Proceso industrial actual de la Ronera Santa Cruz

• La Ronera Santa Cruz de la Corporación
Cuba Ron S.A. se encuentra ubicada en
el Municipio Santa Cruz del Norte, que
limita al norte con el mar Caribe, al
oeste con la bahía de Santa Cruz, al
este con la bahía Chipiona y al sur con
la Vía Blanca. Además posee un área
total de 35,1 hectáreas y un área
techada de 73788 m².
•La Ronera Santa Cruz de la Corporación
Cuba Ron S.A. tiene la misión principal de
garantizar la producción de rones
nacionales y de exportación a partir de los
aguardientes y alcohol producidos en sus
destilerias.
•A partir de la melaza de caña de azúcar se
obtiene por fermentación y destilaciónrectificación, alcohol “A” y aguardiente.
El aguardiente fresco se envía a añejar y
después de su añejamiento se convierte en
mezcla con alcohol y agua, en rones
frescos que a su vez se añejan
convenientemente. Los rones así añejados
se mezclan y ajustan en el área de
fabricación de rones para su embotellado
posterior y/o despacho a granel.
Director
General
Director
Adjunto
Auditor
Asesor
Juridico
Perfeccionamiento
Empresarial
Departamento
Laboratorio Central
e Investigación
Subdireccion de
Operaciones
Dpto Ventas
UEB Abastecimiento UEB Mantenimiento
e Inversiones
Subdireccion de
Economía
Subdireccion de
Recursos Humanos
Dpto. Contabilidad
UEB Servicios
UEB Ronera
Director UEB
UEB Destilerías
UEB Añejamiento
y Tonelería
UEB Energético
Trabajadores de la Ronera Santa Cruz:
Total de trabajadores: 555
Composición de trabajadores
10%
Profesionales
Tecnicos y
Obreros
90%
¿Qué significa producción más limpia?
Producción Más Limpia significa la aplicación continua de
una estrategia ambiental integrada y preventiva a
procesos y productos, en el orden de reducir riesgos a
los humanos y al medioambiente.
Para procesos productivos, la producción más limpia
incluye la conservación de materias primas y energía, la
eliminación de materias primas tóxicas, así como la
reducción en cantidad y toxicidad de todas las emisiones y
residuos antes de que abandonen el proceso.
Para productos, la producción más limpia se enfoca
hacia la reducción del impacto a lo largo del ciclo de vida
completo de un producto, desde la extracción de materias
primas hasta la disposición final del producto.
¿Cómo realizar una producción más limpia?
Tres pasos lógicos:
1) Inventario de las fuentes contaminantes
•
¿Dónde son generados los residuos y emisiones?
2) Evaluación de las causas
•
¿Por qué son generados esos residuos y
emisiones?
3) Generación de opciones
•
¿Cómo pueden ser eliminadas esos residuos y
emisiones?
¿Cómo realizar una producción más limpia?
La Producción Más Limpia es alcanzada
a través de:
• la aplicación de know-how
• desarrollando mejores tecnologías
• cambiando actitudes de trabajo
Las herramientas para lograr
una producción más limpia:
Protección Ambiental Preventiva Integrada
Minimización de residuos y emisiones
Nivel 1
Nivel 2
Reducción en
la fuente
Reciclaje
interno
Modificación
de productos
Buenas prácticas
de operación
Modificación
de procesos
Selección de
nuevo material
Reuso de residuos y emisiones
Nivel 3
Reciclaje
externo
Estructuras
Nuevas
tecnologías
Ciclos
Biogénicos
Materiales
Proceso industrial de la Ronera Santa Cruz:
La miel final de caña de azúcar procedente de los
centrales azucareros (materia prima fundamental),
se recibe en la fábrica en vagones de ferrocarril o en
camiones cisterna, estos son pesados en báscula
para conocer la cantidad de miel que se recibe en
la fábrica. Una vez pesada pasa a la zona de
descarga, donde la miel cae por gravedad en una
cisterna soterrada, desde la cual es bombeada a los
tanques de almacenamiento.
