se logra en una sola etapa de clarificación.
Refinamiento: se cristaliza dos veces con el fin de lograr su máxima pureza,
Azúcar de lustre: molido en polvo muy fino, que se usa en ciertos trabajos de confitería.
Azúcar blanco o refinado: el más purificado, azúcar cande o candi. (Díaz, E. 1995)
9
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
1.6 Derivados de la caña de azúcar
 Combustible: el bagazo que sale de la última unidad de molienda es utilizado para
producir combustible para los molinos.
 Madera y papel: con los residuos o bagazos de la caña de azúcar se puede elaborar
papel y madera, con el fin de ahorrar e incentivar al reciclaje.
 Fulfural: este producto también se extrae del bagazo, el cual se somete a un proceso de
secado y prensado, luego se pone a fermentar tratándole con sustancias químicas. El
resultado final es un producto granulado o líquido que se usa en la fabricación de
plásticos.
 Producción de ácidos, drogas, explosivos, medicinas, etc.
 En el sector comercial la caña se puede utilizar para elaborar enlatados, productos
lácteos, confituras, siropes y más.
 Fabricación de ceras, betunes y de la melaza se obtiene la producción de alcohol, entre
otros muchos (GEPLACEA, 1988)
1.7 Beneficios de la caña de azúcar
Los beneficios de la caña son tan extraordinarios e inimaginables ya que esta es capaz de
curar:
 Ablanda abscesos o tumores, susceptibles de presentarse en cualquier persona de un
momento a otro.
 Alivia en forma extraordinaria los resfriados, calman la tos.
 Calman la embriaguez, es necesario comer un poco de azúcar proveniente de esta
planta.
 Alivia la ictericia y los dolores de riñón, para lo cual se la debe de comer asada.
 Si se quema caña en alguna habitación donde se halla un enfermo, se genera un
ambiente, agradable para la transpiración, eliminando los malos olores que allí se
encuentren.
La caña de azúcar tiene su constitución basada en el agua y carbohidratos. Los carbohidratos
están presentes en forma insoluble en agua (la fibra) como soluble (sacarosa, glucosa,
10
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
fructuosa). Los contenidos de cenizas, lípidos (extracto etéreo) y proteína son desechados.
(Sturgess, W. 1985)
1.8 Impurezas y frescuras de la caña
En un esfuerzo por reducir el impacto negativo de la quema de caña en el medio ambiente más
de 130 fábricas del estado brasileño de Sao Paulo firmaron el denominado Protocolo Verde con
el gobierno estadual documento que define la erradicación de la quema pre-cosecha en el año
2014, lo que obliga la mecanización de esta importante actividad agrícola (UNICA, 2012)
Esta intención ambientalista trae aparejado un incremento de las materias extrañas que
mueven estos centrales y que genera acciones organizativas dentro del sector como el
programa Caña Limpia llevado a cabo por la empresa ETH Bioenergía con el propósito de
reducir las cantidades de tierra y paja de la caña de azúcar que llegan al área industrial,
estimando la reducción del 1.5% de pérdidas de azúcar por este concepto (Bosqueiros, B.
2009)
El programa se diseña para la capacitación de los obreros que intervienen en la cosecha
mecanizada y equilibra en lo fundamental la reducción de las materias extrañas con las
pérdidas de la cosecha. (Andrade, M. 2009)
A pesar de la preparación de los trabajadores, un grupo de empresas comienzan a
comercializar nuevas tecnologías para garantizar la limpieza de la caña en la industria con
sistemas de limpieza en seco en el área del basculador, se plantea que para la cosecha
mecanizada como promedio existen 140kg de paja/kg de caña y la tecnología propuesta logra
separar 70 kg de estas impurezas. (Clibonei, R. 2011)
Esta tecnología permite incorporar la paja de la caña mezclada con bagazo a la generación de
bioelectricidad que en Brasil hoy es del 2% de sus necesidades y esta tecnología tributa a la
expectativa de incrementar hasta el 18 % en el año 2020, que comparativamente es la energía
necesaria para garantizar las necesidades de países como Suecia y Argentina. (UNICA, 2012)
Además a materia prima que se procesa en los ingenios está constituida por una mezcla de
tallos sanos y limpios de la caña y por materias extrañas.
11
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
La materia extraña
incide
Capítulo #1
sobre los costos de producción , no sólo por lo que daña a la
eficiencia industrial , sino por lo que determina en el encarecimiento del corte , tiro , alza y
transportación . Por esa razón se admite en la casi totalidad del mundo cañero un límite
máximo del orden del 3 al 5 %.
Esta materia extraña generalmente se compone de cogollos, tallos deteriorados, hojas secas y
verdes, tierra, piedra y otros objetos. Se puede afirmar que por cada 1% de materia extraña
entrada al ingenio se pierden 1.5 Kg. de azúcar por ton. de caña procesada. (Manual de
fabricación de azúcar. MINAZ. Edición digital 2010)
El tiempo de corte o quema a molida determina la calidad de la caña .Con su corte o su
quema se rompe el equilibrio del ser vivo y comienzan a desencadenarse , por un lado , un
conjunto de reacciones de descomposición e inversión y por el otro ,al perderse el mecanismo
de defensa de la planta el ataque de toda la flora microbiana.
El resultado de todo ello es la pérdida del azúcar de la caña, la formación de ácidos orgánicos
y un conjunto de polisacáridos que se desarrollan a expensas del contenido de sacarosa de
la caña. Estos componentes indeseables, de los cuales el más
dextrana que
conocido y dañino es la
induce adicionalmente serias complicaciones en el proceso
y pérdidas
adicionales.
Por otra parte los estudios realizados en nuestro país alrededor del impacto del deterioro de la
caña tras la cosecha y el tiempo que media entre esta y la molida, reflejan los resultados que
se exhiben a continuación (valores expresados en % base rendimiento de la caña):
Ejemplo: El rendimiento promedio de una caña en pie es 13.50, la afectación del
rendimiento de esta caña de acuerdo al tiempo de atraso será el siguiente:
Caña verde troceada de 36-48 h:
13.50 * 0.5/100 = 0.06 %
12
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
Caña quemada troceada 49-60 h: 13.50 * 2/100 = 0.27 %
Caña verde troceada 61-72 h:
Caña quemada troceada + 72 h:
13.50 * 1.5/100 = 0.20 %
13.50 * 4/100 = 0.54 (Humberto Cuellar Fariñas)
1.9 Balance energético en la industria azucarera
En la actualidad es de gran interés la manera de realizar el análisis, control y operación, así
como la forma de introducir mejoras en los esquemas térmicos de la industria azucarera.
Todo parece indicar que la búsqueda del ahorro de energía se centra en lo fundamental, en los
siguientes objetivos que se proponen a continuación (Castellanos, J. 1995)
 Mejoras de aislamiento.
 Técnicas de recuperación de energías y residuales.
 Empleo de energías alternativas.
 Otras técnicas para mejorar la eficiencia de los equipos instalados.
Estas consideraciones y otras más podrían hacerse sobre casi todas las industrias
fundamentalmente la azucarera, las mayores posibilidades de ahorro de energía se encuentran
en las modificaciones de los procesos y la creación de equipos más eficientes.
Una vez situados ante el proceso, el primer problema que se presenta es la determinación de
las posibilidades de ahorro energético que realmente existe. Lo anterior es posible
desarrollando un estudio energético con los siguientes aspectos:
 Balance de calor (energía térmica)
 Balance de energía (trabajo útil)

Fuentes energéticas alternativas.
El balance de calor es la información fundamental para apreciar correctamente el rendimiento
térmico de éste y valorar las pérdidas que puedan producirse.
En resumen consiste en una comparación entre las sumas de las diferentes formas de energía
que entran y salen del sistema, todas referidas a la misma unidad de tiempo y expresadas en
las mismas unidades térmicas.
13
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
El balance de calor debe ir unido al de materiales y a su vez este verse condicionado por el
diagrama de flujo de la fábrica, donde deben estar presentes todos los circuitos, ya que ciertas
anomalías pueden explicarse a veces por flujos no controlados.
El uso del balance de calor nos lleva a los siguientes resultados finales (Tromp, L. 1984)
 Los puntos débiles donde las pérdidas están por encima de los límites permisibles.
 Pueden estudiarse las posibilidades de modificación al proceso con vista a aumentar la
eficiencia térmica y lograr ahorros sustanciales.
 Su aplicación diaria permite al técnico mantener un compromiso entre la energía
empleada y la óptima a usar.
 El análisis del rendimiento diario de los equipos permitirá conocer las pérdidas por
envejecimiento o las conveniencias de realizar renovaciones o reparaciones a los
mismos.
1.10 Usos de la energía
Después de realizado el balance energético es muy importante seguir una metodología para
lograr un ahorro y reducción del consumo de esta energía y depende de (Wiltmer, E. 1995)
 Tipos de proceso.
 Consumos específicos.
 Vida de la planta y rigurosidad en el mantenimiento.
 Productos que se manejan.
En algunas industrias existe un potencial económico lo suficientemente elevado como para
justificar cambios importantes, pero en otras, estas posibilidades se ven reducidas a mejoras
que no impliquen grandes inversiones. Entonces se puede hablar de inversiones a corto y largo
plazo.
Si se realizan mejoras a corto plazo el balance energético nos da:
 Puntos de máximos y mínimos consumos.
 Energía no recuperada en efluentes o disipada a través de otro agente.
 Situación de la industria respecto al consumo actual y teórico.
 Cambios o mejoras en la operación.
 Optimización del proceso o parte del mismo.
14
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.

Capítulo #1
Mejoras en la distribución del vapor.
 Mejoras en el aislamiento.
 Ejecución de pequeños proyectos.
Las mejoras a largo plazo pueden suponer un ahorro hasta del 30 %, estas situaciones de
ahorro pueden situarse en las siguientes áreas:
 Generación de vapor.
 Mejoras en el aprovechamiento del calor.

Mejoras en los ciclos termodinámicos.
 Recuperación máxima de la energía.
 Usos de otros combustibles.
 Cambios sustanciales en el proceso.

Cambios de la materia prima.
1.11 Vías para el mejoramiento de la eficiencia energética
En el pasado, el bajo costo de los combustibles fósiles o el exceso de bagazo proporcionaba
poco incentivo para mejorar la eficiencia térmica de las fábricas de azúcar en muchas partes
del mundo, sin embargo, la aplicación de procesos y métodos de producción más modernos,
así como las necesidades de la protección ambiental durante los últimos tiempos, contribuyeron
a una demanda sustancialmente superior de energía eléctrica y mecánica. (Calvo, A. 1981)
Las fábricas de azúcar son usuarios potenciales de energía básica. Esta potencialidad, una vez
transformada en vapor, produce energía mecánica, genera electricidad y aporta el calor
suficiente para el proceso.
De acuerdo con esto, las perspectivas para la industria de la caña de azúcar son ilimitadas
porque pueden proporcionar su propio combustible y entregar además cantidades adicionales
de energía, proporcionalmente a la eficiencia energética de sus centrales.
La industria azucarera desde sus inicios no fue preparada para una eficiencia térmica alta, se
contaba con una materia prima de buena calidad y sin materias extrañas, baja humedad del
bagazo producto a la baja velocidad del tándem, reducido volumen de agua de imbibición,
suministro estable de la materia prima, baja demanda de vapor para el proceso tecnológico,
menos demanda de potencia en equipos primarios y pocas paradas, etc.
15
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
En la actualidad se ha hecho necesario el estudio de vías para incrementar la eficiencia y
ahorrar combustibles.
Para lograr un buen estudio de las condiciones reales del central, así como verificar su
funcionamiento de acuerdo a las características de utilización y distribución del calor es preciso
desarrollar un balance energético completo.
1.12 Factores que inciden en el balance energético
En la producción de azúcar de caña pueden agruparse diversos factores que inciden en el
balance energético, entre ellos se encuentran (Espinosa, Rubén. 1999):
 Generación de vapor.
 Ciclo energético.
 Parámetros tecnológicos.
 Estabilidad de la operación.
1.13 Factores que influyen en el balance energético desde el punto de vista tecnológico
Imbibición % caña: un incremento del agua de imbibición puede ser significativa en cuanto a la
pol en bagazo, pero generalmente con ello se incrementa la humedad del bagazo, la cual
produce trastornos en la generación de vapor por dificultades en la combustión, debido a que
parte del calor liberado será consumido por el agua que acompaña y menos por tanto será el
calor trasmitido al agua en el domo para convertirla en vapor, un aumento en el agua de
imbibición por ello pude repercutir en un mayor consumo de combustible.
Brix de los líquidos alimentados a los tachos: la concentración de la meladura alimentada a
valores inferiores que los que aseguran su uso sin dificultades de aparición de cristales, es
fuente de ineficiencia térmica, ya que el peso de agua que de ella se libera en tachos, requiere
algo más que ese peso en vapor, mientas que si se evapora en múltiples efectos de cuerpos
requiere algo más que 1/n unidades de peso. Igualmente ocurre con las mieles que se
retroalimentan al proceso de cristalización. Si se le adiciona agua para disminuir el Brix y evitar
cristalizaciones inoportunas en mayor valor que las necesarias, todo el exceso añadido
requerirá aproximadamente igual cantidad de vapor para evaporarse, constituyendo un uso
innecesario del mismo.
16
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
Disciplina tecnológica: esta influye notablemente, ya que si no se requieren los parámetros
requeridos puede haber un consumo mayor de combustible y de vapor.
Para lograr una máxima eficiencia se deben tener en cuenta algunas consideraciones, las
cuales son:
 Mantener la generación de vapor en el rango y su temperatura requerida, operar la
fábrica con un vapor % caña estable y lograr un sobrante de bagazo, que la molida sea
estable, agua de imbibición requerida y en los límites establecidos, obtención de jugo
mezclado con una pureza alrededor de 15% aproximadamente, utilizar extracciones
secundarias, que el porciento de vapor a pasar por reductora este entre un 10 y 25%.
 Extracción de miel B: La utilización de esta miel resulta de gran interés cuando se desea
ampliar la base de producción de proteínas sin sacrificar el balance de carbohidratos
para el alimento animal y afectando parcialmente la producción de azúcar.
Con la extracción de miel B, se logra un menor consumo de vapor en el área de casa de
calderas, al tener que evaporar menor cantidad de agua, mayor capacidad en los tachos y las
tanquerías, además se disminuye la producción de semilla y con ello la recirculación de sólidos
al proceso. (Haces, J. 1984)
1.14 Propuestas de esquemas energéticos más eficientes
 Combinación de pre-evaporador y cuádruple, con extracción del segundo y primer vaso
del cuádruple para calentamiento primario y secundario del jugo mezclado, utilizar los
vapores del pre- evaporador para tachos, calentadores rectificadores y calentador de
jugo clarificado, empleando el vapor de escape solo para el pre y el cuádruple.
 Combinación de pre-evaporador y cuádruple, trabajando el cuádruple con vapores del
pre, el vapor de escape se utiliza para alimentar a la calandria del pre y una pequeña
parte que pasará por la reductora a la línea de los tachos para abastecer los momentos
de alta demanda.
 Quíntuple con extracción de los tres primeros vasos para calentamiento escalonado del
jugo mezclado, pre con extracción para tachos, primer vaso del quíntuple, calentadores
rectificadores y de jugo clarificado. (Tabuada, J. 1984)
17
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
1.15 Importancia de la medición de la eficiencia en la actividad de transporte
La necesidad de la medición de la eficiencia obedece a que es la manera objetiva de evaluar el
desempeño en cuanto a la utilización de los recursos de una de las actividades claves del ciclo
productivo de cualquier organización: la transportación. (Torres, J. 1987)
El transporte es una actividad muy útil en dos aspectos: utilidad de lugar y utilidad de tiempo,
esto es de gran importancia, ya que el producto se tiene en el lugar y el momento en que se
necesita.
Uno de los criterios para clasificar los sistemas de transporte es a partir de sus características
generales, donde los tipos de transporte pueden ser definidos de acuerdo a:
 Los modos de transporte.
 Las propiedades de los medios de transporte.
 Otros parámetros (zona geográfica, clase de servicio y régimen de carga).
Entre las ventajas de estos tipos de transporte, para las actividades de aprovisionamiento y
distribución, se destacan: la reducción de las manipulaciones, una mayor productividad del
trabajo en la operación de descarga del vehículo, la disminución del número de vehículos
llegados al almacén y una mejor disponibilidad y maniobrabilidad en los muelles y zonas de
carga y descarga.
1.16 Características del proceso de transportación de la caña y la medición de su eficiencia
La caña de azúcar posee la propiedad de ser un producto que al poco tiempo de cosechado se
deteriora, por tanto la calidad de la materia prima que entra a la industria dependerá en gran
medida de la rapidez con que la misma se traslade desde el campo al central y esto lo
determina el funcionamiento del sistema de cosecha y tiro que se implemente. La caña
cosechada se puede transportar directamente al basculador del central o a los centros
beneficiadores (centros de acopio o estaciones de limpieza). El tiro directo facilita disponer de
un mayor volumen de biomasa cañera, esto es el tallo de caña más parte de sus hojas. La
molida de biomasa genera mayores reservas de bagazo con las condiciones necesarias para
ser empleado como combustible renovable, sustituyéndose de esta forma la utilización de
petróleo siempre que las condiciones tecnológicas lo propicien. (CENICAÑA, 1983)
18
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
Para transportar la caña se emplean los siguientes tipos de medios
 Carretas tiradas por tractores.
 Carretas tiradas por bueyes.
 Camiones ZIL — 130.
 Camiones KAMAZ con un remolque.
Para garantizar los procesos de cosecha y tiro, el central azucarero dispone de equipos propios
y también recibe los servicios de otros centrales en donde se tributa la caña y son la base de
transporte del MINAZ enclavada en la región.
La caña cosechada se envía fundamentalmente a los centros de acopio o estaciones de
limpieza, para eliminar determinados por cientos de materias extrañas. Es importante señalar
que las materias extrañas en la caña cosechada se han incrementado con el corte mecanizado
provocando incremento en los costos del tiro. Una vez que la caña es limpiada de materias
extrañas en los centros de recepción, es enviada por medio del ferrocarril hasta el basculador
del central.
Para la carga de la caña de azúcar por ferrocarril en los patios, se cuenta con los carros jaula,
los cuales son distribuidos por los centros de recepción. Estos carros tienen una capacidad
promedio de 1750 arrobas por carro aproximadamente, equivalente a 20 toneladas. La cantidad
de viajes que realiza una locomotora arrastrando entre 10 y 15 carros jaulas varía en
dependencia de la disponibilidad de caña, la distancia entre centro de recepción y el central,
entre otras razones.
