Escuela Superior de Ingenieros Industriales de Sevilla Proyecto Fin de Carrera: PLANTA DE REFINO DE ACEITES VEGETALES Realizado por: José Luis Arroyo Ruiz D.N.I. 52486260-F 0 INDICE DEL PROYECTO 1. MEMORIA. 1.1. Memoria descriptiva y justificativa…………………………...3 1.1.1. Presentación del Promotor.......................................................4 1.1.2. Antecedentes y actividades de la empresa................................5 1.1.3. Objetivo del proyecto.................................................................5 1.1.4. Situación...................................................................................6 1.1.5. Capacidad de la planta. Flujos de Materia...............................8 1.1.6. Descripción del proceso químico: El REFINO.........................8 1.1.7. Especificaciones de materias primas y productos in&out.......12 1.1.8. Descripción de los equipos......................................................19 1.1.9. Medio ambiente........................................................................75 1.1.10. Electrificación de Baja Tensión.............................................95 1.1.11. Legislación aplicable al proyecto..........................................96 1.1.12. Bibliografía............................................................................99 1.1.13. Anexo de productos tóxicos y peligrosos...............................99 1.2. Memoria de Cálculo…………………………………………..100 1.2.1. Introducción...........................................................................101 1.2.2. Proceso Industrial...................................................................104 1.2.2.1. Fundamento…………………………………………..…105 1.2.2.2. Descripción del proceso y Diagrama de Flujos………....160 1.2.2.3. Balance de Materia……………………………………...167 1.2.2.4. Balance de Energía……………………………………...190 1.2.2.5. Dimensionado de los Equipos…………………………..194 1.2.2.6. Análisis hidráulico……………………………………....221 1.2.2.7. Diagrama de flujos……………………………………...234 1.2.2.8. Diagrama P&I. ………………………………………....234 1 1.2.3. Vacío......................................................................................235 1.2.4. . Nitrógeno.............................................................................239 2. PLANOS………………………………………………………………..264 2.1.1. Paraje de las Moradillas. Situación, emplazamiento y parcela. 2.1.2. Diagrama de Flujo. 2.1.3. Esquema Balance de Materia. 2.1.4. Esquema Balance de Energía. 2.1.5. Diagrama P&I. 2.1.6. Distribución de equipos en planta. 2.1.7. Detalle de cristalizador y decantador. 3. PLIEGO DE CONDICIONES……………………………………..…265 4. PRESUPUESTO………………………………………………………288 2 1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA Y JUSTIFICATIVA 3 1.1.1. Presentación del promotor. Oleícola "El Tejar" Ntra. Sra. de Araceli S.C.L. es una Cooperativa de 2º grado (Cooperativa de Cooperativas) que tiene por objeto social principalmente la transformación y comercialización de subproductos oleícolas. Está formada por los siguientes miembros: - 90 Cooperativas Olivareras. - 1 Sociedades Agrarias de Transformación. - Asociados Industriales (que forman Agrupación de Almazareros S.C.A.). - 17 Socios de la sede de Baena (que forman Oleícola El Tejar Norte S.C.A. ). Total al día de la fecha 144 empresas Asociadas. Agrupa alrededor de 40.000 agricultores olivareros que explotan unas 300.000 Ha. en las provincias de Córdoba, Jaén, Málaga, Sevilla, Granada, Cádiz y Badajoz. En la actualidad posee 6 sedes territoriales en: - EL TEJAR (T.M. de Benamejí) - PALENCIANA - CAÑETE DE LAS TORRES - PEDRO ABAD - BAENA De la provincia de Córdoba, y - ALGONODALES, de la provincia de Cádiz. En la campaña 2.002/2.003 ha procesado 1.000.000 Tm de orujo. Haciendo constar además, que la Cooperativa está en constante evolución, agrupando cada vez más socios, pues los subproductos necesitan de la unión y de las "economías de escala" derivadas, para hacer viable su transformación y aprovechamiento. 4 1.1.2. Antecedentes y actividades de la empresa. Oleícola "El Tejar", en sus ánimos de buscar nuevas tecnologías que revaloricen el subproducto oleícola, no se ha limitado exclusivamente a la extracción de orujos, sino que realiza innovadoras actividades que la han hecho líder en el sector. Entre éstas actividades, podemos enumerar: - Extracción de aceite de orujo por procedimientos físicos (decanter). - Producción de energía eléctrica con centrales térmicas de biomasa procedente del subproducto oleícola. - Obtención de carbón activo, a partir del hueso de la aceituna. - Producción de carbón vegetal. - Aprovechamiento de ramones, hojas y leña de olivo. - Obtención de ésteres metílicos de aceites vegetales utilizados como biocombustible (en desarrollo). - Producción de abono orgánico a partir de la pulpa extractada. - Obtención de concentrado de Alpechín. - Producción de pienso a partir de la pulpa de orujo y del concentrado. 