Proceso industrial de la Ronera Santa Cruz:
Desde los tanques, la miel es succionada por una
bomba para ser enviada a proceso. Pero para ser
utilizada, previamente es diluida en un disolutor
estático con agua de proceso, con el fin de
disminuir su concentración y hacer factible la
degradación de los azúcares por las levaduras.
El proceso de fermentación comienza en el
laboratorio, donde se prepara el medio de cultivo
puro
de
levadura
en
un
reactor
de
aproximadamente 17 litros (carlsberg), que será
inoculado al proceso.
Proceso industrial de la Ronera Santa Cruz:
La primera etapa del proceso industrial comienza
en los cultivadores, en los que el medio de cultivo
está compuesto por miel diluida a un brix entre 11,5
y 13,5, más sales nutrientes (generalmente sulfato
de amonio y fosfato diamónico) y antiespumante.
Este medio es esterilizado mediante vapor indirecto
a través de una camisa exterior del cultivador
durante 1 hora después de alcanzar los 120 °C y 1
atmósfera de presión.
Proceso industrial de la Ronera Santa Cruz:
Una vez esterilizada dicha dilución se procede a
su enfriamiento mediante circulación de agua por
dicha camisa, hasta que se alcance la temperatura
de 30 - 32°C (temperatura óptima de la
fermentación). A continuación se inocula el
carlsberg preparado en el laboratorio, comenzando
así la propagación de la levadura a nivel industrial
mediante una fuerte aeración del medio, de aquí se
pasa a la etapa de prefermentación y fermentación.
Proceso industrial de la Ronera Santa Cruz:
En los fermentadores es donde se realiza la
función principal del taller, que es la producción de
alcohol o aguardiente mediante el proceso de
fermentación en condiciones anaerobias. El
fermentador se carga con miel diluida y el
prefermentador hasta llenarlo. Este proceso dura
alrededor de 24 horas como promedio.
Proceso industrial de la Ronera Santa Cruz:
Las mieles fermentadas, conocidas con el nombre de
batición, al salir de la sala de fermentación pasa a la
columna de destilación donde se obtiene el alcohol.
Durante el proceso de destilación se vierten dos tipos de
desechos, uno conocido como flema y el otro es la
vinaza o mosto a 108°C y con un 0,02 % alcohólico.
Con el alcohol y el aguardiente se elabora el ron que
incluye su añejamiento. Los rones bases añejados se
mezclan y ajustan para su embotellado y despacho a
granel.
Adicionalmente se genera, purifica y licúa el gas
carbónico en la destilería.
Proceso industrial actual de la Ronera Santa Cruz:
Fermentación:
Destilación:
Carlsberg
Columnas de
Alcohol:
Aguas de
limpieza
1.Destiladora
Cultivos
Condensadores
Alcohol
2.Rectificadora
Materias Primas:
Pre
Crema
residual
Aire
Fermentadores
3.Depuradora
4.Concentradora
5.Purificadora
Añejamiento
Nutrientes
Almacenaje
de vino
fermentado
Mieles de caña
Petróleo
residual
Calderas
Tratamiento
de Agua
Agua Cruda
Mostos residuales
+ flema
Aguardiente
vapor
Planta de
Recuperacion
de CO2
Columna de
Aguardiente
Mostos residuales
Condensadores
En la búsqueda de las herramientas apropiadas
para lograr la aplicación de una producción más
limpia, se pueden caracterizar las entradas y
salidas del proceso productivo con el siguiente
enfoque:
ENTRADAS:
Agua
Energía
Materias
Primas
SALIDAS:
Proceso
Industrial
de
Fabricación
del Ron
Productos (intermedios)
Emisiones gaseosas
Residuos líquidos
Residuos sólidos
Entradas al proceso:
Agua
Características físico-químicas del agua que
se recibe:
Color--------------------------------- Transparente
Olor---------------------------------- Inodora