Tanto para los viajes de camino como para los viajes de patio, los carros jaula son situados en
los apartaderos y en líneas de patio donde son pesados en la romana y posteriormente
enviados al basculador.
El control de la actividad de transportación de la caña no se restringe a las Unidades
Productoras, estas entidades utilizan como indicador sintético para medir la eficiencia de esta
actividad, el costo del tiro por tonelada de caña y de forma agregada contabilizan los gastos de
combustible y el consumo físico del mismo, los cuales no son indicadores de referencia para
garantizar un proceso de mejora continua en el uso de los principales recursos que se emplean
en esta actividad.
Existe una subdirección que se encarga de controlar y definir estrategias respecto a los modos,
medios y demás elementos a considerar para que la caña cosechada llegue en el más breve
paso a los centros receptores de la misma.
19
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
En la empresa azucarera de Antonio Sánchez se desea establecer una selección de
alternativas que permita conocer el desempeño del tiro directo de la caña con el objetivo de
garantizar un buen rendimiento, una adecuada eficiencia energética y que se comercialice el
producto cosechado. De esta forma se puede lograr un análisis integral de todas las etapas del
proceso productivo. Para estimar un índice que satisfaga estas condiciones se propone en esta
investigación un procedimiento basado en un análisis de regresión lineal, con el objetivo de ver
si existe relación estadísticamente significativa entre el % del tiro directo de la caña y las
variables fundamentales que intervienen en cada etapa del proceso. (AZCUBA 2010)
1.17 Clasificación de las variables
Para seleccionar las variables que intervienen en el proceso de transportación de la caña se
pueden seguir los siguientes pasos (CIDCA, 1983)
 Evaluar las posibles variables a incluir en el análisis.
 Clasificación de las variables.
Evaluación de las posibles variables a incluir en el análisis:
Para la elección de las variables a tener en cuenta para realizar el análisis es
necesario delimitar los principales factores que pueden incidir en el proceso de
transportación de la caña. Estos factores pueden ser, fundamentalmente, de índole
organizativos,
Los
factores
garantizan
la
tecnológicos
organizativos
coordinación
y
económicos.
son básicamente
los
métodos
y
procedimientos
que
y utilización racional de los recursos y la fuerza de trabajo
disponibles.
Los factores tecnológicos se determinan por la introducción de nuevas tecnologías, que
pueden ser la adquisición de nuevos equipos, de piezas nuevas, que mejoren el
funcionamiento de los medios de transporte que se utilizan para el tiro como la
remotorización de los equipos, entre otros.
Los factores económicos se vinculan a la implementación de sistemas de pagos e
incentivos que estimulen el esfuerzo colectivo en esta actividad que determina la llegada
de la materia prima con la calidad requerida a la industria.
Lo anterior evidencia la necesidad de establecer un sistema de alternativas que faciliten la
organización, planificación y control de la actividad de transportación, así como también la
facilitación del tiro directo de la caña. Sobre la base de ese sistema se seleccionan todas las
20
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
posibles variables a incluir en el análisis.
Clasificación de las variables:
La clasificación de las variables presentadas responden a su implicación y función en el
proceso productivo.
1.18 Elección de las variables
Una vez clasificadas todas las posibles variables a incluir en el análisis se procede a
realizar los siguientes pasos (CIDCA, 1983)
Seleccionar las variables.
 Recopilación de datos correspondientes a las variables seleccionadas.
 Comprobación de correspondencia válida entre el % del tiro directo de la caña y las
variables seleccionadas.
Selección de las variables:
Para seleccionar las variables se procede a utilizar algunos de los siguientes métodos
propuestos a continuación:
 Comprobación de la relevancia teórica de la variable en el proceso de transportación:
para ello es necesaria una revisión exhaustiva de la literatura relacionada con el objeto
teórico de la investigación, que permita comprobar la existencia de esa justificación
conceptual.
 Método de expertos: ayuda a organizar las variables según el nivel de importancia
teniendo en cuenta que el criterio de especialistas o expertos en el tema que se
investiga, de forma tal que se minimize la subjetividad en el proceso de decisión.
 Análisis de correlación o de regresión lineal: facilita comprobar la existencia de al menos
una moderada relación estadística entre los factores involucrados en el proceso que se
analiza y las variables seleccionadas.
Recopilación de datos correspondientes a las variables seleccionadas:
Permite analizar la posibilidad de realizar un análisis de eficiencia referido a varios periódos de
tiempo, si se disponen de varias fuentes de información se deben verificar los datos y
seleccionar los que se consideren más fiables.
Comprobación de correspondencia válida entre el % del tiro directo de la caña y las variables
seleccionadas: permite definir si existe relación estadísticamente significativa entre las
variables, determina si hay alguna correlación significativa basada en el orden en el que se han
introducido los datos en el fichero, nos da un error estándar de la estimación de las variables
21
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
logrando para ello el modelo matemático y el gráfico que se ajusta a los datos.
1.19 Análisis de los datos y selección del modelo
La selección del modelo adecuado de regresión lineal (simple o regresión múltiple) permite
describir la relación entre el % del tiro directo de la caña con respecto a las variables
seleccionadas, mientras que el procesamiento de los datos requiere de un análisis descriptivo
previo, esto es determinar medidas de tendencia central, variabilidad y otras permiten a priori
realizar un análisis preliminar con la información recopilada. Los mismos pueden estar
enfocados a (www.cenda.usb.ve)
 Existencia de datos inapropiados o datos extremos que pueden distorsionar el análisis.
 Obtención de valores medios y del rango de variación de las variables (valor máximovalor mínimo).
 Mejores y peores resultados de los factores de eficiencia.
1.20 Importancia de la regresión lineal
La regresión lineal se puede usar en muchos procesos en los cuales se tengan que tomar
decisiones o hacer inferencias acerca de algún fenómeno que no conozcamos aún su
resultado, en el cual se tenga información de una variable independiente y el comportamiento
de otra variable que depende de la primera. En estadística la regresión lineal o ajuste lineal es
un método matemático que modela la relación entre una variable dependiente Y, las variables
independientes Xi y un término aleatorio ε. Los modelos lineales son una explicación
simplificada de la realidad, mucho más ágil y con un soporte teórico por parte de la matemática
y la estadística mucho más extenso. (www.cieciaytrabajo.cl)
1.21 Supuestos del modelo de regresión lineal
Para poder crear un modelo de regresión lineal, es necesario que se cumpla con los siguientes
supuestos (es.wikipedia.org/wiki)
 La relación entre las variables es lineal.
 Los errores en la medición de las variables explicativas son independientes entre sí.
 Los errores tienen varianza constante.
22
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
 Los errores tienen una esperanza matemática igual a cero (los errores de una misma
magnitud y distinto signo son equiprobables).
 El error total es la suma de todos los errores.
1.22 Aplicaciones de la regresión lineal
La
regresión
lineal
tiene
diversas
aplicaciones,
dentro
de
ellas
se
encuentran
(www.slidishare.net)
 Líneas de tendencia: Una línea de tendencia representa una tendencia en una serie de
datos obtenidos a través de un largo período. Este tipo de líneas puede decirnos si un
conjunto de datos en particular (como por ejemplo, el PBI, el precio del petróleo o el
valor de las acciones) han aumentado o decrementado en un determinado periodo. Se
puede dibujar una línea de tendencia a simple vista fácilmente a partir de un grupo de
puntos, pero su posición y pendiente se calcula de manera más precisa utilizando
técnicas estadísticas como las regresiones lineales. Las líneas de tendencia son
generalmente líneas rectas, aunque algunas variaciones utilizan polinomios de mayor
grado dependiendo de la curvatura deseada en la línea.
 Medicina: En medicina, las primeras evidencias relacionando la mortalidad con el fumar
tabaco vinieron de estudios que utilizaban la regresión lineal. Los investigadores
incluyen una gran cantidad de variables en su análisis de regresión en un esfuerzo por
eliminar factores que pudieran producir correlaciones espurias.
 Informática: Ejemplo de una rutina que utiliza una recta de regresión lineal para
proyectar un valor futuro.
1.23 Selección del modelo de regresión lineal mediante el software STATGRAPHICS Plus 4.1
En la realización de este trabajo de diploma, la selección del modelo de regresión lineal se hará
utilizando el software STATGRAPHICS Plus 5.1, el cual es una herramienta específica e
intuitivamente diseñada para analizar datos estadísticos, es de manera sencilla e ingeniosa y
está compuesto por todo lo que se pueda necesitar para realizar procedimientos estadísticos,
como análisis de datos, histogramas, diagramas de caja, métodos multivariantes, regresión
avanzada, selección de tamaño de muestra y análisis de series temporales. También permite
23
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #1
ver los datos de forma clara y hacer previsiones correctas basándose en los análisis de datos.
(www.monografía.net)
Conclusiones Parciales
 La
información
científica
publicada,
no
ofrece
una
adecuada y actualizada
fundamentación teórica sobre el impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la
eficiencia energética.
 Para garantizar un mayor desarrollo en nuestro país en cuanto a la calidad del proceso
de producción de azúcar crudo es necesario aprovechar al máximo la materia prima y
disminuir la contaminación al medio ambiente.
 Para determinar la posible influencia del tiro directo de la caña en las principales
variables del proceso, así como su comportamiento en los centrales Antonio Sánchez y
14 de Julio se puede hacer uso del software STATGRAPHICS Plus 5.1
24
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Capítulo # 2 Desarrollo
2.1 Introducción
En este capítulo se dan soluciones a las necesidades propuestas en el marco teórico, como
realizar un estudio de regresión lineal con el propósito de ver el comportamiento del impacto del
tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética, para el desarrollo de este
capítulo se tomaron los datos diarios del % del tiro directo, el % de fibra en caña, la cantidad de
bagazo generado, el % Pol jugo mezclado, , el rendimiento, la cantidad de azúcar producida, la
cantidad de miel final, la electricidad producida, la electricidad entregada y se procesaron en el
software estadístico STATGRAPHICS Plus 5.1, también se realizó dicho estudio en el central
azucarero 14 de julio para comparar los resultados obtenidos es decir para ver si existía el
mismo comportamiento de la variables, dado a la gran variabilidad de los datos se hizo
necesario tomar un intervalo de molida en dichos centrales de acuerdo a la capacidad nominal.
Intervalo de molida en Antonio Sánchez (2200-3680 t/día)
Intervalo de molida en 14 de Julio (1940-3100 t/día)
2.2 Función y descripción del sistema en estudio
El ingenio Antonio Sánchez se encuentra ubicado en el poblado de Covadonga perteneciente
al municipio de Aguada de Pasajeros, provincia de Cienfuegos. El mismo tiene una capacidad
de molida de 3 680 000 kg/d (3680 t/d) y el ingenio de 14 de Julio se encuentra ubicado en el
municipio cienfueguero de Abreu, su capacidad de molida es de 2 800 000 kg/d (2800 t/d). La
función principal de esta empresa azucarera es la obtención de azúcar crudo a partir de la caña
de azúcar, en la figura 2.1 está representado el proceso de obtención de la misma. En esta
etapa es necesario conocer detalladamente el proceso, las operaciones unitarias que lo
conforman y las conexiones de materiales y energía existentes entre ellas.
La fabricación del azúcar crudo comienza en la preparación de la caña para la molienda, la
caña es llevada a un centro de limpieza y después es trasportada en carros de ferrocarril hasta
un basculador donde se descarga por uno de sus costados y cae por gravedad a una fosa o
embudo. En este lugar es elevada por un conductor de esteras transportadoras de caña hasta
los rompe bultos, los que comienzan a conformar el colchón de caña, luego pasa a los gallegos
25
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
o niveladores, facilitándole el trabajo a las cuchillas, equipo encargado de fragmentar la caña y
obtener valores de hasta un 90 % de índice de preparación lo que hace económicamente
eficiente el consumo de los 800 Kw que se demanda en esta importante etapa y que permite en
definitivas obtener una extracción de jugo en la primera unidad de molida hasta valores
próximos al 60 % de la extracción. Este proceso tiene como objetivo fundamental romper la
corteza exterior y llegar hasta las celdas donde se encuentran contenida la sacarosa para
facilitar su extracción, pasando seguidamente a los molinos.
Este central cuenta con cinco molinos tipo Fulton con virgen inclinada. En esta etapa vamos a
obtener el bagazo, que es utilizado en las calderas para generar vapor, representando este
aproximadamente el 25% del peso de la caña molida, así como el jugo mezclado para la
producción de azúcar crudo. La extracción del jugo mezclado oscila en el rango de 90-100% en
dependencia del flujo de agua de imbibición y de la fibra de la caña. El vapor de las calderas es
aprovechado para producir energía eléctrica a través de los turbogeneradores. Estos
turbogeneradores producen además el vapor de escape (18 lbf/pul²) que es utilizado en el
proceso por los calentadores 1 y 4, así como los dos pre evaporadores encargados de generar
todo el vapor necesario en las áreas de evaporación, concentración y cristalización que le
preceden.
El jugo proveniente de los molinos pasa a la etapa de alcalización (Tanque calero), proceso en
el cual se encala el guarapo por medio de la adición de lechada de cal diluida con una densidad
de 2-4ºBe en una proporción que va desde 500-650g de óxido de calcio por toneladas de caña
molida. Este proceso de alcalización se realiza en frío, antes de que el jugo sobrepase las
etapas de calentamiento.
Posteriormente el jugo es calentado de 102-106°C en los calentadores para lograr una mejor
mezcla en el tanque flash, y facilitar la formación del lodo en el clarificador; el tanque Flash está
dotado de deflectores con el objetivo de lograr una mezcla homogénea entre el jugo y la cal,
iniciándose así la reacción de Ca3 (PO4)2 precipitado que representa los núcleos de
sedimentación en el clarificador. La alcalización debe garantizar una estabilidad rigurosa del pH
del jugo en un rango de variación máximo de 0.4 unidades entre los valores de 6.5-7.1.
La aplicación del medio alcalizante debería realizarse en condiciones que favorezcan un
mezclado con el jugo lo más perfecto y vigoroso posible, para evitar zonas locales de diferentes
26
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
pH que inciden negativamente en la calidad de la alcalización. En toda esta etapa de
alcalización ocurren transformaciones químicas. El jugo alcalizado pasa por gravedad a un
clarificador donde se forman los flóculos de fosfato tricálcico, que son los encargados de
arrastrar las impurezas hacia el fondo y formar la cachaza, impidiendo que estas se disuelvan
en las condiciones físicas que trabaja el equipo.
Los lodos del clarificador son llevados a un mezclador donde se le adiciona el bagacillo como
medio filtrante en proporción suficiente como para formar una torta con buenas propiedades
físico-mecánicas. El contenido de bagacillo en la mezcla debe estar en el orden de 6-8 kg/ton
de caña, lo que representa de un 10-15 % en peso de la torta, estos lodos se caracterizan por
tener un pH en el intervalo de 6-6.7. El jugo clarificado que proviene del clarificador con un pH
de 6.7-7.1 pasa por el filtro de jugo claro, con el objetivo de eliminar el posible bagacillo en
suspensión. Después de esta filtración se dirige a los pre-evaporadores donde ocurre una
evaporación primaria a simple efecto. Estos operan a presiones relativamente altas (18 lbf/pul²).
Después continúa a los evaporadores a múltiple efecto donde ocurre una evaporación
secundaria, consumen vapor de escape hasta (15 lbf/pul²). En este proceso se elimina la mayor
cantidad de agua posible.
La cristalización y concentración se realiza en tachos. La meladura proveniente de los
evaporadores llega a los tachos, donde se sigue concentrando hasta el punto en que aparecen
los cristales de azúcar. Estos cristales de azúcar se siguen alimentando con meladura hasta
alcanzar el tamaño adecuado para purgar la templa, de esta purga se obtiene el primer azúcar
comercial y miel A, esta se utiliza para fabricar la templa de segunda y cuando se purga se
obtiene azúcar de segunda y miel B, esta miel B se utiliza para elaborar la templa de tercera de
las cuales se obtienen azúcar de tercera (semilla) que se utiliza como base para la fabricación
del azúcar comercial y miel de purga que se emplea para alimentos de animales. Las masas
cocidas “A” y “B”, son descargadas en los cristalizadores de primera y segunda y la masa
cocida “C”, en los cristalizadores de tercera, los cuales, una vez enfriada la masa contenida se
descarga en las centrífugas, las que tienen la función de separar la miel de los cristales de
azúcar. En esta etapa se obtiene el azúcar de primera y de segunda, conformando el azúcar
comercial; el azúcar de tercera se utiliza en la preparación de la semilla y la miel final que sale
de la fábrica. El azúcar comercial sale de la centrífuga por un conductor de banda de goma de
27
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
40 pulgadas hacia un embudo (La tolva), lugar debidamente preparado donde se envasa a
granel en tolvas de ferrocarril para su posterior almacenamiento.
Para lograr un desarrollo adecuado en cada una de las etapas del proceso son necesarios
sistemas auxiliares que complementen las necesidades del proceso como: tratamiento de agua
para calderas, generación de vapor, electricidad y preparación de la lechada de cal, las cuales
se abordan a continuación:
Tratamiento de Agua para calderas: Este ingenio cuenta con una planta de tratamiento de
agua, la cual procede de un pozo que se encuentra ubicado cerca de la planta, el agua cruda
es bombeada a un clarificador donde se le adiciona sulfato de alúmina y así eliminar dureza
aunque no se elimina completamente pero sí una gran parte, después pasa a los filtros
mecánicos de arena y seguidamente a los de resina catiónica fuerte que son de ciclo sodio, el
agua tratada es usada en las calderas y en el circuito cerrado de enfriamiento de los molinos.
A las calderas también se alimenta agua de los condensados no contaminados los cuales
aportan temperatura al agua de entrada al ser ligada con la tratada.
Generación de Electricidad: El vapor de las calderas es aprovechado para producir energía
eléctrica a través de los turbogeneradores. En estos se genera toda la energía eléctrica
necesaria en la fabricación y el excedente se exporta al Sistema Electroenergético Nacional
(SEN). El mismo cuenta con dos turbogeneradores que utilizan el vapor de alta presión
producido en los generadores de vapor.