1.1.3. Objetivo del proyecto. Dadas las producciones de aceite, tanto de orujo como de girasol que tiene la entidad según los datos suministrados anteriormente, la comercialización de aceites de orujo y de girasol crudos produce un gran valor añadido en destino. Es deseo de la empresa que dicho valor añadido se produzca en origen, con las siguientes ventajas: ¾ Poder ofrecer al mercado otros productos diferentes del aceite crudo. ¾ Asumir otras fases productivas del proceso de obtención de aceites comestibles. 5 ¾ Aprovechar los subproductos y derivados del proceso de refinación. ¾ Completar el ciclo productivo desde la recepción de semilla u orujo hasta la producción de aceite apto para el consumo. ¾ Satisfacer la demanda de clientes tradicionales de aceite crudo que solicitan el producto refinado. ¾ Generar puestos de trabajos directos e indirectos. ¾ Aumentar la rentabilidad del proceso en beneficio de sus socios componentes y en último lugar de los agricultores que aportan sus producciones. 1.1.4. Situación. El proyecto se realizará en unos terrenos de 238.700 m5, distantes 2 Km del centro urbano de PALENCIANA (Córdoba) de este mismo Término Municipal, con acceso por la carretera de El Tejar a Palenciana. Si bien tal carretera divide a la parcela, es en la margen izquierda (dirección Tejar a Palenciana) donde se realizarán la mayoría de las construcciones. El paraje es conocido por “LAS MORADILLAS”. Véase plano nº 2.1.1. En dicho paraje también se cuenta con la existencia entre sus instalaciones de una planta de extracción de aceite de orujo de oliva por medios físicos (decantación), con una capacidad de 1.300 Tm/día, que suponen 325.000 Tm anuales. Posee una capacidad de almacenamiento de orujo de 227.000 m³ en diversas balsas. 6 En colaboración con la Compañía Sevillana de Electricidad ha instalado en ésta misma sede de Palenciana una Central de Cogeneración de Energía Eléctrica que utiliza como biocombustible residuos oleícolas y que produce 12'4 MW/h. Éste proyecto fue premiado y distinguido por la CEE con el título de “Altamente Recomendado” en la convocatoria de los European Better Environment Awards for Industry, en 1.996. También en Palenciana posee otra Central Eléctrica de autogeneración de 5'7 MVA, la cual posee un sistema de condensación de vapor basado en un evaporador, que al mismo tiempo elimina los efluentes de la planta de extracción de aceite antes descrita. Así mismo, en el Complejo Agroindustrial de Palenciana existen: Fábrica de carbón activo para 1000 Tm /año. Secadero de orujo para 25 Tm/hora. Y las siguientes construcciones (Total 1.890 m2): - Nave de proceso 60 x 20 = 1.200 m2 - Nave Taller 25 x 10 = 250 m2 - Nave I + D (Almazara 2.000) 25 x 10 = 250 m2 - Servicios y vestuarios 15 x 10 = 150 m2 - Caseta báscula y laboratorio 40 m2 7 1.1.5. Capacidad de la planta (flujos de materia). Se proyecta una Refinería de aceites vegetales para obtener al día 120 Tm de aceite refinado, con una estimación total anual entre aceites refinables de oliva (lampantes), orujo y girasol de 30.000 Tm. 1.1.6. El proceso químico: El REFINO. o Introducción.En la memoria de cálculo (capítulo 2.1 Proceso Industrial) se describen con detalle las fases y equipos del proceso industrial que proyectamos. Donde también se incluye un esquema completo del proceso. En este capítulo solo resumimos las fases operativas que allí se desarrollan. o Generalidades.Los aceites y las grasas son substancias de origen vegetal o animal que consisten, predominantemente en mezclas de triglicéridos. Las grasas y aceites brutos, obtenidos por prensado o extracción con disolvente, contienen cantidades variables de impurezas no glicéricas. Algunas de estas impurezas, como los esteroles son incoloros, inodoros, estables e inertes para todos los usos prácticos y pasan inadvertidos; otros, como los tocoferoles, realizan la importante función de proteger el aceite contra la oxidación, por lo que son beneficiosos para el aceite y no conviene eliminarlos; sin embargo, la mayoría de las restantes impurezas son perjudiciales, ya que tienden a intensificar el color del aceite, a producir espumas o humos y a precipitar, cuando el aceite se calienta, en las subsiguientes operaciones del proceso. También acompaña a los aceites brutos cierta cantidad de ácidos grasos libres que hay que eliminar en aras de la buena calidad del aceite. 