Sabor-------------------------------- Insípido y agradable
pH------------------------------------ 6,5 – 8,0
Turbidez------------------ No detectable a simple vista
Materias en suspensión-------- Menor de 30 mg/L
Cloro residual--------------------- 0,1 – 0,3 mg/L
Dureza------------------------------ 250 – 350 mg/L
Entradas al proceso:
Energía
Características:
Existe un plan energético para el ahorro de petróleo y
electricidad, obteniéndose los consumos que se
relacionan a continuación:
REAL 2002
PORTADORES ENERGETICOS
PLAN 2002
Electricidad (MWh)
3405.7 3396.3
6397.1 6228.6
193.5 180.04
21.5
23.4
1189579.0 1591235.6
Petróleo (Ton)
Diesel (Ton)
Gasolina (Ton)
Agua (m3 de agua cruda)
Entradas al proceso:
INDICE DE CONSUMO DE
PORTADORES ENERGETICOS
Electricidad (consumo/HL
físicos totales)
Petróleo (consumo/HL físicos
totales)
Agua (m3 de agua cruda/ HL
físicos totales)
Energía
PLAN
2002
REAL
2002
8.7
8.6
18.2
18.2
2.8
3.76
Entradas al proceso:
Materias Primas
PLAN 2002
REAL 2002
462
498
Botellas
12.30
12.16
Cajas
1.02
1.03
Etiquetas
12.4
12.46
Contra Etiquetas
12.4
12.10
Collarín
12.4
12.1
Tapa
12.4
12.3
Pegamento Tumberline
0.017
0.022
Pegamento Holmet
0.019
0.012
Intensidad energética (ton./miles HL)
22.0
21.9
INDICE DE CONSUMOS
Miel
Salidas del proceso: Residuales líquidos
Compuestos principalmente por aguas de limpieza de todas las etapas,
aguas de la regeneración de suavizadores de la Planta de Acondicionamiento
de agua, flemaza de destilación y en mayor volumen, vinazas procedentes de
la primera etapa de destilación:
Composición de residuales líquidos en la Ronera
Santa Cruz (2001)
7%
Vinazas
12%
Residuales de la
Planta de Aguas
Aguas de lim pieza
13%
68%
Flem aza de
dstilacion
Salidas del proceso: Residuales líquidos
Características de las vinazas procedentes de la etapa de
destilación:
Medio
Máximo
Mínimo
Muestras
Flujo (m3/día)
1900
3197
1100
15
DBO 5 (mg/L)
38814
62218
17811
15
DQO (mg/L)
83228
123480
43744
15
4.17
4.90
3.01
20
Acidez volátil (mg/L)
25120
49500
6000
20
ST (mg/L)
61700
116800
14650
20
STV (mg/L)
44000
83800
9000
20
STF (mg/L)
17340
34380
5650
20
N. (%)
0.075
0.15
0.01
20
P. (%)
0.10
0.25
0.014
20
K. (%)
0.27
0.29
0.26
20
Parámetro
pH
Salidas del proceso: Residuales líquidos
La agresividad de los residuales de las destilerías
hace que para su tratamiento se deba realizar una
inversión inicial muy costosa.
Es por ello que en el año 1985 se determinó utilizar
una fórmula de uso común a nivel mundial hasta ese
momento, para conseguir una satisfactoria
evacuación de los mismos con un gasto razonable
que no elevase sensiblemente los costos de
producción. Dicha fórmula fue la dilución de los
residuales en el mar.
Salidas del proceso: Residuales líquidos
Por esta razón se adoptó como solución un emisario
submarino que conduce los residuales hasta un punto
dentro del mar, a una distancia que garantiza que la
zona o cono de contaminación que se produce no es
secante a la línea de la costa. Se fijó como límite de
esta zona la isolínea de 20 mg/l de DBO. El sector
donde se hace el vertimiento se declaró sin
importancia económica relevante y además no hay
zonas de playas a menos de 10 km.
Salidas del proceso: Residuales líquidos
En la Ronera Santa Cruz, los residuales líquidos de
las destilerías no se comercializan en la actualidad,
aunque la vinaza en general, pudiera ser usada en la
fertilización de los suelos, alimento animal o en una
fermentación anaerobia para la obtención de biogás y
generación de energía.