Generación de vapor: El vapor usado en el proceso es generado en la propia fábrica usando
como combustible exclusivamente bagazo que es un co-producto de la etapa de extracción del
propio proceso con una humedad de 49,5 por ciento. El sistema de generación de vapor está
compuesto por dos calderas de 60 000kg/h (60t/h) cada una.
Preparación de la Lechada de cal: la cal aquí tratada se disuelve, desarena y estandariza, la
solución de óxido de calcio utilizada en la alcalización se prepara en tres tanques de capacidad
cada uno de 7m3.
28
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Figura 2.1 Diagrama de bloques del proceso de obtención de azúcar crudo
29
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.3 Análisis de los estudios de regresión lineal
A continuación se muestran los gráficos de los modelos ajustados en los centrales Antonio
Sánchez y 14 de julio mediante los análisis de regresión lineal para demostrar estadísticamente
el impacto del tiro directo de la caña con respecto a las principales variables del proceso, así
como los histogramas de frecuencia para ver como varían los límites de las variables
respuestas como son la cantidad de electricidad generada (Generación), el % del tiro directo, el
% fibra en caña, la cantidad de bagazo generado y el rendimiento. También se muestran
análisis de varianza para ver cuales son las variables más significativas en el proceso.
Los análisis mostrados constituyen una selección del total de los realizados en la búsqueda de
las posibles correlaciones entre las variables estudiadas.
2.3.1. Influencia del tiro directo en la producción de Azúcar B-96
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal simple para ver la influencia
del tiro directo de la caña en la producción de Azúcar B-96.
Los resultados que se muestran pertenecen a los análisis realizados en la empresa azucarera
diversificada Antonio Sánchez, en la figura 2.2 aparece el gráfico del modelo ajustado de la
cantidad de Azúcar B-96 con respecto al % del tiro directo, los datos que permitieron realizar
este estudio aparecen en la tabla 1 de los anexos.
Gráfico del Modelo Ajustado
Azúcar B96
590
490
390
290
190
0
10
20
30
40
50
60
% Tiro directo
Figura 2.2 Modelo ajustado de la cantidad de Azúcar B-96 y el % del Tiro directo en el
central azucarero Antonio Sánchez.
30
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de azúcar B-96 como variable dependiente y el % del tiro directo como variable
independiente.
Mediante este gráfico se obtuvo la ecuación del modelo ajustado, la cual es:
Azúcar B-96 = 350.346 + 0.145364*% Tiro directo.
En la tabla 2.1 y 2.2 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.2 mediante la realización
de la regresión lineal simple.
Tabla 2.1 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
350.346
23.7924
14.7251
0.0000
Pendiente
0.1453
1.0014
0.1451
0.8051
Tabla 2.2 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Modelo
101.684
1
101684
Residuo
260606.0
54
4826.04
Total (Corr)
260708.0
55
Cociente-F
0.02
P-valor
0.8851
Mediante este resultado podemos decir que el p-valor en la tabla 2.2 es mayor o igual a 0.01, lo
cual demuestra que no existe relación estadísticamente significativa entre la cantidad de azúcar
B-96 y el % del tiro directo para un nivel de confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que existe un 0.039 % de la variabilidad en la
cantidad de azúcar B-96. El coeficiente de correlación tiene un valor de 0.019, indicando una
relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la
31
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
desviación típica de los residuos la cual arroja un valor de 69.46, este valor puede usarse para
construir los límites de predicción para las nuevas observaciones que se realicen, estos límites
tienen gran importancia ya que predicen el valor futuro de la variable analizada, es decir
permite realizar un recorrido aleatorio de la misma y asume si la predicción para los datos
futuros está dado en el último o primer valor de los datos disponibles. El error absoluto medio
(MAE) es el valor medio de los residuos y es igual a 54.62, como el p-valor es superior a 0.05,
no hay indicio de autocorrelación serial en los residuos, es decir no existe alguna correlación
significativa en los datos
En la figura 2.3 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de Azúcar B-96 con
respecto al % del tiro directo en el central azucarero 14 de Julio, los datos que permitieron
realizar este estudio aparecen en la tabla 3 de los anexos.
Figura 2.3 Modelo ajustado de la cantidad de Azúcar B-96 y el % del Tiro directo en el
central azucarero 14 de Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de Azúcar B-96 y el %del Tiro directo.
32
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
La ecuación del modelo ajustado es:
Azúcar B96 = 203,315 + 0,924873*% Tiro directo
En la tabla 2.3 y 2.4 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.3 mediante la realización
de la regresión lineal simple.
Tabla 2.3 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
203.315
40.7417
4.9903
0.0001
Pendiente
0.9248
0.5105
1.814
0.0767
Tabla 2.4 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
11368.3
1
11368.3
3.28
0.0767
Residuo
155904.0
45
3464.53
Total (Corr)
167272.0
46
Dado que el p-valor en la tabla 2.4 es inferior a 0.10, existe relación estadísticamente
significativa entre la cantidad de azúcar B-96 y el % del tiro directo para un nivel de confianza
del 90%.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 6.796 % de la variabilidad
en la cantidad de azúcar B-96. El coeficiente de correlación es igual a 0.260697, indicando una
relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la
desviación típica de los residuos siendo este valor igual a 58.86, el cual puede usarse para
construir los límites de predicción para las nuevas observaciones que se realicen. El error
33
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos y arroja un valor de 43.26, dado que el
p-valor es superior a 0.05, no hay indicio de autocorrelación serial en los residuos.
Mediante este análisis se puede decir que existe un comportamiento similar en los dos
centrales, ya que en el ingenio azucarero Antonio Sánchez no hay una tendencia creciente, o
sea a medida que aumenta el % del tiro directo la cantidad de azúcar B-96 se mantiene
prácticamente constante, y en el central 14 de Julio existe tiene una tendencia creciente, es
decir a medida que aumenta el % del tiro directo la cantidad de azúcar-B96 aumenta.
2.3.2 Influencia del tiro directo en la producción de Miel final
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal simple para ver la influencia
del tiro directo de la caña en la producción de miel final.
En la figura 2.4 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de miel final con respecto
al % del tiro directo, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la tabla 1 de
los anexos y pertenecen al central azucarero Antonio Sánchez.
Gráfico del Modelo Ajustado
127
Miel final
117
107
97
87
77
67
0
10
20
30
40
50
60
% Tiro directo
Figura 2.4 Modelo ajustado de la cantidad de Miel final y el % del Tiro directo en el
central azucarero Antonio Sánchez.
34
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de miel final como variable dependiente y el % del tiro directo como variable
independiente.
La ecuación del modelo ajustado es:
Miel final = 89.862 + 0.137247*% Tiro directo.
En la tabla 2.5 y 2.6 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.4 mediante la realización
de la regresión lineal simple.
Tabla 2.5 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
89.862
4.8994
18.3412
0.0000
Pendiente
0.1372
0.2062
0.6655
0.5085
Tabla 2.6 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
90.6448
1
90.6448
0.44
0.5085
Residuo
11051.0
54
204.649
Total (Corr)
11141.7
55
Este resultado demuestra que como el p-valor en la tabla 2.6 es mayor o igual a 0.01, no existe
relación estadísticamente significativa entre la cantidad de miel final y el % del tiro directo para
un nivel de confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que existe un 0.813 % de la variabilidad en la
cantidad de miel final. El coeficiente de correlación tiene un valor de 0.090, indicando una
35
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la
desviación típica de los residuos la cual presenta un valor de 14.30, este valor puede usarse
para construir los límites de predicción para las nuevas observaciones que se realicen, estos
límites tienen gran importancia ya que predicen el valor futuro de la variable analizada, es decir
permite realizar un recorrido aleatorio de la misma y asume si la predicción para los datos
futuros está dado en el último o primer valor de los datos disponibles. El error absoluto medio
(MAE) es el valor medio de los residuos y es igual a 11.74, como el p-valor es superior a 0.05,
no hay indicio de autocorrelación serial en los residuos, o sea no existe alguna correlación
significativa en los datos.
En la figura 2.5 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de miel final con respecto
al % del tiro directo en el central 14 de Julio, los datos que permitieron realizar este estudio
aparecen en la tabla 4 de los anexos.
Gráfico del Modelo Ajustado
Miel final
150
120
90
60
30
0
62
65
68
71
74
77
% Tiro directo
Figura 2.5 Modelo ajustado de la cantidad de Miel final y el % del Tiro directo en el
central azucarero 14 de Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de miel final y el % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
36
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Miel final = 55.7115 + 0.434749*% Tiro directo
En la tabla 2.7 y 2.8 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.5 mediante la realización
de la regresión lineal simple.
Tabla 2.7 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
55.7115
14.082
3.9562
0.0001
Pendiente
0.4347
0.2696
1.6123
0.1099
Tabla 2.8 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
1232.19
1
1232.19
2.60
0.1099
Residuo
50244.2
106
474.00
Total (Corr)
51476.4
107
Dado que el p-valor en la tabla 2.8 es mayor o igual a 0.01, no existe relación estadísticamente
significativa entre la cantidad de miel final y el % del tiro directo para un nivel de confianza del
90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 2.393 % de la variabilidad
en la cantidad de miel final. El coeficiente de correlación es igual a 0.154, indicando una
relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la
desviación típica de los residuos siendo la misma igual a 21.77, el cual r puede usarse para
construir, es decir para realizar los límites de predicción para las nuevas observaciones que se
realicen. El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos y presenta un valor de
37
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
17.81, dado que el p-valor es superior a 0.05, no hay indicio de autocorrelación serial en los
residuos.
Los modelos de regresión ajustados presentan un comportamiento similar ya que en el central
Antonio Sánchez existe una tendencia creciente, a medida que aumenta el % del tiro directo
aumenta la cantidad de miel final, y en 14 de Julio se comporta prácticamente constante, a
medida que aumenta el % del tiro directo la cantidad de miel final se mantiene prácticamente
constante.
2.3.3 Influencia del tiro directo en el Rendimiento
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal simple para ver la influencia
del tiro directo de la caña en la producción en el rendimiento.
En la figura 2.6 aparece el gráfico del modelo ajustado del rendimiento con respecto al % del
tiro directo en el ingenio Antonio Sánchez, los datos que permitieron realizar este estudio
aparecen en la tabla 2 de los anexos.
Gráfico del Modelo Ajustado
Rendimiento
12,3
11,8
11,3
10,8
10,3
9,8
21
41
61
81
101
% Tiro directo
Figura 2.6 Modelo ajustado del Rendimiento y el % del Tiro directo en el central
azucarero Antonio Sánchez.
38
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre
rendimiento como variable dependiente y el % del tiro directo como variable independiente.
La ecuación del modelo ajustado es:
Rendimiento = 11.3192 + 0.00162126*% Tiro directo.
En la tabla 2.9 y 2.10 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.6 mediante la realización
de la regresión lineal simple.
Tabla 2.9 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
11.319
0.3101
36.4958
0.0000
Pendiente
0.0016
0.0055
0.2939
0.7698
Tabla 2.10 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
0.0240
1
0.0240
0.09
0.7698
Residuo
16.1343
58
0.2781
Total (Corr)
16.1583
59
Este resultado demuestra que como el p-valor en la tabla 2.10 es mayor o igual a 0.01, no
existe relación estadísticamente significativa entre rendimiento y el % del tiro directo para un
nivel de confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo presenta un 0.148% de la variabilidad
en rendimiento. El coeficiente de correlación tiene un valor de 0.038, indicando una relación
relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la desviación
39
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
típica de los residuos la cual presenta un valor de 0.527, este valor puede usarse para construir
los límites de predicción para las nuevas observaciones que se realicen. El error absoluto
medio (MAE) es el valor medio de los residuos y arroja un valor igual a 0.367173, como el pvalor es inferior a 0.05, hay indicio de una posible correlación serial, es decir existe una posible
correlación significativa en los datos.
En la figura 2.7 aparece el gráfico del modelo ajustado del rendimiento con respecto al % del
tiro directo en 14 de Julio, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la tabla 4
de los anexos.
Gráfico del Modelo Ajustado
Rendimiento
13,1
12,1
11,1
10,1
9,1
8,1
62
65
68
71
74
77
% Tiro directo
Figura 2.7 Modelo ajustado del Rendimiento y el % del Tiro directo en el central 14 de
Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre el
rendimiento y el % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es
Rendimiento = 11,3937 - 0,00544811*% Tiro directo
40
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
En la tabla 2.11 y 2.12 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.7 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.11 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
11.3937
0.5445
20.9228
0.0001
Pendiente
-0.0054
0.0104
-0.5224
0.6024
Tabla 2.12 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
0.1935
1
0.1935
0.27
0.6024
Residuo
75.135
106
0.7088
Total (Corr)
75.328
107
Dado que el p-valor en la tabla 2.12 es mayor o igual a 0.01, no existe relación
estadísticamente significativa entre rendimiento y el % del tiro directo para un nivel de
confianza del 90% o superior.
El valor estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 0.256 % de la variabilidad en
rendimiento. El coeficiente de correlación es igual a -0,0506835, indicando una relación
relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la desviación
típica de los residuos siendo este valor igual a 0.841, este valor puede usarse para construir
los límites de predicción para las nuevas observaciones que se realicen. El error absoluto
medio (MAE) es el valor medio de los residuos y presenta un valor de 0.535, dado que el pvalor es inferior a 0.05, hay indicio de una posible correlación serial.
41
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Los modelos ajustados en ambos centrales presentan un comportamiento
Capítulo #2
igual ya que a
medida que aumenta el % del tiro directo la pendiente tiene una tendencia ligeramente
creciente.
2.3.4 Influencia del tiro directo en la cantidad de electricidad generada (Generación)
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal simple para ver la influencia
del tiro directo de la caña en la cantidad de electricidad generada (Generación).
En la figura 2.8 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de electricidad generada
(Generación) con respecto al % del tiro directo perteneciente al central azucarero Antonio
Sánchez, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la tabla 1 de los anexos.
Gráfico del Modelo Ajustado
Generación
(X 10000)
16
12
8
4
0
0
10
20
30
40
% Tiro directo
Figura 2.8 Modelo ajustado de la cantidad de Electricidad generada (Generación) y el %
del Tiro directo en Antonio Sánchez.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de electricidad generada (Generación) como variable dependiente y el % tiro directo
como variable independiente.
La ecuación del modelo ajustado es:
Generación = 100030.0 + 654.018*% Tiro directo
42
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
En la tabla 2.13 y 2.14 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.8 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.13 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
100030.0
6784.44
14.744
0.0000
Pendiente
654.018
285.563
2.29087
0.0259
Tabla 2.14 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
2.0583E9
1
2.0583E9
5.25
0.0259
Residuo
2.1190E10
54
3.9241E9
Total (Corr)
2.3248E10
55
Como el p-valor en la tabla 2.14 es inferior a 0.05, existe relación estadísticamente significativa
entre la cantidad de electricidad generada (Generación) y el % el tiro directo para un nivel de
confianza del 95%.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 8.853 % de la variabilidad
en la cantidad de electricidad generada (Generación). El coeficiente de correlación es igual a
0.297, indicando una relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la
estimación muestra la desviación típica de los residuos donde se presenta un valor de 19809.4,
este valor puede usarse para construir los límites de la predicción para las nuevas
observaciones que se realicen. El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos
y arroja un valor de 14810.4, como el p-valor es superior a 0.05, no hay indicio de
autocorrelación serial en los residuos, o sea no existe una correlación significativa en los datos.
43
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
En la figura 2.9 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de electricidad generada
(Generación) con respecto al % del tiro directo en 14 de Julio, los datos que permitieron
realizar este estudio aparecen en la tabla 3 de los anexos.
Gráfico del Modelo Ajustado
Generación
(X 10000)
15
12
9
6
3
0
0
20
40
60
80
100
% Tiro directo
Figura 2.9 Modelo ajustado de la cantidad de Electricidad generada (Generación) y el %
del Tiro directo en 14 de Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de electricidad generada (Generación) y el % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
Generación = 77227,4 + 231,86*% Tiro directo
En la tabla 2.15 y 2.16 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.9 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.15 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
77227.4
14602.5
5.2886
0.0000
Pendiente
231.86
182.99
1.2670
0.2117
44
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.16 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
7.1446E8
1
7.1446E8
1.61
0.2117
Residuo
2.0027E10
45
4.4506E8
Total (Corr)
2.0742E10
46
Dado que el p-valor en la tabla 2.16 es mayor o igual a 0.01, no existe relación
estadísticamente significativa entre la cantidad de electricidad generada (Generación) y el %
del tiro directo para un nivel de confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 3.444 % de la variabilidad
en Generación. El coeficiente de correlación es igual a 0.185, indicando una relación
relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la desviación
típica de los residuos siendo el valor de 21096.5, este valor puede usarse para construir los
límites de predicción para las nuevas observaciones que se realicen. El error absoluto medio
(MAE) es el valor medio de los residuos y tiene un valor aproximadamente igual a 13926.1,
dado que el p-valor es inferior a 0.05, hay indicio de una posible correlación serial.
Los modelos ajustados indican que existe un comportamiento similar en ambos centrales ya
que a medida que aumenta el % del tiro directo de la caña aumenta ligeramente la cantidad de
electricidad generada (Generación), pero en el central Antonio Sánchez no existe una relación
estadísticamente significativa y en 14 de Julio si existe relación significativa.
2.3.5 Influencia del tiro directo en la cantidad de electricidad entregada (Entrega)
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal simple para ver la influencia
del tiro directo de la caña en la cantidad de electricidad entregada (Entrega).
En la figura 2.10 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de electricidad
entregada (Entrega) con respecto al % del tiro directo, este estudio fue realizado en Antonio
Sánchez, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la tabla 2 de los anexos.
45
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Gráfico del Modelo Ajustado
(X 1000)
45
Entrega
40
35
30
25
20
15
21
41
61
81
101
% Tiro directo
Figura 2.10 Modelo ajustado de la cantidad de electricidad entregada (Entrega) y el % del
Tiro directo en el central azucarero Antonio Sánchez.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de electricidad entregada (Entrega) y el % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
Entrega = 24975.1 + 97.8613*% Tiro directo.