8 a) Desgomado. Casi la totalidad de los aceites de semillas contienen fosfátidos, llamados lecitinas. Estos, deben ser extraídos de los aceites dado que su presencia origina muchos inconvenientes en el almacenamiento, refinación y conservación de los mismos, tales como: - Decantaciones en los tanques de almacenamiento. - Pérdidas elevadas en refinación. - Dificultad de conservación. - Formación de espumas al calentar el aceite. El proceso de desgomado consiste, a groso modo, en un calentamiento del aceite, la adición de una solución de ácido fosfórico, la mezcla por agitación del aceite y el ácido y su centrifugación para la separación de las gomas, coaguladas de esta forma. b) Neutralización. La neutralización de los aceites y de las grasas se efectúa generalmente saponificando los ácidos grasos libres con una solución de hidróxido sódico o, más raramente, con otras soluciones (hidróxido potásico, carbonato sódico... etc.) y separando, por medios físicos (decantación, centrifugación) los jabones insolubles precipitados en los aceites. Para tener menos pérdidas de aceite en la neutralización, ésta suele hacerse, en los aceites de elevada acidez, en dos etapas. Algunos aceites, como el de oliva, de baja acidez, no necesitan un proceso químico para su neutralización, les basta con una desodorización neutralizante, es decir, los ácidos libres son destilados en el proceso de desodorización. 9 c) Descerado. El proceso de descerado tiene por objeto separar aquellos glicéridos de más alto punto de fusión que originan enturbiamiento y aumento de viscosidad en los aceites al bajar la temperatura, y consiste en precipitar en forma de cristales, en determinadas condiciones de temperatura-tiempo, los glicéridos saturados causantes del enturbiamiento. d) Lavado. Para obtener aceites libres de jabones después de las operaciones de desgomado, neutralización y descerado, se debe proceder a un enérgico lavado del aceite con agua caliente ya que los jabones son siempre parcialmente solubles en el aceite neutro. e) Secado. Para eliminar las trazas de humedad suele someterse a los aceites a un secado a vacío. f) Decoloración. Los aceites suelen poseer sustancias colorantes heredadas de los frutos de los que se obtienen. Entre ellas podemos destacar los colores rojos debidos a los carotenoides; los amarillos, debidos a las xantofilas o los verdes, debidos a las clorofilas. El procedimiento más usado es hacer absorber las sustancias colorantes por tierras especiales o carbón activo. 10 g) Winterizado de pulido. En muchos casos, después de la decoloración, suele hacerse una nueva invernación del aceite para eliminar las últimas trazas de ceras que pudieran formar una pequeña nube en la botella al enfriarse. En esto consiste la winterización de pulido. h) Desodorización. Todavía es necesario eliminar las sustancias que proporcionan olores desagradables, y ésta es la finalidad de la desodorización. Esta, se lleva a cabo mediante la destilación de las sustancias malolientes bajo vacíos 2-3 mm de mercurio y con inyección de vapor vivo, debido a que las sustancias que confieren mal olor al aceite suelen ser más volátiles que los triglicéridos. 11 1.1.7. Especificaciones de materias primas y productos (in&out). La aceituna es el fruto de un árbol de la familia de las Oleáceas, originario de la cuenca mediterránea y que se cultiva en casi todos los países de esta zona. En el último siglo se han plantado olivos en California, en América Central y del sur y en algunas zonas de Australia. La producción de aceitunas por hectárea varía notablemente, con límites entre 300 y 1000kg. La aceituna es una drupa oval, de sección circular y de unos 15-30 mm de largo y 15-20 mm de diámetro. El fruto se compone de las siguientes partes: - Piel, verdinegra (según maduración); - Pulpa, verdiblanca; - Hueso, amarillo-marrón, duro; - Almendra, blancoamarillenta. La composición del fruto fresco presenta los siguientes límites: - Piel, del 1 al 2 por 100; - Pulpa, del 63 al 86 por 100; - Hueso, del 10 al 30 por 100; - Almendra, del 2 al 6 por 100. El aceite se encuentra contenido fundamentalmente en la pulpa, y el porcentaje de aceite en el fruto oscila entre el 20 al 30 por 100, llegando a veces al 35 por 100. El contenido de agua oscila entre el 35 y el 50 por 100. En la figura 1 se representa la cuenca mediterránea con las áreas de cultivo del olivo. 