La mayor potencialidad para el logro de
producciones más limpias en la Ronera, además del
esfuerzo permanente para la
reducción de los
consumos
materiales
y
energéticos
puede
concentrarse en la principal fuente de afectación
ambiental, las vinazas de destilación.
Salidas del proceso: Residuales sólidos
Existe un contrato de compra-venta de materias
reciclables:
üBotellas – Se venden a $ 25.00 MN / Ton
üNylon – Se vende a $ 220.00 MN / Ton
üCartón – Se vende a $ 30.00 USD /Ton
üChatarra de acero – Se vende a $ 200.00 USD / Ton
üChatarra de cobre – Se vende a $ 495.00 USD / Ton
Salidas del proceso: Residuales sólidos
Crema de levadura
Composición:
Alcohol
3%
3%
17%
Otras
sustancias
secas
Levadura
Agua
77%
Salidas del proceso: Emisiones gaseosas
La Ronera solamente genera emisiones
gaseosas en las Calderas para Producción de
Vapor. Se cuenta con 4 de ellas, sus
chimeneas cumplen con los requerimientos
establecidos por proyectos y normas técnicas,
para que tengan un impacto mínimo al medio
ambiente. En la instalación se trabaja
constantemente para que estos equipos
trabajen en forma eficiente.
Principales problemas de la instalación
con influencia sobre el medioambiente
y la eficiencia productiva:
Los residuales de la Ronera representan una
contaminación física producida por las altas
temperaturas con que abandonan la zona productiva y
que salen entre 40 y 100 °C aproximadamente; y
química debido a su bajo pH y alto contenido en
materia orgánica y sólidos en suspensión. Por lo que
existe el riesgo de que en caso de ser deficiente el
funcionamiento del emisario, se afectaría la zona
costera.
Red de alcantarillado deficiente.
No se recupera la crema de levadura, dificultades en
el transporte para ser empleadas como forraje animal.
Principales problemas de la instalación
con influencia sobre el medioambiente
y la eficiencia productiva:
Falta de financiamiento para disponer de forma
diferente los residuales líquidos (vinazas). Ej: Empleo
de digestión anaerobia para la producción de biogás y
tratamiento de los sólidos generados, para su empleo
como fertilizante en la agricultura, vía más factible y
con posibilidades de recuperación económica.
En ocasiones, mala calidad de las mieles de caña
recibidas como materias primas.
8 % de pérdidas de evaporación de alcohol por año
en los barriles de añejamiento, debido a hermeticidad
deficiente en los tapones.
Con el fin de lograr una producción
más limpia en la Ronera Santa Cruz:
La Corporación CUBARON S.A. ha decidido trazar una
nueva estrategia de trabajo, incluyendo cambios de
tecnología en la Ronera Santa Cruz.
El equipo de trabajo del Punto Focal IIIA de la Red
Nacional de Producción Más Limpia (RNPML) en Cuba,
realizó una asesoría en PML en la Ronera Santa Cruz,
sugiriendo una serie de medidas a implementar en la
instalación como resultado de la misma.
Se decidió formar un equipo de PML en la Ronera Santa
Cruz, integrado por miembros de la empresa, que
impulsarán la implementación de las medidas más
convenientes y la estrategia corporativa que conlleven a
lograr una producción mas limpia en la ronera.
Combinación de la estrategia corporativa y medidas
sugeridas por el equipo de trabajo del Punto Focal IIIA
de la RNPML para lograr una producción más limpia en
la Ronera Santa Cruz:
Concentración de recursos energéticos en una sola
instalación al desaparecer la destilería vieja (Actualmente la
Ronera posee dos destilerías en funcionamiento). De esta
forma se evita el doble trasiego de recursos y transportación.
Exigencia contractual en los requerimientos de calidad de
las materias primas y materiales auxiliares.
Optimizar el uso de vapor hasta 250 kg/HL Alcohol “A”.