En la tabla 2.17 y 2.18 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.10 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.17 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
24975.1
3978.5
6.2777
0.0000
Pendiente
97.8613
70.7468
1.3832
0.1719
46
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.18 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
8.7576E7
1
8.7576E7
1.91
0.1719
Residuo
2.6546E9
58
4.5769E7
Total (Corr)
2.7422E9
59
Dado que el p-valor en la tabla 2.18 es mayor o igual a 0.01, no existe relación
estadísticamente significativa entre la cantidad de electricidad entregada (Entrega) y el % del
tiro directo para un nivel de confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 3.193% de la variabilidad
en la cantidad de electricidad entregada (Entrega). El coeficiente de correlación es igual a
0.178, indicando una relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la
estimación muestra la desviación típica de los residuos donde el valor es 6765.33, este valor
puede usarse para construir los límites de la predicción para las nuevas observaciones que se
realicen. El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos y es igual a 5579.0,
dado que el p-valor es inferior a 0.05, hay indicio de una posible correlación serial en los
residuos.
En la figura 2.11 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de electricidad
entregada (Entrega) con respecto al % del tiro directo en 14 de Julio, los datos que permitieron
realizar este estudio aparecen en la tabla 3 de los anexos.
47
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Gráfico del Modelo Ajustado
Entrega
(X 10000)
8
6
4
2
0
0
20
40
60
80
100
% Tiro directo
Figura 2.11 Modelo ajustado de la cantidad de electricidad entregada (Entrega
(Kwh))
y el
% del Tiro directo en el central azucarero 14 de Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de electricidad entregada (Entrega) y el % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
Entrega = 11944.8 + 147.627*% Tiro directo
En la tabla 2.19 y 2.20 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.11 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.19 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
11944.8
7377.11
1.6191
0.1124
Pendiente
147.627
92.44
1.5968
0.1173
48
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.20 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
2.8964E8
1
2.8964E8
2.55
0.1173
Residuo
5.1115E9
45
1.1359E8
Total (Corr)
5.4011E9
46
Dado que el p-valor en la tabla 2.20 es mayor o igual a 0.01, no existe relación
estadísticamente significativa entre la cantidad de electricidad entregada (Entrega) y el % del
tiro directo para un nivel de confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 5.362 % de la variabilidad
en la cantidad de electricidad entregada (Entrega). El coeficiente de correlación es igual a
0.231, indicando una relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la
estimación muestra la desviación típica de los residuos siendo este valor igual a 10657.8, este
valor puede usarse para construir los límites de predicción para las nuevas observaciones que
se realicen.
El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos y presenta un valor de 6950.8,
como el p-valor es inferior a 0.05, hay indicio de una posible correlación serial.
Los modelos ajustados en ambos centrales presentan un comportamiento similar, ya que en el
central Antonio Sánchez hay una tendencia creciente, a medida que aumenta el % del tiro
directo aumenta la cantidad de electricidad entregada (Entrega), sin embargo en el central
azucarero 14 de Julio a medida que aumenta el % del tiro directo de la caña existe un
comportamiento ligeramente creciente.
49
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.3.6 Influencia del tiro directo en la cantidad de electricidad entregada/electricidad generada
(Entrega/Generación)
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal simple para ver la influencia
del tiro directo de la caña en la cantidad de electricidad entregada/electricidad generada
(Entrega/Generación).
En la figura 2.12 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de electricidad
entregada/electricidad generada (Entrega/Generación) con respecto al % del tiro directo en
Antonio Sánchez, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la tabla 1 de los
anexos.
Figura 2.12 Modelo ajustado de la cantidad de Electricidad entregada/Electricidad
generada (Entrega/Generación) y el % del Tiro directo en el central azucarero Antonio
Sánchez.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de electricidad entregada/electricidad generada (Entrega/Generación) y el % del tiro
directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
50
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Entrega/Generación = 0.19404 + 0.00682066*% Tiro directo
En la tabla 2.21 y 2.22 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.12 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.21 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
0.3715
0.0663
5.5982
0.0000
Pendiente
0.0068
0.0027
2.4418
0.0179
Tabla 2.22 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
0.2238
1
0.2238
5.96
0.0179
Residuo
2.0274
54
0.0375
Total (Corr)
2.2512
55
Dado que el p-valor en la tabla 2.22 es inferior a 0.05, existe relación estadísticamente
significativa
entre
la
cantidad
de
electricidad
entregada/electricidad
generada
(Entrega/Generación) y el % del tiro directo para un nivel de confianza del 95%. El valor del
estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 9.943 % de la variabilidad en la
cantidad de electricidad entregada/electricidad generada (Entrega/Generación). El coeficiente
de correlación es igual a 0.315341, indicando una relación relativamente débil entre las
variables. El error estándar de la estimación muestra la desviación típica de los residuos que es
0.193764, este valor puede usarse para construir los límites de la predicción para las nuevas
observaciones que se realicen. El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos
y presenta un valor de 0.073, como el p-valor es superior a 0.05, no hay indicio de
autocorrelación serial en los residuos.
51
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
En la figura 2.13 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de electricidad
entregada/electricidad generada (Entrega/Generación) con respecto al % del tiro directo en 14
de Julio, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la tabla 4 de los anexos.
Figura 2.13 Modelo ajustado de la cantidad de Electricidad entregada/Electricidad
generada (Entrega/Generación) y el % del Tiro directo en el central azucarero 14 de Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de electricidad entregada/electricidad generada (Entrega/Generación) y % Tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
Entrega/Generación = 0,5573 - 0,00421002*% Tiro directo
En la tabla 2.23 y 2.24 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.13 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
52
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.23 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
0.5573
0.2111
2.6396
0.0096
Pendiente
-0.0042
0.0040
-1.0414
0.3001
Tabla 2.24 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
0.1155
1
0.1155
1.08
0.3001
Residuo
11.2935
106
0.1065
Total (Corr)
11.409
107
En la tabla 2.24 se muestra que el p-valor es mayor o igual a 0.01, por lo que no existe relación
estadísticamente significativa entre la cantidad de electricidad entregada/electricidad generada
(Entrega/Generación) y el % del tiro directo para un nivel de confianza del 90% o superior.
El valor estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 1.012 % de la variabilidad en la
Entrega/Generación. El coeficiente de correlación es igual a -0.100, indicando una relación
relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la desviación
típica de los residuos siendo el valor igual a 0.326, este valor puede usarse para construir los
límites de predicción para las nuevas observaciones que se deseen realizar. El error absoluto
medio (MAE) es el valor medio de los residuos y arroja un valor de 0.104, dado que el p-valor
es superior a 0.05, no hay indicio de autocorrelación serial en los residuos.
De acuerdo a los modelos ajustados de ambos centrales se puede decir que, existe un
comportamiento similar ya que en Antonio Sánchez a medida que aumenta el % del tiro directo
se observa una tendencia constante y en 14 de Julio a medida que aumenta el % del tiro
directo hay una ligera tendencia creciente.
53
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.3.7 Influencia del tiro directo en la cantidad de Miel final/Azúcar B-96
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal simple para ver la influencia
del tiro directo de la caña en la cantidad de Miel final/Azúcar B-96.
En la figura 2.14 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de Miel final/Azúcar B96 con respecto al % del tiro directo en Antonio Sánchez, los datos que permitieron realizar
este estudio aparecen en la tabla 2 de los anexos.
Figura 2.14 Modelo ajustado de la cantidad de Miel final/Azúcar B-96 y el % del Tiro
directo en el central azucarero Antonio Sánchez.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre la
cantidad de miel final/ azúcar B-96 y el % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es
Miel final/Azúcar B-96 = 0.18443 + 0.00061676*% Tiro directo
En la tabla 2.25 y 2.26 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.14 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
54
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.25 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
0.1844
0.0294
6.2729
0.0000
Pendiente
0.0006
0.0005
1.1796
0.2430
Tabla 2.26 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
0.0034
1
0.0034
1.39
0.2430
Residuo
0.1449
58
0.0024
Total (Corr)
0.1484
59
Este resultado demuestra que el p-valor en la tabla 2.26 es mayor o igual a 0.01, por lo que no
existe relación estadísticamente significativa entre la cantidad de miel final/azúcar B-96 y el %
del tiro directo para un nivel de confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 2.343 % de la variabilidad
en la cantidad de miel final/azúcar B-96. El coeficiente de correlación es igual a 0.153,
indicando una relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la
estimación muestra la desviación típica de los residuos que es 0.0499974, este valor puede
usarse para construir los límites de predicción para las nuevas observaciones que se realicen
El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos y arroja un valor de 0.0374391,
como el p-valor es superior a 0.05, no hay indicio de autocorrelación serial en los residuos.
En la figura 2.15 aparece el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de Miel final/Azúcar B96 con respecto al % del tiro directo en 14 de Julio, los datos que permitieron realizar este
estudio aparecen en la tabla 3 de los anexos.
55
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Figura 2.15 Modelo ajustado de la cantidad de Miel final/Azúcar B-96 y el % del Tiro
directo en el central azucarero 14 de Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación la cantidad
de Miel final/Azúcar B-96 con respecto al % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
Miel final Azúcar B96 = 0.202935 + 0.000390065*% Tiro directo
En la tabla 2.27 y 2.28 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.15 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.27 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
0.2029
0.0481
4.2142
0.0001
Pendiente
0.0003
0.0006
0.6463
0.5213
56
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.28 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
0.0020
1
0.0020
0.42
0.5213
Residuo
0.2178
45
0.0048
Total (Corr)
0.2198
46
En la tabla 2.28 el p-valor es mayor o igual a 0.01, lo cual explica que no existe relación
estadísticamente significativa entre la cantidad de miel final/azúcar B-96 y el % del tiro directo
para un nivel de confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 0.919 % de la variabilidad
en la cantidad de miel final/azúcar B-96. El coeficiente de correlación es igual a 0.095,
indicando una relación relativamente débil entre las variables. El error estándar de la
estimación muestra la desviación típica de los residuos siendo el valor del mismo igual a 0.069,
este valor puede usarse para construir los límites de predicción para las nuevas observaciones
que se desean realizar con el objetivo de observar el comportamiento futuro de la variable que
se está analizando.
El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos y presenta un valor
aproximadamente igual a 0.055, dado que el p-valor es inferior a 0.05, hay indicio de una
posible correlación serial.
De acuerdo a los resultados de los modelos, existe un comportamiento similar en ambos
centrales ya que a medida que aumenta el % del tiro directo de la caña hay un ligero aumento
de la cantidad de miel final/azúcar B-96, si existe un aumento de la cantidad de miel
final/azúcar B-96 se va a obtener menos producción de azúcar aunque este aumento no es
estadísticamente significativo.
57
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.3.8 Influencia del tiro directo en el % Pol mezclado
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal simple para ver la influencia
del tiro directo de la caña en el % Pol mezclado.
En la figura 2.16 se muestra el gráfico del modelo ajustado del % Pol mezclado con respecto al
% del tiro directo en el central Antonio Sánchez, los datos que permitieron realizar este
estudio aparecen en la tabla 1 de los anexos.
% Pol mezclado
Gráfico del Modelo Ajustado
13,5
13
12,5
12
11,5
11
0
10
20
30
40
% Tiro directo
Figura 2.16 Modelo ajustado del % Pol mezclado y el % del Tiro directo en el central
azucarero Antonio Sánchez.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre el %
Pol mezclado y el % del Tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
% Pol mezclado = 12,359 + 0,00453386*% Tiro directo
En la tabla 2.29 y 2.30 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.16 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
58
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.29 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
12.359
0.1604
77.0305
0.0000
Pendiente
0.0045
0.0067
0.6713
0.5049
Tabla 2.30 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
0.0989
1
0.0989
0.45
0.5049
Residuo
11.8589
54
0.2194
Total (Corr)
11.9498
55
Dado que el p-valor en la tabla 2.30 es mayor o igual a 0.01, no existe relación
estadísticamente significativa entre el % pol mezclado y el % del tiro directo para un nivel de
confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 0.827 % de la variabilidad
en el % pol mezclado. El coeficiente de correlación es igual a 0.090, indicando una relación
relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la desviación
típica de los residuos la cual tiene un valor aproximadamente igual a 0.468, este valor puede
usarse para construir los límites de predicción para las nuevas observaciones que se deseen
realizar. El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos y presenta un valor
igual a 0.357853, dado que el p-valor es inferior a 0.05, hay indicio de una posible correlación
serial.
En la figura 2.17 aparece el gráfico del modelo ajustado del % Pol mezclado con respecto al %
del tiro directo en 14 de Julio, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la
tabla 3 de los anexos.
59
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
% Pol mezclado
Gráfico del Modelo Ajustado
13,4
13
12,6
12,2
11,8
11,4
11
0
20
40
60
80
100
% Tiro directo
Figura 2.17 Modelo ajustado del % Pol mezclado y el % del Tiro directo en el central
azucarero 14 de Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre el %
pol mezclado y el % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
% Pol mezclado = 12.3987 – 0.00364374*% Tiro directo
En la tabla 2.31 y 2.32 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.17 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.31 Resultados de la regresión lineal simple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Ordenada
15.9718
0.8431
18.9431
0.0000
Pendiente
0.0043
0.0105
0.4154
0.6798
60
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.32 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
0.2561
1
0.2561
0.17
0.6798
Residuo
66.7702
45
1.4837
Total (Corr)
67.0263
46
En la tabla 2.32 el p-valor es mayor o igual a 0.01, lo cual indica que no existe relación
estadísticamente significativa entre el % Pol mezclado y el % del tiro directo para un nivel de
confianza del 90% o superior.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 1.314 % de la variabilidad
en el % pol mezclado. El coeficiente de correlación es igual a -0.114, indicando una relación
relativamente débil entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la desviación
típica de los residuos siendo el mismo igual a 0.542, este valor puede usarse para construir los
límites de predicción para las nuevas observaciones que se vayan a realizar.
El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos siendo este valor igual a
0.390, como el p-valor es inferior a 0.05, hay indicio de una posible correlación serial.
En los modelos ajustados para ambos centrales se observa un comportamiento con tendencia
contradictoria, ya que a medida que aumenta el % del tiro directo de la caña en Antonio
Sánchez existe una tendencia ligeramente creciente y en 14 de Julio una tendencia ligeramente
decreciente.
2.3.9 Influencia de la cantidad de electricidad generada (Generación) con respecto a la cantidad
de bagazo generado y el % Tiro directo
En los siguientes gráficos se realiza un análisis de regresión lineal múltiple para ver la
influencia de la cantidad de electricidad generada (Generación) con respecto a la cantidad de
bagazo generado y el % tiro directo.
61
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
En la figura 2.18 se muestra el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de electricidad
generada (Generación) con respecto a la cantidad de bagazo generado y el % del tiro directo
en Antonio Sánchez, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la tabla 1de
los anexos.
efecto de componente
Gráfico de Componente+Residuo para Generación
(X 10000)
6
3
0
-3
-6
-9
500
550
600
650
700
750
800
Bagazo generado
Figura 2.18 Modelo ajustado de la cantidad de electricidad generada (Generación) con
respecto a la cantidad de Bagazo generado y el % del Tiro directo en Antonio Sánchez.
La salida muestra los resultados del ajuste a un modelo de regresión lineal múltiple para
describir la relación entre la cantidad de electricidad generada (Generación) y 2 variables
independientes la cantidad de bagazo generado y el % del tiro directo.
La ecuación del modelo ajustado es:
Generación = 2340,2 + 153,714*Bagazo generado + 536,712*% Tiro directo
En la tabla 2.33 y 2.34 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.18 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
62
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.33 Resultados de la regresión lineal múltiple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Constante
2340.2
17505.5
0.1336
0.8942
Bagazo generado
153.714
26.2345
5.8592
0.0000
% Tiro directo
536.712
225.442
2.3807
0.0209
Tabla 2.34 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
1.0388E10
2
5.1942E9
21.41
0.0000
Residuo
1.2860E10
53
2.4264E8
Total (Corr)
2.3248E10
55
Dado que el p-valor en la tabla 2.34 es inferior a 0.01, existe relación estadísticamente
significativa entre las variables para un nivel de confianza del 99%.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 44.684 % de la variabilidad
en la cantidad de electricidad generada (Generación). El valor del estadístico R-cuadrado
ajustado el cual es más conveniente para comparar modelos con diferentes números de
variables independientes presenta un valor igual a 42.596 %. El error estándar de la estimación
muestra la desviación típica de los residuos con un valor aproximadamente igual a 15577.0,
este valor puede usarse para construir los límites de predicción para las nuevas observaciones
que se realicen. El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos y su valor es
de 6892.62, dado que el p-valor es superior a 0.05, no hay indicio de autocorrelación serial en
los residuos.
63
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
En la figura 2.19 se muestra el gráfico del modelo ajustado de la cantidad de electricidad
generada (Generación) con respecto a la cantidad de bagazo generado y el % del tiro directo
en 14 de Julio, los datos que permitieron realizar este estudio aparecen en la tabla 3 de los
efecto de com pone nte
anexos.
Gráfico de Componente+Residuo para Generación
(X 10000)
5
2
-1
-4
-7
-10
360
460
560
660
760
Bagazo generado
Figura 2.19 Modelo ajustado de la cantidad de electricidad generada (Generación) con
respecto a la cantidad de Bagazo generado y el % del Tiro directo en 14 de Julio.
La salida muestra los resultados del ajuste a un modelo de regresión lineal múltiple para
describir la relación entre la cantidad de electricidad generada (Generación) y 2 variables
independientes.
La ecuación del modelo ajustado es
Generación = -10815,2 + 177,742*Bagazo generado + 90,0635*% Tiro directo
En la tabla 2.35 y 2.36 se muestran los resultados obtenidos de la fig. 2.19 mediante la
realización de la regresión lineal simple.
Tabla 2.35 Resultados de la regresión lineal múltiple
Parámetro
Estimación
Error estándar
Estadístico T
P- valor
Constante
-10815.2
23231.8
-0,465537
0,6438
Bagazo generado
177.742
39.8453
4,4608
0,0001
% Tiro directo
90.0635
0.5742
0,574293
0,5687
64
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.36 Análisis de varianza
Fuente
Suma de cuadrados
GL
Cuadrado medio
Cociente-F
P-valor
Modelo
6,95133E9
2
3.4756E9
11.09
0.0001
Residuo
1,37909E10
44
3.1343E8
Total (Corr)
2,07423E10
46
Dado que el p-valor en la tabla 2.36 es inferior a 0.01, existe relación estadísticamente
significativa entre las variables para un nivel de confianza del 99%.
El valor del estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 33.512 % de la variabilidad
en la cantidad de electricidad generada (Generación). El valor del estadístico R-cuadrado
ajustado, el cual es más conveniente para comparar modelos con diferentes números de
variables independientes presenta un valor igual a 30.490 %. El error estándar de la estimación
muestra la desviación típica de los residuos siendo el valor dl mismo igual a 17704.0, este valor
puede usarse para construir los límites de predicción para las nuevas observaciones que se
desean realizar. El error absoluto medio (MAE) es el valor medio de los residuos el cual arroja
un valor de 10139.7, dado que el p-valor es superior a 0.05, no hay indicio de autocorrelación
serial en los residuos.