12 Figura 1 El esquema de proceso de la aceituna se recoge en la figura 2. ACEITUNAS LAVADO TRITURACIÓN PRENSADO ORUJO ACEITE DE PRENSAS SECADO CENTRIFUGACIÓN ACEITE VIRGEN DE OLIVA EXTRACCIÓN POR SOLVENTE ACEITE DE ORUJO ORUJO Figura 2 13 Los productos obtenidos del procesado de la aceituna son: - Aceite de oliva, del 15% al 22%; - Orujo (con un 5% al 19% de aceite), del 30% al 40%; - Agua de vegetación, del 35 al 45%. El orujo virgen fresco tiene la siguiente composición: - Agua, del 20% al 30%; - Grasa, del 6% al 10%; - Piel, del 7% al 8%; - Hueso, del 35 al 45%; El aceite de oliva virgen se comercializa directamente, mientras que el aceite de orujo puede tener dos destinos: el de baja o media acidez se refina y se hace comestible (objeto del proyecto a desarrollar); el de alta acidez se utiliza normalmente para jabón. También será necesario refinar aceites de prensa (lampantes), por tener una excesiva coloración, y acidez. Los aceites de semillas tienen composición y naturaleza similar a la del orujo con pequeñas diferencias y por tanto se tratarán como él. El orujo y los aceites de semilla se caracterizarán por su contenido en ceras, que son glicéridos de elevado peso molecular y temperatura de fusión. Para la obtención de una producción de 120 Tm/día de aceite refinado de composición apta para el consumo humano, tomando como representativa la siguiente: 14 Aceite 99,965 % Lecitinas 2 ppm a.g.l. 0,03 % Jabón X Ceras 40 ppm Humedad X Pigmentos 0,02 ppm Volátiles 10 ppm Hexano 1 ppm En una refinería de aceite vegetal como ya hemos expuesto a lo largo del fundamento del proyecto consta de siete procesos, cada se lleva acabo bajo unas condiciones de operación, una serie de componentes introducidos y una serie de componentes eliminados. El refino es la eliminación de esos componentes no deseables, por lo que un buen refino se conseguirá con una eficiencia en estas separaciones y siempre asegurando unas pérdidas de aceite pequeñas. En la tabla siguiente se muestran los componentes eliminados e introducidos correspondientes a cada uno de los procesos del refino de aceites vegetales: 15 PROCESO COMPONENTES ELIMINADOS COMPONENTES INTRODUCIDOS ------------ a.g.l. Almacenaje - Gomas Fosfátidos Glicolípidos Proteínas Neutralización - a.g.l. Fosfátidos residuales Subproductos oxidantes Componentes metálicos Insecticidas organofosforosos Agua Jabón Descerado - Cera Sustancias insolubles a baja Tª Agua Solución electrolítica o Sosa Lavado - Jabón Trazas de Fosfátidos residuales - Agua - Pigmentos (clorofila y carotenos) Jabón HC policíclicos Desgomado Secado Decoloración - Desodorización - a.g.l. Sabor Pesticidas organoclórico Esteroles y tocoferoles Peróxidos y subproductos degradados Ácido fosfórico Agua Agua ----------- Peróxidos son destruidos y se forman isómeros de doble enlace Isómeros Dímeros 16 Teniendo en cuenta los procesos que en el refino de aceite se tienen que llevar a cabo, el balance de materia necesario para obtener dicho aceite a partir de un aceite de orujo (caso más desfavorable que el aceite de oliva lampante) de composición representativa: Aceite 96,965 % Lecitinas 1,5 % a.g.l. 6% Jabón X Ceras 600 ppm Humedad 0,2% Pigmentos 12 ppm Volátiles 2000 ppm Hexano 200 ppm Y se estima que anualmente se tendrá: • CONSUMO ANUAL DE MATERIAS PRIMAS.- ACEITE DE ORUJO 6º ACIDEZ MEDIA: 8.367 Tm ACEITE DE OLIVA LAMPANTE: 16.734 Tm ACEITE DE GIRASOL: 8.367 Tm Tierras de diatomeas de filtración: 60 Tm Tierras de decoloración: 1140 Tm Carbón vegetal activado de decoloración: 86 Tm 17 • Sosa cáustica (4,2 N): 1.980 Tm Ácido fosfórico (75% (p)): 1.000 Tm Ácido cítrico: 60 Tm Salmuera: 900 Tm Nitrógeno: 15 Tm ACEITE DE ORUJO REFINADO: 7.500 Tm ACEITE DE OLIVA REFINADO: 15.000 Tm ACEITE DE GIRASOL 7.500 Tm Jabones y ceras de refinación: 2.645 Tm Aceite perdido en las tierras: 450,7 Tm Destilados de desodorización: 170,9 Tm PRODUCTOS A OBTENER ANUALMENTE.- El proceso al utilizar reactivos peligrosos, es necesario incluir la hoja de datos de dichos materiales peligrosos. Estas se encuentran incluidas en el anexo I y recogen las propiedades de dichos reactivos peligrosos, para el Ácido Fosfórico y para la Sosa Cáustica. 