Chequear periódicamente el mantenimiento de tuberías,
válvulas y columnas con vistas a eliminar salideros (válvulas
en la etapa de rectificación, pobre o inexistente aislamiento
en los manifolds de vapor; tubería principal, válvulas de
control y trampas de vapor en la Casa de Calderas).
Combinación de la estrategia corporativa y medidas
sugeridas por el equipo de trabajo del Punto Focal IIIA
de la RNPML para lograr una producción más limpia en
la Ronera Santa Cruz:
Chequear el consumo actual de vapor, especialmente en la
etapa de rectificación y compararlo con los datos de diseño
de la instalación.
Chequear la limpieza de los intercambiadores de calor,
para mejorar la transferencia de energía.
Acondicionar la destilería para sustituir la melaza como
materia prima por alcohol flema. Esto posibilita además la
desaparición de la etapa de destilación del mosto, y las
consecuentes paradas por limpieza mecánica de la columna.
Reducir el residual contaminante de la destilería sólo al
generado por la producción de aguardiente y llevarlo al
emisario submarino.
Combinación de la estrategia corporativa y medidas
sugeridas por el equipo de trabajo del Punto Focal IIIA
de la RNPML para lograr una producción más limpia en
la Ronera Santa Cruz:
Chequear el posible reuso de flemaza dentro de la
instalación, ya sea para procesos de lavado, o
aprovechamiento del calor.
Garantizar una producción de 20 MML/año de alcohol
superfino en la destilería.
Redimensionar todos los aspectos necesarios dentro
de la destilería con el objetivo de cumplimentar una
calidad estable y minimizar la producción de efluentes
industriales y su carga contaminante; así como los
consumos de agua y materias primas.
Combinación de la estrategia corporativa y medidas
sugeridas por el equipo de trabajo del Punto Focal IIIA
de la RNPML para lograr una producción más limpia en
la Ronera Santa Cruz:
Desarrollar de forma sostenida una ecocultura que
impida a tiempo toda agresión al medio ambiente y
promueva la necesaria armonía con el entorno.
Posibilitar la capacitación de directivos y técnicos de
la instalación en relación a enfoques, conceptos,
herramientas y métodos para implementar una
producción más limpia en la instalación. Invitación a
Seminarios, Talleres sobre ahorro de energía y
transferencia de tecnologías a efectuarse por la Red
Nacional de PML, con apoyo de ONUDI.
Combinación de la estrategia corporativa y medidas
sugeridas por el equipo de trabajo del Punto Focal IIIA
de la RNPML para lograr una producción más limpia en
la Ronera Santa Cruz:
Explorar posibilidades para mejorar el sellaje de los
barriles de añejamiento del ron, y así evitar pérdidas por
evaporación.
Explorar posibilidades de reuso del agua de
regeneración de los suavizadores.
Composición de la estrategia corporativa y medidas
sugeridas por el equipo de trabajo del Punto Focal IIIA
de la RNPML para lograr una producción más limpia en
la Ronera Santa Cruz:
Cam bios Tecnologicos
13%
6%
19%
6%
Cam bio en Materias
Prim as o Recurso
Energetico
Buenas Practicas de
Operacion
56%
Reuso Interno de
Residuos
Reuso Externo de
Residuos
Beneficios esperados por la aplicación de
medidas que implican cambios tecnológicos y de
materias primas:
Estas medidas pueden sintetizarse en:
“Producir en un futuro (antes del 2005)
alcohol solamente a partir de alcohol
flema y aguardiente con melaza.”
Recordando el proceso industrial
actual en la Ronera Santa Cruz...