Para decidir la simplificación del modelo, debemos tener en cuenta que el p-valor más alto en
las variables independientes es 0.5687, perteneciendo a % Tiro directo. Puesto que el p-valor
es superior o igual a 0.10, este término no es estadísticamente significativo para un nivel de
confianza del 90% o superior.
Los modelos ajustados de la regresión múltiple presentan un comportamiento similar ya que
existe relación estadísticamente significativa y a medida que aumentan los valores de la
cantidad de bagazo generado hay un apreciable aumento de la cantidad de electricidad
generada (Generación), pero en el central 14 de Julio la variable independiente % tiro directo
no es significativa y en Antonio Sánchez si lo es.
65
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.4 Análisis de los histogramas de frecuencia en la etapa de zafra
Los histogramas de frecuencia fueron realizados a las variables más significativas del proceso,
es decir a las variables que mayor influencia tenían en el proceso, dentro de ellas se
encuentran la cantidad de electricidad generada (Generación), el % del tiro directo, el % fibra
en caña, la cantidad de bagazo generado y el rendimiento, para ello se tomaron los datos
durante el periodo de zafra de la Empresa Azucarera Antonio Sánchez y 14 de Julio. El estudio
realizado permite afirmar el intervalo de mayor frecuencia en el cual oscilan las variables
analizadas.
2.4.1 Histogramas de frecuencia para la variable electricidad generada (Generación)
En la figura 2.20 se muestra el histograma de frecuencia de la cantidad de electricidad
generada (Generación) en el central Antonio Sánchez durante el periodo de zafra (2011-2012),
los datos que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 1 de los anexos.
Histograma
frecuencia
30
25
20
15
10
5
0
0
4
8
12
Generación
16
(X 10000)
Figura 2.20 Histograma de frecuencia para la variable Generación (Kwh) en la zafra 20112012 de Antonio Sánchez.
Del análisis del histograma de frecuencia realizado a los datos de generación eléctrica y
teniendo presente que es una variable dependiente, en los análisis precedentes realizados
podemos afirmar que esta variable fluctúa con mayor frecuencia en el intervalo comprendido
entre los 9000 y los 13500 Kwh diarios.
66
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
En la figura 2.21 se muestra el histograma de frecuencia de la cantidad de electricidad
generada (Generación), este estudio fue realizado en el central azucarero Antonio Sánchez
durante el periodo de zafra (2012-2013), los datos que permitieron este estudio se encuentran
en la tabla 2 de los anexos.
fre c u e n c ia
H is to g ra m a
30
25
20
15
10
5
0
-1
3
7
11
G e ne ra c ió n
15
(X 1 00 0 0)
Figura 2.21 Histograma de frecuencia para la variable Generación (Kwh) en la zafra 20122013 de Antonio Sánchez.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos de la cantidad de electricidad
generada (Generación), teniendo en cuenta que es una variable dependiente, los análisis
precedentes permiten afirmar que esta variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo
comprendido entre los 8000 y los 13000 Kwh diarios. En la figura 2.22 se muestra el
histograma de frecuencia de la cantidad de electricidad generada (Generación), este estudio
fue realizado en el central azucarero 14 de Julio durante el periodo de zafra (2011-2012), los
datos que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 3 de los anexos.
Figura 2.22 Histograma de frecuencia para la variable Generación (Kwh) en la zafra 20112012 de 14 de Julio.
67
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos de la cantidad de electricidad
generada (Generación), teniendo en cuenta que es una variable dependiente, los análisis
precedentes permiten afirmar que esta variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo
comprendido entre los 7995 y los 12000 Kwh diarios.
En la figura 2.23 se muestra el histograma de frecuencia de la cantidad de electricidad
generada (Generación), este estudio fue realizado en el central azucarero 14 de Julio durante
el periodo de zafra (2012-2013), los datos que permitieron este estudio se encuentran en la
tabla 4 de los anexos.
Figura 2.23 Histograma de frecuencia para la variable Generación (Kwh) en la zafra 20122013 de 14 de Julio.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos de la cantidad de electricidad
generada (Generación), teniendo en cuenta que es una variable dependiente, los análisis
precedentes permiten afirmar que esta variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo
comprendido entre los 9200 y los 11000 Kwh diarios.
Mediante los gráficos de histograma de frecuencia podemos explicar que no hay un
comportamiento igual para ambos centrales ya que en Antonio Sánchez existe una generación
eléctrica menor.
68
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.4.2 Histogramas de frecuencia para la variable % Tiro directo
En la figura 2.24 se muestra el histograma de frecuencia del % de tiro directo en la caña, este
estudio fue realizado en el central azucarero Antonio Sánchez durante el periodo de zafra
(2011-2012), los datos que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 1 de los anexos.
fre c u e n c ia
H is to g ra m a
16
12
8
4
0
-2
8
18
28
38
48
58
% T iro d ire c to
Figura 2.24 Histograma de frecuencia para la variable % Tiro directo en la zafra 2011-2012
de Antonio Sánchez.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del % tiro directo, teniendo en
cuenta que es una variable independiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta
variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre el 18 % y 34 %.
En la figura 2.25 se muestra el histograma de frecuencia del % del tiro directo, este estudio fue
realizado en el central azucarero Antonio Sánchez durante el periodo de zafra (2012-2013), los
datos que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 2 de los anexos.
f r e c u e n c ia
H is to g ra m a
30
25
20
15
10
5
0
0
20
40
60
80
100
% T iro d ire c to
Figura 2.25 Histograma de frecuencia para la variable % Tiro directo en la zafra 2012-2013
de Antonio Sánchez.
69
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del % tiro directo, teniendo en
cuenta que es una variable independiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta
variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre los 44.9 % y los 55.6 %.
En la figura 2.26 se muestra el histograma de frecuencia del % del tiro directo, este estudio fue
realizado en el central azucarero 14 de Julio durante el periodo de zafra (2011-2012), los datos
que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 3 de los anexos.
Figura 2.26 Histograma de frecuencia para la variable % Tiro directo en la zafra 2011-2012
de 14 de Julio.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del % del tiro directo de la caña,
teniendo en cuenta que es una variable independiente, los análisis precedentes permiten
afirmar que esta variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre el 70.8
% y el 85 5 %.
En la figura 2.27 se muestra el histograma de frecuencia del % del tiro directo, este estudio fue
realizado en el central azucarero 14 de Julio durante el periodo de zafra (2012-2013), los datos
que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 4 de los anexos.
70
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Figura 2.27 Histograma de frecuencia para la variable % Tiro directo en la zafra 2012-2013
de 14 de Julio.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del % del tiro directo en el central
azucarero 14 de Julio durante el periodo de zafra del año 2012, teniendo en cuenta que es una
variable independiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta variable oscila con
mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre el 68 % y el 72 % respectivamente.
A través de los histogramas de frecuencia realizados podemos plantear que en el central 14 de
Julio existe un elevado % de tiro directo, no siendo así en Antonio Sánchez.
2.4.3 Histogramas de frecuencia para la variable % Fibra
En la figura 2.28 se muestra el histograma de frecuencia del % Fibra en la caña, este estudio
fue realizado en el central azucarero Antonio Sánchez durante el periodo de zafra (2011-2012),
los datos que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 1 de los anexos.
71
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Histograma
frecuencia
30
25
20
15
10
5
0
13
14
15
16
17
18
% Fibra
Figura 2.28 Histograma de frecuencia para la variable % Fibra en la zafra 2011-2012 de
Antonio Sánchez.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del %, teniendo en cuenta que es
una variable dependiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta variable oscila
con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre el 15.2 % y 15.8 %.
En la figura 2.29 se muestra el histograma de frecuencia del % fibra, este estudio fue realizado
en el central azucarero Antonio Sánchez durante el periodo de zafra (2012-2013), los datos que
permitieron este estudio se encuentran en la tabla 2 de los anexos.
Histograma
frecuencia
30
25
20
15
10
5
0
13
14
15
16
17
18
% Fibra
Figura 2.29 Histograma de frecuencia para la variable % Fibra en la zafra 2012-2013 de
Antonio Sánchez.
72
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del % fibra, teniendo en cuenta
que es una variable dependiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta variable
oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre los15.2 % y los 15.8 %.
En la figura 2.30 se muestra el histograma de frecuencia del % fibra, este estudio fue realizado
en el central azucarero 14 de Julio durante el periodo de zafra (2011-2012), los datos que
permitieron este estudio se encuentran en la tabla 3 de los anexos.
Figura 2.30 Histograma de frecuencia para la variable % Fibra en la zafra 2011-2012 de 14
de Julio.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del % fibra, teniendo en cuenta
que es una variable dependiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta variable
oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre el 15.49 % y el 18.3 %.
En la figura 2.31 se muestra el histograma de frecuencia del % fibra, este estudio fue realizado
en el central azucarero 14 de Julio durante el periodo de zafra (2012-2013), los datos que
permitieron este estudio se encuentran en la tabla 4 de los anexos.
73
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Figura 2.31 Histograma de frecuencia para la variable % Fibra en la zafra 2012-2013 de 14
de Julio.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del % fibra, teniendo en cuenta
que es una variable dependiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta variable
oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre el 14 % y el 17 %
respectivamente.
A través de los histogramas de frecuencia realizados al % fibra podemos decir que no existe un
comportamiento igual en ambos centrales ya que en Antonio Sánchez hay un bajo % de la
variable analizada con respecto a 14 de Julio.
2.4.4 Histogramas de frecuencia para la variable Rendimiento (%)
En la figura 2.32 se muestra el histograma de frecuencia del rendimiento, este estudio fue
realizado en el central azucarero Antonio Sánchez durante el periodo de zafra (2011-2012), los
datos que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 1 de los anexos.
74
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Histograma
frecuencia
30
25
20
15
10
5
0
10
11
12
13
14
Rendimiento
Figura 2.32 Histograma de frecuencia para la variable Rendimiento en la zafra 2011-2012
de Antonio Sánchez.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del rendimiento, teniendo en
cuenta que es una variable dependiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta
variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre el 15.2 % y 15.8 %.
En la figura 2.33 se muestra el histograma de frecuencia del rendimiento, este estudio fue
realizado en el central azucarero Antonio Sánchez durante el periodo de zafra (2012-2013), los
datos que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 2 de los anexos.
fre c u e n c ia
H istogram a
30
25
20
15
10
5
0
9 ,6
1 0,6
1 1,6
1 2,6
1 3,6
R endim iento
Figura 2.33 Histograma de frecuencia para la variable Rendimiento en la zafra 2012-2013
de Antonio Sánchez.
75
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del rendimiento, teniendo en
cuenta que es una variable dependiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta
variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre los 11.4 y los 11.62 %.
En la figura 2.34 se muestra el histograma de frecuencia del rendimiento, este estudio fue
realizado en el central azucarero 14 de Julio durante el periodo de zafra (2011-2012), los datos
que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 3 de los anexos.
Figura 2.34 Histograma de frecuencia para la variable Rendimiento en la zafra 2011-2012
de 14 de Julio.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del rendimiento, teniendo en
cuenta que es una variable dependiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta
variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre el 10.8 % y el 11.25 %.
En la figura 2.35 se muestra el histograma de frecuencia del rendimiento, este estudio fue
realizado en el central azucarero 14 de Julio durante el periodo de zafra (2012-2013), los datos
que permitieron este estudio se encuentran en la tabla 4 de los anexos.
76
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Figura 2.35 Histograma de frecuencia para la variable Rendimiento en la zafra 2012-20132
de 14 de Julio.
El gráfico de histograma de frecuencia pertenece a los datos del rendimiento, teniendo en
cuenta que es una variable dependiente, los análisis precedentes permiten afirmar que esta
variable oscila con mayor frecuencia en el intervalo comprendido entre los 10.95 % y los 11.85
% respectivamente.
Mediante los histogramas de frecuencia realizados a la variable dependiente rendimiento
podemos decir que en el central azucarero 14 de Julio existe un mayor rendimiento con
respecto a Antonio Sánchez.
En la tabla 2.37 aparece el resumen de los valores medios de las variables.
77
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Tabla 2.37 Resumen de los valores medios de las variables.
Resumen Valores medios de las variables
Central /
Variable
Caña
molida
%
Directo
fibra
bagazo
Azúc.
B96
miel
final
Rdto
Entrega
EE
t
2857,36
%
21,88
%
15,77
t
652,22
t
353,53
t
92,86
%
12,18
Kwh
22830,19
u/u
0,19
u/u
0,27
Sánchez
2012
2863,35
54,86
15,78
653,59
326,08
69,43
11,41
30343,97
0,28
0,22
14 Julio 1112
2572,73
78,00
15,79
557,57
275,46
62,95
10,80
21885,89
0,22
0,23
14 Julio 1213
2635,35
51,64
15,54
571,14
297,85
78,16
11,11
30886,29
0,30
0,27
Sánchez
2011
Ent/Gene Miel/Azúc
78
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.5 Desarrollo de los balances energéticos.
Para realizar el balance energético se toma como caso de estudio el central azucarero Antonio
Sánchez, utilizando para ello la metodología propuesta por (Espinosa, R. 1999), los datos de
este análisis se encuentran procesados en el software Excel durante el periodo de zafra del
año 2011 y el 2012, se trabaja con el 85% del aprovechamiento de la capacidad potencial
atendiendo a que se considera este un aprovechamiento adecuado para desempeño eficaz de
la tecnología industrial. Mediante los análisis realizados en el laboratorio se tomaron los datos
del Brix del jugo mezclado, Brix del jugo clarificado, Brix de la meladura, Brix de salida del 1er
Pre-evaporador, Brix de salida del 2 Pre-evaporador, así como la cantidad de toneladas de
cachaza y el % de extracción en los molinos, se toma como promedio el valor del rendimiento
industrial para determinar la cantidad de toneladas de azúcar que se producen en el día, a
pesar que durante la zafra se trabajó con una sola caldera, existe una elevada eficiencia
térmica general, y un bajo % de pérdidas generales, la capacidad de los turbogeneradores
instalados no son aprovechadas al máximo con el objetivo de producir la energía eléctrica de
bajo costo para la red nacional, ya que estos por sus años de explotación presentan baja
eficiencia de generación. Como el consumo de vapor es capaz de suplir las demandas de las
necesidades tecnológicas no se hizo uso de la válvula reductora, este arreglo energético
aparece en los anexos.
A continuación se muestran en tablas los datos necesarios (obtenidos desde la documentación
de información técnica del central), que permitieron el desarrollo de dichos balances así como
la tabla de resultados de los mismos.
Datos
Promedio de zafra
Capacidad de molida (t/d)
3680
Molida al 85%
3128
Bagazo % caña
Humedad del bagazo %
38
50.11
79
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
% Extracción en molinos
94.8
Cachaza (t/d)
110.4
°Brix del jugo mezclado
13.25
°Brix del jugo clarificado
13.01
°Brix de la meladura
64.28
Floculante ( t/d)
Capítulo #2
0.01842
Datos de los generadores de Vapor
Número de Generadores de Vapor
2
Producción de vapor t/h
60
Pv (Mpa)
1.93
Tv (ºC)
350
λv (sobrec) kcal/kg
749.6
T (gases) ºC
230
m (relación de aire empleado)
1.5
T (H2O alimentada) ºC
115
λ (agua sat) kca/kg
115.24
Coeficiente de pérdidas (α)
0.99
Coeficiente de pérdidas (β)
0.93
Coeficiente de pérdidas (γ)
0.93
80
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Datos de los Turbogeneradores
Número de turbogeneradores
2
Pve (Mpa)
1.72
Tve (ºC)
340
λe kcal/kg
745.4
Pvs (Mpa)
0.12
Tvs (ºC)
130
λs kcal/kg
654.39
λ (ciclo adiabático ideal) kcal/kg
615
Datos del Turbogenerador 1
N (producida) kw-h
4000
N (mec)
0.94
N (eléct)
0.95
N (tubo)
0.94
Ho
130.4
Índice de Generación
Kgv/kwh
10.62
81
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Datos del Turbogenerador 2
N (producida) kw-h
2500
N (mec)
0.94
N (eléct)
0.94
N (tubo)
0.94
Ho
130.4
Índice de Generación Kgv/kwh
11.32
Datos de los Pre-evaporadores
P (cal)
Mpa
0.1
λ(cal) kcal/kg
639
P(cuerpo) Mpa
0.06
λ (cuerpo) kcal/kg 633.77
Teb
ºC
Talim ºC
103
108
82
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Datos de los Calentadores
Calentador
Tentrada (ºC)
Tsalida (ºC)
Pv Mpa
λ kcal/kg
1 (rectificador de J.C)
101
108
0.1
639
2 (Jugo Alcalizado) ( L-L)
45
56
------
98.07
(Condensados)
3 (Jugo Alcalizado)
56
75
0.06
633.77
4 (Jugo Alcalizado)
79
101
0.1
639
Datos estimados para el cálculo en el Pre- evaporador
°Brix de salida del 1er Pre – evap 18.4
°Brix de salida del 2do Pre - evap 27.8
Datos del primer vaso del múltiple efecto
P (cal)
Mpa
0.06
λ(cal) kcal/kg
633.77
P (cuerpo) Mpa
0.01
λ (cuerpo) kcal/kg
617.34
Tb
ºC
Talim ºC
105
103
83
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Datos del Tacho # 1 (Masa A)
V inic (m³)
13.23
V final (m³)
35.23
Bx1 (semilla B)
90.06
Bx2 (meladura)
64.28
Bx3 (masa A)
92.6
φ (volumen específico) kg/m³
1450
t cocción (h)
1.6
Datos del Tacho # 2 (Masa B)
V inic (m³)
12.06
V final (m³)
39.08
Bx1 (semilla C)
90.12
Bx2 (miel A)
62.08
Bx3 (masa B)
93.8
φ (volumen específico) kg/m³
1450
t cocción (h)
2.5
84
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Datos del Tacho # 3 (Masa A)
V inic (m³)
16.99
V final (m³)
59.42
Bx1 (semilla B)
89.8
Bx2 (meladura)
64.28
Bx3 (masa A)
93.08
φ (volumen específico) kg/m³
1450
t cocción (h)
2
Datos del Tacho # 4 (Ampliado)
V inic (m³)
10.03
V final (m³)
30.73
Bx1 (ampliado)
90.5
Bx2 (miel B)
66.2
Bx3 (masa ampliado)
92.5
φ (volumen específico) kg/m³
1450
t cocción (h)
2
85
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Datos del Tacho # 5 (Masa A)
V inic (m³)
12.06
V final (m³)
36.22
Bx1 (semilla B)
90.06
Bx2 (meladura)
64.28
Bx3 (masa A)
92.75
φ (volumen específico) kg/m³
1450
t cocción (h)
1.6
Datos del Tacho # 6 (Masa C)
V inic (m³)
12.83
V final (m³)
36.25
Bx1 (masa ampliado)
92.5
Bx2 (miel B)
66.2
Bx3 (masa C)
95.8
φ (volumen específico) kg/m³
1450
t cocción (h)
5
86
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Resultados Obtenidos de la corrida del balance. En el anexo 5 se incluye la hoja de trabajo
Excel desarrollada.