18 1.1.8. Descripción de los equipos (resultado de la memoria de cálculo). a) Desgomado.- Depósito pulmón de alimentación al proceso (D101). Es un depósito nodriza de acero inoxidable para aceite crudo, cilíndrico horizontal de volumen 35 m3. De Ф=3,2 m y L=4,5m. - Filtro de aceite tipo cesto, construido en acero inoxidable AISI-316. - Dos bombas de alimentación (una en reserva) (p101A/B). Dos bombas Grundfos Modelo CRNE 8-60. CRNE 8-60 Código: 42647306 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular en línea para instalación en sistemas de tuberías y montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores, cámaras intermedias y camisa exterior de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4401 DIN W.-Nr. - Tapa del cabezal y base de la bomba de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4401 DIN W.-Nr. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas/acoplamientos PJE. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridas IEC y convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. Se puede conectar un sensor externo si se requiere un funcionamiento controlado de la bomba, basado por ejemplo en el caudal, presión diferencial o temperatura. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MAX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible mediante el Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, 19 - sensor, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, Posición Contar Descripción Precio unitario - tensión de alimentación 24 V para sensor, Imax = 25 mA, - entrada para control forzado a MIN o MAX (contacto de libre potencial) - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. - RS485 GENIbus. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 87 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 7.15 m³/h Altura nominal: 49.8 m Altura proporcionada bomba: 41 m Tipo de cierre: BUBV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:-4.7 m Conexión de tubería, estándar: PJE Dimensión de conexión de tubería: 60,3 mm Dimensión de la brida del motor: F115 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90LA Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 2.2 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerancia de tensión: Corriente nominal: 5.35 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.77 Velocidad nominal: 700-2860 rpm Grado de protección (IEC 345):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Peso neto: 55 kg Volumen: 0.11 m³ 20 - Filtros (F101A/B). Caudal a filtrar 7,15 m3/h de aceite crudo. - Caudalímetro másico de aceite, magnético, 0-10.000 kg/h. - Intercambiador recuperador aceite/aceite E111 de potencia 100kw. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de características: Aplicación Funciones generales de calentamiento y enfriamiento. Modelo Standard El intercambiador de placas consiste en un paquete de placas metálicas corrugadas con portillas para el paso de los dos fluidos entre los cuales se produce el intercambio de calor. 21 El paquete de placas están montadas entre un plato marco y un plato móvil de presión y comprimido por tornillos estancos. Las placas están ajustadas con un relleno el cual encierra los canales interpoladores y da dirección el fluido hacia los alternativos canales. El numero de placas esta determinado por el ratio de flujo, las propiedades físicas del fluido, perdida de presión y la temperatura programada. Las placas corrugadas promueven la turbulencia del fluido y mantienen los platos contra la presión diferencial. Las placas y las placas de presión están suspendidas de una barra superior de transporte y localizada por una barra inferior de guía, ambas están sujetadas por una columna soporte. Las conexiones están localizadas en la placa marco o, si uno u otro o ambos fluidos hacen más que un único pase sin la unidad, en el plato del marco y en el de la presión. M15B-FM Capacidades típicas Ratio del flujo de líquido: Más de 80 kg/s, dependiendo en medida de la pérdida de presión y de las temperaturas programadas. Tipos de placas M15B, M15E y M15M Tipos de bastidor FM, FG, FD y FML Principio de trabajo Los canales están formados entre las placas y la abertura de la esquina está dispuesta de forma que los dos flujos medios atraviesan los canales alternativamente. El calor es transferido a través de las placas entre canales, y el completo contador de flujo de corriente está creado para una máxima eficiencia posible. La corrugación de las placas proporcionan el intercambio entre placas, mantienen a las placas contra la adyacencia e intensifican la turbulencia, resultando una transferencia eficiente de calor. 