Proceso industrial futuro de la Ronera Santa Cruz:
Fermentación:
Carlsberg
Materias Primas:
Destilación:
Aguas de
limpieza
Columnas de
Alcohol:
1.Rectificadora
Cultivos
Condensadores
Alcohol
2.Depuradora
Alcohol flema
Pre
Crema
residual
Aire
3.Concentradora
4.Purificadora
Añejamiento
Fermentadores
Nutrientes
flema
Almacenaje
de vino
fermentado
Mieles de caña
Petróleo
residual
Calderas
Tratamiento
de Agua
Agua Cruda
Aguardiente
vapor
Planta de
Recuperacion
de CO2
Columna de
Aguardiente
Mostos residuales
Condensadores
Balance para el proceso industrial actual de la
Ronera Santa Cruz:
Bases de cálculo (año 2002):
üÍndice de consumo de agua = 0.174 m³ de agua/ m³ de batición
üEficiencia en destilación = 98 %
ü5 % alcohólico en la batición
üÍndice de generación de vinaza = 1.1696 m³ de vinaza/ m³ de batición
para alcohol
üÍndice de generación de vinaza = 1.049 m³ de vinaza/ m³ de batición
para aguardiente
üÍndice de generación de vapor = 76.36 kg fuel oil/ Ton. vapor
üPrecio de Miel de caña = $ 64.96/ Ton.
üPrecio de Vapor = $ 26.85/ Ton.
üPrecio de petróleo = $ 213.14/ Ton.
Balance para el proceso industrial actual de la
Ronera Santa Cruz:
Para una producción de:
30 000 L de Alcohol “A” a 96°
33 000 L de aguardiente a 75°
Productos
Plan de
Producción
(L/día)
Batición
requerida
(m³/día)
Vinaza
generada
(m³/dia)
Alcohol
30 000
632
739.2
Aguardiente
30 000
505
529.7
1137
1268.9
Total
Balance para el proceso industrial actual de la
Ronera Santa Cruz:
Para una producción de:
30 000 L de Alcohol “A” a 96°
33 000 L de aguardiente a 75°
Consumos de
Alcohol
Aguardiente
Miel (Ton/dia)
142
110
252
16369.92
Vapor (Ton/dia)
225
50
275
7383.75
Petroleo (Ton/dia)
17.18
3.82
21
4475.94*
Agua (m³/dia)
451.4
360.7
812.1
243.63
Total ($/dia)
Total
Costos ($/día)
23997.3
* No se incluye el petróleo en el costo total al estar incluido en el
costo del vapor.
Balance para el proceso industrial futuro de la
Ronera Santa Cruz:
Para una producción de:
30 000 L de Alcohol “A” a 96°
33 000 L de aguardiente a 75°
Productos
Plan de
Producción
(L/día)
Alcohol
30 000
Aguardiente
30 000
Total
Batición
requerida
(m³/día)
Vinaza
generada
(m³/dia)
459.2
481.7
459.2
481.7
Balance para el proceso industrial futura de la
Ronera Santa Cruz:
Para una producción de:
30 000 L de Alcohol “A” a 96°
33 000 L de aguardiente a 75°
Consumos de
Alcohol
Miel (Ton/dia)
Aguardiente
Total
Costos ($/día)
119
119
7730.24
Vapor (Ton/dia)
151.55
45.45
197
5589.45
Petroleo (Ton/dia)
11.57
3.47
15.1
3218.41*
328
328
98.4
Agua (m³/dia)
Total ($/dia)
13118.09
* No se incluye el petróleo en el costo total al estar incluido en el
costo del vapor.
Comparación entre el proceso industrial
actual (2002) y el futuro (<2005):
Flemaza (m3/día)
Residuales (m3/día)
Agua (m3/día)
Petróleo (Ton/día)
Vapor (Ton/día)
Miel(Ton/día)
0
250
500
750
1000
1250
Unidades
Producción Futuro
Producción Actual
1500
Comparación entre el proceso industrial
actual (2002) y el futuro (<2005):
% de Disminución
Costo ($/día)
Flemaza (m3/día)
45.3
0.0
62.0
Residuales (m3/día)
59.6
Agua (m3/día)
Petróleo (Ton/día)
28.1
Vapor (Ton/día)
28.4
Miel(Ton/día)
52.8
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
Imágenes de la visita realizada a la
Ronera Santa Cruz, como parte de
un Taller-Entrenamiento celebrado
con apoyo de ONUDI en Octubre
2001, para los futuros expertos
nacionales en producción más
limpia de la Red Nacional de PML
de Cuba.