Día analizado
Consumidores de Vapor Directo
Turbogeneradores (kg/h)
81965,21
Válvula Reductora (kg/h)
-3669.958
Total
78295,2
% Válvula Reductora
-3,971448
Consumidores de Vapor Escape
Calentadores 1y4 (kg/h)
6918,46
Pre - Evaporador (kg/h)
74393,07
Total
81311,5
Consumidores de Vapor del jugo
Calentador 3 (kg/h)
4747,44
Primer vaso (kg/h)
9800,8
Tachos (kg/h)
57834,41
Total
72382,6
Vapor Producido
Calderas (kg/h)
92408,56
Pre - Evaporador (kg/h)
76052,6
Total
168461,1604
87
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.6 Análisis de los resultados de los balances energéticos
El % de vapor por válvula reductora presenta un valor de -3,971448 % lo que indica que no fue
necesario para el uso.
Los resultados del balance realizados arrojan un sobre diseño de los generadores de vapor
aunque una baja eficiencia debido en lo fundamental a una alta humedad del bagazo.
A pesar de que los turbogeneradores presentan una baja eficiencia de generación, son
capaces de suministrar la cantidad de vapor necesario a los calentadores 1-4, y al Preevaporador, que son los principales consumidores del vapor de escape.
El vapor generado por los Pre-evaporadores asciende a 76.05 t/h, lo que indica que es capaz
de suministrar vapor a los equipos consumidores de vapor vegetal.
Conclusiones parciales
Con la aplicación de los métodos estadísticos empleados se puede afirmar que no existe
influencia del tiro directo a basculador en el proceso tecnológico de producción de azúcar
crudo.
Se verifica un comportamiento próximo a la distribución normal de probabilidades, mediante el
tratamiento dado a las variables estudiadas en los histogramas de frecuencia.
Mediante la hoja de trabajo Excel, es posible analizar la influencia de las principales variables
operacionales del proceso en el consumo energético del central.
La aplicación de los balances de masa y energía posibilita afirmar que existe un adecuado
arreglo energético en su esquema y posee potencial para el incremento de la generación
eléctrica.
Los balances energéticos aplicados en el central Antonio Sánchez (tomado como caso de
estudio) propician obtener un comportamiento cualitativo y cuantitativo general en cuanto al uso
de los principales consumos de vapor y de energía térmica, esto posibilita obtener un mayor
conocimiento para la toma de las medidas que optimicen el proceso.
88
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
2.7 Evaluación económica
Para realizar el análisis de la incidencia del incremento del tiro directo a basculador en los
costos de producción es imprescindible, en primer término, destacar que este aumento trae
aparejado de forma indisoluble el cese del funcionamiento, entiéndase paralización, de
unidades intermedias dedicadas al beneficio de la caña y conocidos como centros de limpieza
o acopio.
Por otra parte se deja de utilizar los servicios de transporte ferroviario que se sustituyen por
servicios de transporte automotor, para cubrir las distancias desde la estación de limpieza
paralizada, atendiendo a que en este caso la caña viene directamente desde el campo hasta el
basculador.
Lo normado por AZCUBA en el sistema de pago de la caña por la calidad consiste en que el
productor corre con los gastos de transportación de la caña desde el campo hasta el lugar en
que se decida recepcionar su caña, que para este caso en cuestión es el basculador del
central, siempre y cuando no exceda de los 18.83 $/t transportada según lo establece en la
resolución 384 del año 2011 de la Ministra de Finanzas y Precios en el por cuanto numero VI,
párrafo tercero, caso en el que el central asume a partir de ese valor dicho gasto y definido en
las partidas contables como extratiro.
Debe destacarse también que los costos de producción del azúcar crudo posee una estructura
muy particular y que no se ajusta a las concepciones generales de los costos de los procesos
industriales de modo general. A continuación les mostramos dicha estructura.
Figura 2.37 Composición de los costos de producción.
89
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
Como se aprecia en el grafico la relación entre los costos fijos y los variables arrojan un
desequilibrio marcado hacia los cotos variables, por lo que consideramos pertinente mostrar la
estructura de estos últimos en el siguiente gráfico.
Figura 2.38 Estructura de los costos variables.
Del análisis de la composición de los costos variables se aprecia que la materia prima
constituye casi un 90 % de estos y es la fuente principal de la distorsión existente en la
estructura de los costos brutos de producción. Veamos en la siguiente grafica su
comportamiento frente a los costos brutos.
Figura 2.39 La materia prima en el costo bruto.
90
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
No caben dudas luego de analizar el grafico anterior que todas las acciones que se ejecuten en
aras de disminuir el consumo de caña para la obtención de una tonelada de azúcar tributan de
una manera marcada a la disminución del costo de producción pues estos representan el 76 %
del total.
Se aclara que las gráficas mostradas parten de la ficha de costo oficial del producto azúcar
crudo presentado por AZCUBA para la recién finalizada zafra azucarera.
Los costos reales asociados el procesamiento de la caña en el centro de recepción existente se
muestran a continuación:
Gastos totales C. limpieza ($)
Gastos transportación de caña ($)
Total de gastos ($)
Caña molida por ferrocarril (%)
Caña molida total (t)
Caña molida por ferrocarril (t)
Gasto unitario ferrocarril + centro
Caña molida directo basculador (t)
828202.24
392267.40
1220469.64
65.3
281984.871
184136.121
6.63
97848.75
Gasto dejado de tener directo basculador ($)
Impacto en el costo del azúcar ($ / t azúcar)
648549.71
23.74
Costo neto real ($ / t azúcar)
1341.78
Costo sin tiro directo a basculador ($ / t azúcar)
1365.52
Del análisis de estos gastos se puede decir en primer lugar que el costo real de procesamiento
de la tonelada de caña mediante el centro de acopio es de $ 6.63 y por ende toda la caña que
se molió directo a basculador ha dejado de tener este gasto, lo que en las condiciones de este
central representa el $ 648549.71, o sea, la sola decisión de incrementar el tiro a basculador
arroja un ahorro de esta magnitud que repercute en los costos unitarios en 23.74 $/t que en
valores es un monto superior
al que se forma como presupuesto de reparaciones
capitalizables para la zafra 2014.
A continuación mostramos los resultados de los costos de producción hasta el cierre del mes
de mayo:
91
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
FICHA DE COSTO AZÚCAR
Costo de producción hasta Mayo 31
EMPRESA AZUCARERA Antonio Sánchez
CONCEPTO
Capítulo #2
Real H. Fecha
Unitario P
Valores
Unitario
COSTO VARIABLE (700+731+819+822+835)
MATERIA PRIMA
OTRAS MAT PRIMAS Y MAT
COMBUST
ENERGÍA
OTROS GASTOS MONET
COSTOS FIJOS
SALARIO Y SEG SOC Trabajadores Industria
SALARIO Y SEG SOC Centros de Recepción
Transporte Ferroviario
AMORT DE AFT
INDUSTRIA
Reparación Capitalizable
AMORT CARGOS DIFERIDOS
REP Y MTTO ZAFRA
Otros Gastos Monetarios
ADMÓN. INDUSTRIAL
Otros Gastos Monetarios
CARGOS DIFERIDOS
GASTOS GRLS Y ADMÓN.822
GASTOS PERIODO
CARGOS DIFERIDOS
GASTOS DE DIST Y VENTAS
Otros Gastos Monetarios
GASTOS BANCARIOS
1064.7
971.5
15.9
4.9
6.7
65.4
31542549.82
28961253.12
617398.88
326715.27
583747.97
1029483.97
1154.75
1060.25
22.6
11.96
21.37
37.69
213
49.1
10.4
0
23.4
11.7
11.7
32.2
14.3
0.3
24.4
2.5
13.7
30.8
7.3
23.6
3.7
0
24.5
6056113.76
1104734.84
162072.69
395452.70
746114.52
373057.26
373057.26
1169871.03
683256.57
157298.09
930313.70
53313.70
493800.00
382868.33
131985.71
250882.62
136681.93
129689.51
344747.46
221.71
40.44
5.93
14.48
27.31
13.66
13.66
42.83
25.01
5.76
34.06
1.95
18.08
14.02
4.83
9.18
5
4.75
12.62
COSTO BRUTO
1277.7
37598663.58
1376.47
24.78
19.57
0.73
4.47
947373.66
733803.56
24233.2
189336.9
34.68
26.86
0.89
6.93
1252.92
281984.87
27315.367
1334.01
36651289.92
1341.78
81.09
-212240.402
DEDUCCIONES
Miel
Cachaza
Electricidad
COSTO NETO
Caña molida
Azúcar producida
Precio de Venta
Resultado
-7.77
92
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Capítulo #2
La relación existente entre el precio del producto y el costo logrado en la zafra es negativa en
7.77 $ / t de azúcar producida, quiere decir que el periodo productivo del año azucarero cierra
con una pérdida de $ 212240.402, resultado que hubiera sido peor en caso de hacer la molida
de la totalidad de la caña con el uso del centro de recepción y en ese caso las pérdidas
ascenderían a $ 860790.19 y el costo unitario se hubiera elevado hasta los 1365.52 $ / t de
azúcar producida.
Si por el contrario las medidas técnico organizativas de la zafra hubieran contribuido al
incremento del tiro directo al basculador hasta duplicar el valor real alcanzado, entonces el
costo de producción hubiera disminuido casi linealmente hasta 1318.04 $ / t de azúcar
producida y lograría la rentabilidad de la producción alcanzando utilidades aproximadas a
$ 436309.04.
93
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Conclusiones
Conclusiones generales
1. Se comprobó que no existe influencia estadísticamente significativa entre la cantidad de
caña abastecida al central mediante tiro directo y las principales variables de eficiencia
técnica en el central Antonio Sánchez relacionadas a continuación:
 Azúcar producida diaria (t).
 Miel final producido diario (t).
 Bagazo generado diario (t).
 % Fibra en caña.
 % Pol mezclado.
 Rendimiento industrial (%).
 Electrcidad entregada diaria (Kwh).
 Electricidad generada diaria Kwh.
2. El impacto del tiro directo de la caña en la empresa Antonio Sánchez es
significativamente favorable en el balance económico.
94
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
Recomendaciones
Recomendaciones
1.
Presentar el trabajo a la dirección del central Antonio Sánchez para su análisis y
aprobación.
2. Continuar el estudio, analizando la influencia en nuevas variables del proceso de tiro
directo de caña al basculador.
3. Realizar el estudio de factibilidad para implementar en Antonio Sánchez toda la caña
alimentada por tiro directo incrementando el parque de combinadas brasileñas y
eliminando el centro de acopio
95
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética.
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100
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Figura 1.1 Diagrama de distribución de vapor
ANEXOS
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
ANEXOS
Tabla #1 Datos de la zafra 2011-2012 en el central azucarero Antonio Sánchez.
Caña
molida (t)
3228,4
2252,0
3069,4
2322,1
2266,3
3484,6
3307,1
2473,0
2757,2
2567,6
3312,8
2496,1
3424,2
2621,3
2370,6
3161,7
2867,9
3294,8
2623,2
3278,8
2985,5
2887,7
3057,5
2722,3
3174,9
2637,6
% Tiro
directo
10,0
7,0
31,0
32,0
13,0
31,0
27,0
30,0
29,0
40,0
25,0
0,0
33,0
21,0
15,0
29,0
0,0
34,0
29,0
0,0
35,0
15,0
21,0
26,0
16,0
26,0
% Fibra
15,2
16,5
15,8
15,7
15,6
15,2
14,3
15,6
15,7
15,6
14,4
15,6
16,9
16,8
16,4
16,5
16,7
15,5
14,4
14,7
13,7
17,0
16,2
15,3
15,6
15,3
Bagazo
generado
(t)
736,913
514,043
700,629
530,042
517,301
795,406
754,875
564,480
629,355
586,086
756,192
569,751
781,603
598,334
541,112
721,697
654,627
752,080
598,770
748,417
681,469
659,155
697,900
621,398
724,709
602,068
% Pol
mezclado
11,64
11,84
12,16
12,23
12,63
13,11
12,28
12,45
12,38
12,02
12,67
12,26
11,47
12,29
11,94
11,34
11,67
12,65
12,26
12,05
13,47
12,32
12,48
12,55
12,74
12,51
Azúcar
B-96 (t)
341,413
195,997
404,863
247,700
258,411
402,716
425,128
258,776
304,596
309,406
362,432
327,996
460,443
297,690
253,294
397,071
304,372
430,127
347,165
355,594
281,492
360,434
444,647
347,165
393,142
310,000
Miel final
(t)
96,000
67,000
99,000
72,000
78,000
114,000
108,000
76,000
88,000
83,000
95,000
69,000
106,000
78,500
78,000
100,000
94,600
105,000
93,800
115,000
98,500
86,000
107,000
75,000
99,000
68,000
Rendimiento
(%)
Generación
(Kwh)
10,85
10,85
11,00
11,00
11,16
11,16
11,29
11,44
11,49
11,60
11,75
11,82
12,04
12,05
12,05
12,00
12,03
11,94
11,95
11,95
11,75
11,76
11,75
11,84
11,84
11,93
145866
88562
125874
91254
98245
150254
130254
100255
110254
98545
135845
98564
132546
105648
93658
130258
115485
135624
106987
15365
120358
117369
124587
112358
125874
106841
Entrega
(Kwh)
25827
15539
24555
16022
15637
27877
26457
17063
22057
17717
26503
17972
27393
20970
17068
25294
22943
26359
20985
26230
23884
23102
24460
21779
25399
21101
Ent/Gene
Miel/Azúc
0,177
0,175
0,195
0,176
0,159
0,186
0,203
0,170
0,200
0,180
0,195
0,182
0,207
0,198
0,182
0,194
0,199
0,194
0,196
1,707
0,198
0,197
0,196
0,194
0,202
0,197
0,281
0,342
0,245
0,291
0,302
0,283
0,254
0,294
0,289
0,268
0,262
0,210
0,230
0,264
0,308
0,252
0,311
0,244
0,270
0,323
0,350
0,239
0,241
0,216
0,252
0,219
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
ANEXOS
3389,8
2694,3
2535,2
3341,7
2614,0
3047,2
2812,6
2224,0
2432,1
3031,1
3100,3
3171,0
3144,5
3237,8
16,0
19,0
26,0
26,0
35,0
22,0
11,0
30,0
26,0
28,0
26,0
16,0
29,0
24,0
15,3
16,2
15,3
16,3
16,2
15,3
16,5
16,2
16,6
16,9
15,9
15,6
14,6
17,0
773,764
615,000
578,676
762,785
596,681
695,562
641,997
507,647
555,145
691,875
707,683
723,825
717,765
739,054
12,92
12,69
12,21
12,15
12,10
11,76
12,58
12,69
12,73
12,24
12,67
12,95
12,58
12,60
465,000
356,788
297,660
413,417
309,531
376,977
397,680
198,660
248,350
465,422
414,042
341,825
398,194
509,946
124,000
99,000
96,000
119,000
96,000
106,000
101,000
68,000
85,000
103,000
112,000
104,000
101,000
105,000
11,92
11,97
11,86
12,00
12,00
12,14
12,14
12,07
12,13
12,20
12,31
12,62
12,92
13,07
135874
112589
100258
136999
106878
124213
114587
90258
96787
126874
126855
132587
130555
135877
27119
21554
18253
26734
20912
24378
22500
16013
18240
25764
26353
26954
26728
27521
0,200
0,191
0,182
0,195
0,196
0,196
0,196
0,177
0,188
0,203
0,208
0,203
0,205
0,203
0,267
0,277
0,323
0,288
0,310
0,281
0,254
0,342
0,342
0,221
0,271
0,304
0,254
0,206
3058,2
3228,6
2571,6
2893,0
2864,3
2613,3
2677,4
2204,3
2783,0
2535,0
2675,3
3370,8
2944,7
2846,4
2447,7
2878,5
14,0
11,0
8,0
33,0
15,0
16,0
25,0
12,0
22,0
30,0
28,0
28,0
17,0
17,0
20,0
20,0
16,8
16,5
15,3
15,7
15,4
15,3
15,2
15,2
16,9
16,6
16,3
15,5
15,6
15,4
15,6
15,8
698,070
736,953
586,986
660,365
653,812
596,508
611,147
503,144
635,254
578,633
610,671
769,428
672,170
649,712
558,716
657,043
13,10
13,27
12,05
12,30
13,40
12,81
12,41
12,45
12,47
13,46
12,66
13,07
12,68
12,36
12,73
12,16
361,266
446,355
400,368
353,826
350,018
351,156
310,250
361,703
372,000
309,375
309,688
413,458
362,031
413,875
253,167
413,333
95,000
112,000
84,000
101,000
93,000
84,000
87,000
72,000
89,000
80,000
86,000
110,000
95,000
90,000
81,000
73,000
13,01
13,13
13,00
13,03
13,00
13,03
13,00
13,00
13,03
13,20
13,11
13,29
13,13
13,03
12,91
12,63
125444
130258
101003
121212
117899
106895
111547
86998
113450
98995
109633
137999
120855
118000
96873
117859
25995
27443
19287
24591
24347
22213
22758
16532
23656
19012
22740
28652
25030
24194
18358
24467
0,207
0,211
0,191
0,203
0,207
0,208
0,204
0,190
0,209
0,192
0,207
0,208
0,207
0,205
0,190
0,208
0,263
0,251
0,210
0,285
0,266
0,239
0,280
0,199
0,239
0,259
0,278
0,266
0,262
0,217
0,320
0,177
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
ANEXOS
Tabla #2 Datos de la zafra 2012-2013 en el central azucarero Antonio Sánchez
Caña
molida (t)
2992,83
3202,38
3145,70
2265,84
3441,04
2778,15
2448,44
3170,72
2992,28
3049,63
2740,40
2939,45
2320,47
3119,45
3220,44
2499,65
2779,95
2688,13
2847,21
2200,63
2678,59
3160,20
3148,26
2992,10
3091,80
3117,54
% Tiro
directo
70,1
53,7
83,7
75,0
55,1
45,4
70,8
42,0
41,6
58,6
57,1
55,0
65,8
44,4
55,5
48,0
51,9
54,7
60,1
30,3
52,4
69,7
46,0
59,2
55,8
55,3
% Fibra
15,2
16,5
17,0
16,4
15,8
15,7
15,6
15,5
15,4
15,3
15,2
14,3
15,6
15,7
15,6
14,4
15,6
13,3
16,9
16,8
16,4
16,5
16,5
16,7
15,5
14,4
Bagazo
generado
(t)
683,146
730,978
718,040
517,203
785,455
634,143
558,883
723,751
683,020
696,111
625,526
670,961
529,673
712,048
735,100
570,572
634,554
613,595
649,907
502,318
611,417
721,350
718,625
682,979
705,737
711,612
% Pol
mezclado
12,61
12,64
12,21
12,06
12,11
12,24
12,56
12,64
13,03
11,41
12,70
13,23
13,38
12,80
12,97
12,54
12,41
12,11
12,05
12,94
12,25
12,14
12,11
12,86
12,94
13,11
Azúcar
B-96 (t)
341,960
406,400
351,620
244,110
418,310
340,410
229,880
360,090
335,180
326,230
326,280
348,850
290,020
343,700
370,570
291,370
323,970
317,500
311,530
302,900
331,910
318,690
456,900
300,380
425,460
376,020
Miel final
(t)
64,200
80,460
68,720
82,110
72,340
60,540
60,220
64,200
70,480
68,240
71,800
58,240
56,070
56,980
60,400
67,200
70,240
57,440
61,020
52,120
64,160
86,460
80,120
72,400
76,840
102,900
Rendimiento
(%)
Generación
(Kwh)
11,40
11,27
11,10
11,10
11,16
11,20
11,30
11,35
11,60
11,60
11,60
11,70
11,70
11,50
11,60
11,60
11,59
11,30
11,30
11,35
11,40
11,40
11,94
11,94
12,01
12,03
113115
132050
125500
99290
134320
126250
96010
127760
127760
122980
114410
109370
96010
100550
121460
91220
118440
103320
96520
90220
99040
128770
109120
99540
103672
100300
Entrega
(Kwh)
29380
38720
34911
26210
39630
39590
30640
39490
39980
37740
35920
31070
22980
20330
25500
21600
31570
24200
20410
27420
27230
38130
22060
24000
24463
19170
Ent/
genera
0,260
0,293
0,278
0,264
0,295
0,314
0,319
0,309
0,313
0,307
0,314
0,284
0,239
0,202
0,210
0,237
0,267
0,234
0,211
0,304
0,275
0,296
0,202
0,241
0,236
0,191
Miel/ Azúc
0,188
0,198
0,195
0,336
0,173
0,178
0,262
0,178
0,210
0,209
0,220
0,167
0,193
0,166
0,163
0,231
0,217
0,181
0,196
0,172
0,193
0,271
0,175
0,241
0,181
0,274
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
2571,00
2992,02
3647,80
3178,02
3243,10
2524,90
2600,00
2854,97
3445,36
2612,71
2872,10
2959,76
2830,67
3636,12
3161,01
2737,20
3064,53
3517,45
3209,31
2842,76
3006,78
2442,17
2514,59
2454,17
2697,70
2354,48
2685,17
2475,40
2939,74
2415,78
2460,04
54,0
21,4
58,7
74,8
44,5
52,3
49,1
53,1
53,6
57,4
32,6
77,9
53,4
70,7
65,7
58,7
60,3
44,4
60,4
71,8
58,0
64,8
75,0
68,4
27,0
42,0
44,0
48,5
51,8
53,3
45,8
14,7
13,7
17,0
15,5
16,2
15,3
15,6
15,5
15,4
15,3
15,3
15,3
16,3
16,2
16,2
16,2
16,6
16,6
15,7
15,6
14,6
17,0
17,1
16,8
17,0
16,5
15,3
15,7
15,3
15,2
15,2
586,859
682,961
832,650
725,418
740,273
576,336
593,478
651,678
786,441
596,379
655,588
675,597
646,131
829,984
721,535
624,796
699,512
802,896
732,560
648,891
686,330
557,452
573,983
560,191
615,779
537,436
612,919
565,037
671,028
551,428
561,531
13,21
11,83
11,90
12,15
12,21
11,45
12,21
13,44
12,51
12,44
12,95
12,74
12,98
12,49
12,73
12,61
12,41
12,85
12,74
13,02
11,52
12,56
12,58
12,52
12,38
12,44
11,73
12,24
13,01
13,03
12,80
307,000
310,000
439,260
313,460
388,920
354,630
299,450
333,620
440,920
251,540
331,210
259,430
349,500
405,090
346,730
314,790
344,390
461,790
374,540
334,910
305,430
313,150
254,860
291,930
329,180
267,040
296,110
204,400
317,900
215,150
262,940
60,000
70,200
82,360
89,600
61,900
65,520
68,260
71,620
86,120
58,340
71,900
53,520
63,800
91,000
106,960
68,420
78,200
92,120
64,520
55,560
66,020
73,260
52,800
73,620
80,920
50,700
55,040
74,250
69,800
77,300
80,020
ANEXOS
12,20
12,22
12,23
12,05
12,16
12,16
12,06
11,90
11,70
11,63
11,50
11,45
11,45
11,46
11,47
11,48
11,48
11,50
11,49
11,43
11,46
11,19
11,10
11,10
11,13
11,13
11,02
10,82
10,83
10,55
10,30
92556
100200
134969
121460
116420
99226
98030
134665
132800
104080
119700
110880
112640
124740
113900
99290
120040
123320
126760
114660
115920
92230
103320
95260
97520
95510
112380
86940
119950
92230
79360
24964
21420
40117
37050
32880
29300
29850
29640
41460
32115
36920
34550
34480
34540
30690
24190
31200
32760
41717
35720
37440
26270
35113
23880
24690
31940
37290
30630
36390
31420
16690
0,270
0,214
0,297
0,305
0,282
0,295
0,304
0,220
0,312
0,309
0,308
0,312
0,306
0,277
0,269
0,244
0,260
0,266
0,329
0,312
0,323
0,285
0,340
0,251
0,253
0,334
0,332
0,352
0,303
0,341
0,210
0,195
0,226
0,187
0,286
0,159
0,185
0,228
0,215
0,195
0,232
0,217
0,206
0,183
0,225
0,308
0,217
0,227
0,199
0,172
0,166
0,216
0,234
0,207
0,252
0,246
0,190
0,186
0,363
0,220
0,359
0,304
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
2454,37
2905,58
2463,00
54,8
44,6
41,7
16,9
16,6
16,3
560,237
663,230
562,207
12,43
11,68
12,39
230,090
346,420
178,870
ANEXOS
73,360
42,640
50,200
10,00
10,00
9,80
79400
98030
90220
Rendimiento
(%)
Generación
(Kwh)
8,50
8,50
9,10
9,20
9,40
10,00
10,30
10,50
10,50
10,55
10,55
10,56
10,57
10,00
10,01
10,13
10,27
10,40
10,52
10,53
10,54
86175
74515
108458
85165
81220
5641
88171
84428
76597
91773
103970
78102
81328
70108
29615
108086
109447
113694
103404
82930
117593
15420
22118
23440
0,194
0,226
0,260
0,319
0,123
0,281
Tabla #3 Datos de la zafra 2011-2012 en el central azucarero 14 de Julio
Caña
molida (t)
2200,00
2129,04
3050,00
2990,36
2620,01
1701,46
2383,89
2424,16
2392,16
2380,68
2810,00
2070,56
2392,39
2062,44
2991,50
2828,57
2581,30
2707,16
2462,97
2422,59
3015,21
% Tiro
directo
12,4
12,4
65,9
74,2
64,0
84,9
80,1
89,7
80,2
80,5
84,0
83,6
85,0
66,5
80,4
81,0
84,7
87,7
93,2
85,5
90,5
% Fibra
14,0
12,0
15,0
12,0
14,0
15,0
12,5
12,0
15,0
15,2
15,3
15,0
15,0
14,2
14,9
15,2
15,1
15,8
15,4
16,0
16,1
Bagazo
generado
(t)
477
461
661
648
568
369
517
525
518
516
609
449
518
447
648
613
559
587
534
525
653
% Pol
mezclado
12,52
11,58
12,21
12,05
11,21
11,25
12,50
12,03
12,90
11,03
12,00
11,14
11,61
11,51
11,25
12,04
12,11
12,13
12,19
11,90
11,91
Azúcar
B-96 (t)
110,000
254,900
277,310
283,810
213,220
64,330
280,610
245,420
214,700
262,420
275,340
233,020
184,050
253,460
310,360
311,240
290,540
304,350
267,060
254,010
331,680
Miel final
(t)
30,625
30,600
90,240
83,680
90,540
22,020
54,260
69,020
83,120
83,000
80,300
45,200
44,020
72,100
71,400
75,420
85,200
42,100
72,000
64,200
80,420
Entrega
(Kwh)
12905
14903
25010
13905
16794
12182
14298
12459
47350
71400
27594
12030
9285
8021
7927
23585
27258
34484
27082
16082
30964
Ent/
Generac
0,150
0,200
0,231
0,163
0,207
2,160
0,162
0,148
0,618
0,778
0,265
0,154
0,114
0,114
0,268
0,218
0,249
0,303
0,262
0,194
0,263
Miel/ Azúc
0,278
0,120
0,325
0,295
0,425
0,342
0,193
0,281
0,387
0,316
0,292
0,194
0,239
0,284
0,230
0,242
0,293
0,138
0,270
0,253
0,242
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
2909,19
2254,22
2417,96
2534,40
2991,90
2693,22
2991,85
2330,72
2770,80
2469,94
2539,92
2760,21
2466,20
2181,36
2502,38
2467,47
2690,32
2892,18
2125,85
2895,98
2875,86
2553,02
2756,46
2555,00
2683,02
2992,63
93,3
90,3
91,5
90,4
87,5
87,9
92,5
85,2
88,1
79,4
81,9
84,7
89,3
85,3
91,5
76,9
80,1
81,6
70,7
69,4
84,8
57,4
59,3
55,3
77,5
68,0
16,1
15,8
15,6
16,6
15,5
16,4
16,5
16,5
15,9
16,8
17,7
17,1
19,5
17,7
16,9
16,9
16,8
16,8
16,7
17,5
17,7
16,8
16,9
16,6
16,8
17,1
630
489
524
549
648
584
648
505
600
535
550
598
534
473
542
535
583
627
461
628
623
553
597
554
581
649
12,04
12,07
11,60
12,68
12,41
12,10
12,06
12,21
12,22
12,13
12,14
12,00
11,68
13,00
11,58
12,22
11,58
12,24
13,36
12,60
12,62
12,48
12,19
13,03
13,11
12,96
312,420
256,530
280,380
253,540
349,710
291,100
374,930
275,530
341,610
224,250
340,340
284,510
331,600
227,240
302,090
301,410
201,220
340,400
260,830
301,320
337,690
273,640
309,530
368,590
231,510
352,810
70,360
35,200
86,020
49,400
95,200
81,000
95,540
52,200
73,000
42,080
94,400
52,200
39,860
30,460
80,200
53,040
53,220
68,600
40,320
54,120
56,460
52,240
50,120
50,260
52,280
81,340
ANEXOS
10,75
10,86
10,30
10,65
10,70
10,85
10,90
10,93
11,33
11,33
11,38
11,39
11,66
11,72
11,89
11,84
11,86
11,87
11,71
11,65
11,76
10,69
12,05
12,44
12,44
12,05
119277
92414
95495
108969
107676
110413
125622
92198
119110
108636
101560
102458
98525
85059
100080
108548
107600
104112
90355
105588
103920
97270
106840
90720
101956
114910
31999
23689
22333
31396
22073
30377
34307
23020
38780
27169
18027
19320
20691
16968
20241
27236
26903
16027
22461
20837
22645
23090
21840
22223
24147
29320
0,268
0,256
0,234
0,288
0,205
0,275
0,273
0,250
0,326
0,250
0,178
0,189
0,210
0,199
0,202
0,251
0,250
0,154
0,249
0,197
0,218
0,237
0,204
0,245
0,237
0,255
0,225
0,137
0,307
0,195
0,272
0,278
0,255
0,189
0,214
0,188
0,277
0,183
0,120
0,134
0,265
0,176
0,264
0,202
0,155
0,180
0,167
0,191
0,162
0,136
0,226
0,231
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
ANEXOS
Tabla #4 Datos de la zafra 2012-2013 en el central azucarero 14 de Julio
Caña
molida (t)
2115,30
2119,10
2104,20
2992,45
2992,20
2995,00
3030,93
2998,32
2992,40
2994,30
2245,50
2550,06
2992,48
2992,10
2635,07
2456,73
3054,86
3025,87
3026,35
2510,62
2992,10
3082,25
2676,81
2993,84
2807,84
2992,25
% Tiro
directo
72,6
61,0
32,1
63,5
40,6
50,2
59,9
63,4
64,2
62,3
46,7
54,2
47,9
44,0
44,8
47,4
38,4
51,5
59,7
55,6
42,4
53,0
53,3
52,7
52,3
51,2
% Fibra
15,0
12,5
13,0
15,0
18,0
15,0
13,0
16,0
12,0
15,0
14,0
12,0
15,0
12,0
14,0
15,0
12,0
15,0
12,0
15,0
15,0
13,0
16,0
12,0
15,0
14,0
Bagazo
generado
(t)
458
459
456
649
648
649
657
650
649
649
487
553
649
648
571
532
662
656
656
544
648
668
580
649
609
648
% Pol
mezclado
9,57
9,54
9,56
10,34
10,41
10,00
10,25
11,14
11,11
11,64
11,42
12,10
11,78
11,11
11,37
11,97
11,34
11,22
11,61
11,39
11,12
11,67
12,46
11,78
11,74
12,03
Azúcar
B-96 (t)
31,190
157,960
172,020
285,890
245,680
277,000
310,450
341,640
285,200
366,080
264,130
270,170
317,500
342,740
297,660
319,950
375,410
333,090
334,100
240,930
323,150
302,150
288,860
353,060
360,650
401,780
Miel final
(t)
88,750
50,100
40,200
89,790
34,680
106,200
60,920
71,940
60,200
89,920
26,200
50,220
97,250
86,220
61,180
70,950
106,640
96,220
93,580
60,260
85,540
85,620
108,380
101,840
101,640
66,120
Rendimiennto
(%)
Generación
(Kwh)
8,14
8,21
8,21
8,23
8,92
9,39
10,49
11,00
11,15
11,15
11,20
11,20
11,10
11,02
11,03
11,03
11,01
11,01
11,00
11,00
10,80
10,80
10,81
10,81
11,00
11,00
76208
74573
108100
118890
76360
71880
110380
97026
109111
94220
91980
97270
125240
116930
104560
95226
129030
121210
111880
90720
109370
123230
101050
116930
109860
130790
Entrega
(Kwh)
18965
17081
26200
29030
13340
19586
29380
26720
36113
28320
23838
21500
32200
30400
29380
25020
34447
32690
21960
15640
23450
42000
22114
29950
28520
38411
Entrega/gene
0,249
0,229
0,242
0,244
0,175
0,272
0,266
0,275
0,331
0,301
0,259
0,221
0,257
0,260
0,281
0,263
0,267
0,270
0,196
0,172
0,214
0,341
0,219
0,256
0,260
0,294
Miel
fin/Azúc
2,845
0,317
0,234
0,314
0,141
0,383
0,196
0,211
0,211
0,246
0,099
0,186
0,306
0,252
0,206
0,222
0,284
0,289
0,280
0,250
0,265
0,283
0,375
0,288
0,282
0,165
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
2691,16
2474,24
2992,07
2494,13
2839,65
2694,67
2374,08
2377,70
2810,23
2777,33
2637,87
2464,50
2397,23
2071,40
2164,90
2763,43
2449,79
2091,72
2477,09
2692,45
2756,01
3059,89
2373,81
2563,80
3045,11
3035,21
3082,10
2271,10
2720,84
2882,85
3014,85
52,0
63,2
50,2
55,5
51,8
40,2
46,7
44,8
46,6
49,0
46,3
47,9
67,3
47,0
45,0
50,4
67,1
28,8
37,7
58,3
51,6
51,7
61,2
60,0
58,0
51,2
61,2
48,0
61,4
61,4
58,6
12,0
15,0
14,0
15,0
15,0
12,0
14,5
14,6
14,3
14,2
14,6
15,0
14,3
15,0
14,2
15,1
14,9
15,2
15,1
15,8
15,4
15,3
16,0
16,1
15,8
15,9
15,7
15,6
15,9
15,6
16,1
583
536
648
541
615
584
515
515
609
602
572
534
520
449
469
599
531
453
537
584
597
663
514
556
660
658
668
492
590
625
653
12,46
12,32
11,87
11,25
12,18
12,18
13,25
12,81
13,15
13,07
12,48
12,39
12,19
12,89
12,41
12,25
12,34
12,67
12,76
12,38
12,31
12,02
12,24
12,26
12,00
12,28
12,61
12,74
12,80
11,98
12,11
296,050
279,540
387,570
221,210
367,200
347,460
457,540
313,480
297,160
329,990
305,110
270,430
325,160
209,100
214,020
320,950
322,220
182,410
361,910
287,650
309,970
294,230
313,940
212,910
380,000
352,000
383,020
260,100
330,470
289,530
342,120
88,540
67,740
72,820
81,200
102,000
80,600
101,400
59,890
86,140
98,020
106,060
101,260
136,920
58,200
25,200
45,500
113,520
84,640
80,760
90,960
84,240
61,110
96,530
69,860
84,000
62,100
60,100
90,020
57,620
82,020
81,110
ANEXOS
11,00
11,02
11,26
11,30
11,50
11,69
12,07
12,13
12,14
12,17
12,21
12,05
12,07
12,00
11,50
11,61
11,61
11,32
11,13
11,14
11,17
11,33
11,19
11,50
11,51
11,80
11,81
11,82
11,53
11,43
11,50
110001
108612
127010
107600
119450
108610
137590
103860
94500
106540
122470
100548
104580
89053
84396
116133
110680
84117
100550
106950
100600
129020
92990
123024
130935
124444
132256
97657
108800
126808
110200
29200
35100
44020
33720
37990
31750
44180
39640
28590
31930
41940
31522
36940
31065
38682
34560
36580
26770
32240
36030
31119
46540
25940
43571
42630
42490
43148
41565
46240
46112
45200
0,265
0,323
0,347
0,313
0,318
0,292
0,321
0,382
0,303
0,300
0,342
0,314
0,353
0,349
0,458
0,298
0,331
0,318
0,321
0,337
0,309
0,361
0,279
0,354
0,326
0,341
0,326
0,426
0,425
0,364
0,410
0,299
0,242
0,188
0,367
0,278
0,232
0,222
0,191
0,290
0,297
0,348
0,374
0,421
0,278
0,118
0,142
0,352
0,464
0,223
0,316
0,272
0,208
0,307
0,328
0,221
0,176
0,157
0,346
0,174
0,283
0,237
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
2991,40
2793,73
2990,13
2632,27
2484,05
2711,16
1837,93
3017,07
2791,78
2730,38
2848,04
2613,69
2867,38
2897,06
3091,40
2793,25
2794,02
3079,62
2700,15
2745,75
2454,62
2493,70
2240,16
2410,20
2842,54
2716,14
2285,14
2694,54
2762,58
2296,44
2498,90
53,0
51,2
55,4
56,5
51,2
48,6
49,3
39,6
55,0
52,5
50,3
60,9
49,6
48,4
53,4
53,9
52,0
65,9
44,4
48,0
53,8
56,0
57,2
47,7
54,8
70,3
32,7
49,0
49,9
44,4
41,2
16,1
16,2
15,8
15,9
15,7
16,4
15,4
15,2
15,3
14,9
16,6
15,8
16,6
15,6
15,8
16,6
16,5
16,6
16,7
16,8
16,7
16,9
15,9
16,8
17,7
17,1
17,7
16,9
16,9
16,8
16,8
648
605
648
570
538
588
398
654
605
592
617
566
621
628
670
605
606
667
585
595
532
540
485
522
616
589
495
584
599
498
542
11,96
11,81
11,96
11,98
11,48
11,57
13,91
12,33
12,58
12,74
12,36
12,65
12,68
12,62
12,48
12,99
12,97
12,93
13,46
12,32
12,62
12,53
12,36
11,93
12,64
12,55
12,68
12,93
12,42
12,61
12,53
406,100
293,100
361,810
319,290
231,830
316,880
146,730
385,880
269,350
360,550
331,770
264,100
366,020
341,360
381,590
361,570
261,540
386,010
327,770
190,240
379,070
249,390
277,310
270,090
276,330
347,270
309,710
248,690
321,440
146,470
380,580
96,100
100,890
98,720
92,120
62,020
80,510
52,460
102,000
85,700
90,400
91,600
62,560
82,340
76,400
92,740
80,240
86,870
100,260
92,520
62,760
72,220
88,060
60,800
71,240
88,460
123,320
92,400
46,020
69,280
42,540
96,000
ANEXOS
11,52
11,55
11,16
11,01
10,80
10,80
10,53
11,01
11,03
11,43
11,60
11,68
11,80
11,82
12,01
12,02
12,02
12,06
12,09
11,23
11,15
11,00
10,75
10,76
11,08
11,22
12,02
11,12
11,65
11,24
11,00
120656
114513
116610
122730
99360
103018
38960
120680
72276
9550
111072
101907
117567
110086
123640
114513
108966
127778
108000
39960
100614
94734
94080
96400
111522
111356
93685
102362
99432
82656
89928
38803
33795
41860
39480
32292
37954
12800
39221
13955
24570
34176
23517
37280
40558
37092
36309
30734
40027
40500
12960
27423
27797
29120
28920
36946
40740
29705
29634
27620
25256
24505
0,322
0,295
0,359
0,322
0,325
0,368
0,329
0,325
0,193
2,573
0,308
0,231
0,317
0,368
0,300
0,317
0,282
0,313
0,375
0,324
0,273
0,293
0,310
0,300
0,331
0,366
0,317
0,290
0,278
0,306
0,272
0,237
0,344
0,273
0,289
0,268
0,254
0,358
0,264
0,318
0,251
0,276
0,237
0,225
0,224
0,243
0,222
0,332
0,260
0,282
0,330
0,191
0,353
0,219
0,264
0,320
0,355
0,298
0,185
0,216
0,290
0,252
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
2996,14
2163,64
2340,11
2023,21
3006,25
2853,05
2843,70
2403,05
2735,48
2754,85
1743,18
2521,30
2602,91
2245,05
1844,21
2105,17
1874,54
1896,77
2671,63
1978,57
46,6
54,3
46,3
57,8
54,1
52,6
46,7
50,4
54,1
52,2
42,4
52,6
47,3
52,8
37,9
44,8
54,4
51,6
51,3
46,2
16,7
16,7
17,7
17,1
16,9
17,1
16,8
15,9
16,9
16,6
16,8
17,1
18,0
16,8
17,7
17,8
18,0
17,1
17,1
17,9
649
469
507
438
652
618
616
521
593
597
378
546
564
487
400
456
406
411
579
429
12,84
12,86
12,41
12,47
12,68
12,53
12,69
13,07
12,41
12,77
12,88
12,52
11,88
12,30
12,81
12,47
12,08
12,03
13,44
13,66
318,980
245,430
297,090
297,540
343,200
296,400
336,430
284,900
301,250
337,760
186,190
332,000
247,860
250,610
178,960
243,210
202,840
118,420
334,320
241,580
89,040
93,200
90,200
40,260
60,040
92,640
90,040
72,020
72,040
43,860
78,580
82,640
100,660
42,640
43,960
66,480
56,860
10,320
96,600
79,380
ANEXOS
11,14
11,40
11,16
11,21
11,50
11,51
11,51
11,40
11,41
11,41
11,39
11,40
11,11
11,12
11,02
10,12
9,75
9,75
9,45
8,99
116844
90201
107640
78897
114304
114120
125092
98523
109400
115668
77977
103361
98546
80820
7376
82095
73086
74588
101498
83076
35952
26066
24400
25116
29388
35720
42645
29917
32032
35802
19173
30252
28622
22450
20284
2526
22488
17671
2671
23736
0,308
0,289
0,227
0,318
0,257
0,313
0,341
0,304
0,293
0,310
0,246
0,293
0,290
0,278
2,750
0,031
0,308
0,237
0,026
0,286
0,279
0,380
0,304
0,135
0,175
0,313
0,268
0,253
0,239
0,130
0,422
0,249
0,406
0,170
0,246
0,273
0,280
0,087
0,289
0,329
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
ANEXOS
Tabla # 5 Corrida de los balances energéticos
Datos para BM
capacidad de molida
Molida al 85 %
Bagazo % caña
% de extracción molinos
Cachaza t/d
Hum del bagazo (%)
Brix Jugo mezclado
Brix Jugo clarificado
Brix meladura
Brix salida del 1 Pre-ev
Brix salida del 2 Pre-ev
Rendimiento industrial
Floculante (kg/d)
Datos para BE
Pre- evaporador
P (cal) Mpa
λ(cal) Kcal/kg
P(cuerpo) Mpa
λ (cuerpo) kcal/kg
Teb ºC
Talim ºC
Cuádruple efecto (Primer vaso)
P (cal) Mpa
λ(cal) Kcal/kg
Base de cálculo: 1 día
3680
3128
38
Balance total en los molinos
94,8
Caña+H2O=Bagazo+Jugo de molinos
110,4
50,11
13,25
13,01
64,28
18,4
27,8
12,4 valor promedio de la zafra 2011
18,4
0,1
639
0,06
633,77
103
108
0,06
633,77
Cálculo de la cantidad de bagazo
Masa de bagazo (t/d)
Masa de bagazo (kg/h)
Calculo de la cantidad de Jugo en molinos
Masa de jugo en molinos (t/d)
Masa de jugo en molinos (kg/h)
Cálculo de el agua de imbibición
Agua de imbibición (t/d)
1398,4
58266,67
3488,64
145360
1325,683
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
P(cuerpo) Mpa
λ (cuerpo) kcal/kg
n
Tb (1er vaso) ºC
T alim ºC
0,01
617,34
4
105
103
Tachos
Tacho # 1 (Masa A)
V inic (m³)
V final (m³)
Bx1 (semilla B)
13,23
35,23
90,06
Bx2 (meladura)
Bx3 (masa A)
φ (volumen específico) kg/m³
t cocción (h)
64,28
92,6
1450
1,6
Tacho # 2 (Masa B)
V inic (m³)
V final (m³)
Bx1 (semilla C)
Bx2 (miel A)
Bx3 (masa B)
t cocción (h)
Tacho # 3 (Masa A)
V inic (m³)
V final (m³)
Bx1 (semilla B)
12,06
39,08
90,12
62,08
93,8
2,5
16,99
59,42
89,8
ANEXOS
Calculo de la cantidad de jugo de filtros
Jugo de filtros (t/d)
Calculo de Jugo mezclado
Jugo Mezclado (t/d)
Jugo Mezclado (kg/h)
523,296
4011,936
167164
Determinando la masa de lechada de cal
4ºBe
ρ(CaO)=1.029 Kg/L
36g CaO/L de lechada
500g CaO/t de caña
1,029
Kg de (CaO)
1840
Volumen de lechada de cal (L)
ρ(lechada)=m (lechada)/ V (lechada)
m (lechada) kg
m (lechada) t
51111,11
52593,33
52,59333
Calculo de la cantidad de jugo alcalizado
m (Jugo alcalizado) t/d
m (Jugo a calentadores 2,3,4) kg/h
4064,529
169355,4
Balance total en el clarificador
m (jugo que entra al clarificador) t/d
4064,548
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Bx2 (meladura)
Bx3 (masa A)
t cocción (h)
Tacho # 4 (Ampliado)
V inic (m³)
V final (m³)
Bx1 (ampliado)
Bx2 (miel B)
Bx3 (masa ampliado)
t cocción (h)
Tacho # 5 (Masa A)
V inic (m³)
V final (m³)
Bx1 (semilla B)
Bx2 (meladura)
Bx3 (masa A)
t cocción (h)
Tacho # 6 (Masa C)
V inic (m³)
V final (m³)
Bx1 (masa ampliado)
Bx2 (miel B)
Bx3 (masa C)
t cocción (h)
64,28
93,08
2
10,03
30,73
90,5
66,2
92,5
2
12,06
36,22
90,06
64,28
92,75
1,6
12,83
36,25
92,5
66,2
95,8
5
ANEXOS
Balance total en el filtro
Lodo (t/d)
633,696
Cálculo de la masa de jugo clarificado
m (Jugo claro) t/d
m (Jugo claro) kg/h
m( jugo al calentador 1)
3430,852
142952,2
142952,2
Balance Parcial en el 1 Pre-Evaporador
Jugo a la salida (kg/h)
101076,5
Balance Parcial en el 2 Pre-Evaporador
Jugo a la salida (kg/h)
Balance Total en los Pre-Evaporadores
Vapor Producido = Ext (kg/h)
66899,55
76052,6
Calculo del consumo de vapor en el Pre
Cp (jc)
0,927144
G (pre-evap) kg/h
74393,07
Calculo del consumo de vapor en el 1er vaso
Cp (j entrada)
Evaporación total (Vt)
G=S (1er vaso) kg/h
Economía
0,84432
37966,64
9800,8
3,873831
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Coeficiente de pérdidas
masa cocida A
masa cocida B
masa cocida C
(ζ)
1,1
1,2
1,3
Calentadores
Calentador # 1 (J Clarificado)
Masa de J Clarificado Kg/h
Cp (jc)
T (inic) ºC
T (final) ºC
P (vapor) Mpa
λ (vapor) kca/kg
Coeficiente de pérdidas
142952
0,92714
101
108
0,1
639
1,01
Calentador # 2 (J Alcalizado)
L-L
Masa de J Alcalizado Kg/h
Cp (ja)
T (inic) ºC
T (final) ºC
T (agua condensada) ºC
λ (agua sat) kca/kg
169355
0,9258
45
56
98
98,07
Calentador # 3 (J Alcalizado)
Masa de J Alcalizado Kg/h
Cp (ja)
T (inic) ºC
169355
0,9258
56
ANEXOS
Cálculo de consumo de vapor de los Tachos
Tacho # 1
P (inic) kg
W (inic) kg
P (final) kg
P (mat) kg
W (mat) kg
G (tacho1) kg/h
19183,5
526,1997
51083,5
45196,23
13822,43
9864,685
Tacho # 2
P (inic) kg
W (inic) kg
P (final) kg
P (mat) kg
17487
686,0571
56666
58161,05
W (mat) kg
19668,11
G (tacho2) kg/h
9769,999
Tacho # 3
P (inic) kg
W (inic) kg
P (final) kg
P (mat) kg
W (mat) kg
G (tacho3) kg/h
24635,5
868,1182
86159
87831,41
27176,03
15424,28
Tacho # 4
P (inic) kg
14543,5
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
T (final) ºC
P (vapor) Mpa
λ (vapor) kcal/kg
75
0,06
633,77
Calentador # 4 (J Alcalizado)
Masa de J Alcalizado Kg/h
Cp (ja)
T (inic) ºC
T (final) ºC
P (vapor) Mpa
λ (vapor) kcal/kg
169355
0,9258
79
101
0,1
639
Turbogeneradores
Turbogenerador # 1
N (producida) kw-h
N (termodinámica)
Ho
N (mec)
N (eléct)
N (tubo)
Pve (Mpa)
Tve (ºC)
λe kcal/kg
Pvs (Mpa)
Tvs (ºC)
λs kcal/kg
λ (ciclo adiabático ideal)
kcal/kg
4000
0,69793
130,4
0,9
0,9
0,91
1,72
340
745,4
0,12
130
654,39
ANEXOS
W (inic) kg
P (final) kg
P (mat) kg
W (mat) kg
G (tacho4) kg/h
314,4541
44558,5
41500,01
11799,46
7874,045
Tacho # 5
P (inic) kg
W (inic) kg
P (final) kg
P (mat) kg
W (mat) kg
G (tacho5) kg/h
17487
507,1701
52519
49816,09
15291,26
10861,42
Tacho # 6
P (inic) kg
W (inic) kg
P (final) kg
P (mat) kg
W (mat) kg
G (tacho6) kg/h
18603,5
640,8304
52562,5
48215,72
14897,55
4039,979
G (total de tachos) kg/h
57834,41
Cálculo de consumo de vapor en calentadores
G (Cal 1) kg/h
1466,414
G (Cal 2) (Agua condensada) kg/h
17586,23
615
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
Turbogenerador # 2
N (producida) kw-h
N (eléct) kw-h
2500
0,94
ANEXOS
G (Cal 3) kg/h
4747,44
G (Cal 4) kg/h
5452,045
Caldera
G (trabajo) kg/h
G (otros) kg/h
Coeficiente de pérdidas
T (gases) ºC
m (relación de aire empleado)
P (caldera) Mpa
Tv (caldera) ºC
λv (sobrec) kcal/kg
T (H2O alimentada) ºC
λ (agua sat) kca/kg
Coeficiente de pérdidas (α)
Coeficiente de pérdidas (β)
Coeficiente de pérdidas (γ)
110000
2772,26
1,1
230
1,5
1,93
350
749,6
115
115,24
0,99
0,93
0,93
G (total de calentadores) kg/h
11665,9
Cálculo de consumo de vapor en los turbos
G (Turbogenerador 1) kg/h
51279,4
G (Turbogenerador 2) kg/h
30685,81
G (Total de Turbogeneradores) =G(mp) kg/h
81965,21
Consumo de vapor de necesidades
tecnológicas
G (NT) kg/h
75859,48
Consumo de vapor por válvula reductora
G (VR) kg/h
%G (VR)
-3669,958
-3,971448
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
ANEXOS
Balance de calor
Q (caldera)
λv (sobrec) kj/kg
Vapor generado en la caldera
G (Caldera) kg/h
92408,56
3138,43
Q NT
Pv (escape) Mpa
0,12
λv (escape) kj/kg
λ H2O (sat) kj/kg
2675,37
417,46
Q (Pot)
λe kj/kg
λs kj/kg
3120,84
2683,5
Q (otros)
Pv (otros) Mpa
λv (otros) kj/kg
0,12
2683,5
Q (cond)
T H2O (cond) ºC
λ H2O (sat) kj/kg
98
410,61
VCN (Valor Calórico Neto) kcal/kg
Qp (calor sensible en los gases) kcal/kg bag
Qrecup kcal/kg bag
Qn (Calor necesario para obtener 1 kg de
vapor)
IG (índice de generación) kgv/kg bag
VCS (Valor calórico superior) kcal/kg
ηcal (Eficiencia total de las calderas) %
Vpsm (vapor producido según la molida) kgv/h
Vpsm (vapor producido según la molida) t/h
Bq (bagazo quemado) kg/h
Bq (bagazo quemado) t/h
Bs (bagazo sobrante) kg/h
ηcal (Eficiencia en las calderas) %
Balance de condensado
Ga (tec) kg/h
Ga (reposición) kg/h
% H2O (reposición)
1819,665
342,1991
1265,082
634,36
1,994265
2294,94
55,12483
116199,2
116,1992
46337,16
46,33716
11929,51
69,52278
73739,9
18668,66
20,20231
Balance de calor
Q (caldera) kj/h
Q (caldera) kj/s = Kw
2,9E+08
80560,38
Q NT kj/h
1,71E+08
Estudio del impacto del tiro directo de la caña en el rendimiento y la eficiencia energética
ANEXOS
Q NT kj/s = Kw
47578,76
Q (Pot) kj/h
Q (Pot) kj/s = Kw
35846723
9957,423
Q (otros) kj/h
Q (otros) kj/s = Kw
7439351
2066,486
Q (cond) kj/h
Q (cond) kj/s = Kw
30278340
8410,65
Q (Pérd) kj/s = Kw
12547,06
Pérdidas en %
% Pérdidas generales
% Pérdidas en proceso
% Pérdidas de potencia
% Pérdidas de otros
% Pérdidas en condensados
15,57473
59,05975
12,3602
2,56514
10,44018
Eficiencia térmica general %
84,42527
azuacar producida Tn/d
456,320