22 Materiales estándares Placa bastidor: acero templado, pintado con resina de epoxi. Parte saliente: Acero al carbono. Revestimiento: Acero inoxid, caucho, titanio. Placas: Acero inoxidable: AISI 304, AISI 316. Titanio, aleación C-276, aleación 254 SMO Relleno (Clip-on/Tape-on, Glued): Nitrile Nitrile hydrogenated, EPDM Viton® G, AL-EPDM, Conexiones FML Size 150mm FM8 Size 150mm FG8 Size 150mm FD8 Size 150mm FD10 Size 150mm DIN 2501 PN10 DIN 2501 PN10 or ANSI 150 DIN 2501 PN16 or ANSI 150 DIN 2501 PN40 or ANSI 300 DIN ANSI 400 Technical data. Max. working pressure FML/FM8 FG8 FD8 FD10 10 bar over pressure 16 bar over pressure 30 bar over pressure 400 psi over pressure Maximum heat transfer surface: 390 m² (4,200 sq. ft) - Intercambiador de calor aceite/vapor E112. Intercambiador de placas Alfa Laval M3-X de flujo diagonal de 120 kw, de características: Aplicaciones Funciones generales de calentamiento y enfriamiento. Calentamiento mediante vapor. Diseño estandard 23 El intercambiador de placas consiste en un paquete de placas metálicas corrugadas con portillas para el paso de los dos fluidos entre los cuales se produce el intercambio de calor. El paquete de placas están montadas entre un plato marco y un plato móvil de presión y comprimido por tornillos estancos. Las placas están ajustadas con un relleno el cual encierra los canales interpoladores y da dirección el canales. El determinado fluido hacia numero por el los de alternativos placas ratio de flujo, esta las propiedades físicas del fluido, perdida de presión y la temperatura programada. Las placas corrugadas promueven la turbulencia del fluido y mantienen los platos contra la presión diferencial. Las placas y las placas de presión están suspendidas de una barra superior de transporte y localizada por una barra inferior de guía, ambas están sujetadas por una columna soporte. Las conexiones están localizadas en la placa marco o, si uno u otro o ambos fluidos hacen más que un único pase sin la unidad, en el plato del marco y en el de la presión. Capacidades típicas Liquid flow rate: Up to 4 kg/s, depending on media, permitted pressure drop and temperature program. Water heating by steam 50 to 250 kW Plate types M3 and M3-X, where M3 provides parallel and M3-X diagonal flow (see figures on the next page). M3D, double wall plates. Frame types FM, FG and FGL Principio de trabajo Los canales están formados entre las placas y la abertura de la esquina está dispuesta de forma que los dos flujos medios atraviesan los canales alternativamente. El calor es transferido a través de las placas entre canales, y el completo contador de flujo de corriente está creado para una máxima eficiencia posible. La corrugación de 24 las placas proporcionan el intercambio entre placas, mantienen a las placas contra la adyacencia e intensifican la turbulencia, resultando una transferencia eficiente de calor. Standard materials Frame plate. Mild steel, Epoxy painted Nozzles: Stainless steel AISI 316, Titanium Plates: Stainless steel AISI 316 or Titanium Gaskets M3 Nitrile, EPDM, HeatSeal F™ M3X Nitrile, EPDM, Viton® M3D Nitrile, EPDM Connections Straight pipe thread ISO-R 11⁄4 " Straight pipe thread ISO-G 1⁄4" Technical data Mechanical design pressure (g) / temperature FM 1.0 MPa / 180°C FG 1.6 MPa / 180°C FGL 1.0 MPa / 130°C Maximum heat transfer surface 3.9 m² (40 sq. ft) Particulars required for quotation – Flow rates or heat load – Temperature program – Physical properties of liquids in question (if not water) – Desired working pressure – Maximum permitted pressure drop – Available steam pressure 25 - Mezclador M111. Mezcladora de ácido fosfórico-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Especificaciones técnicas.- Descripción: Los mezcladores de la serie Mx están especialmente desarrollados para realizar tareas de mezclado en los procesos industriales de aceites y grasas comestibles, es decir, en plantas de neutralización y desgomado. Su diseño se basa en el concepto MicroMerge (patentado), para obtener una máxima eficiencia en el mezclado y en el aprovechamiento de los aditivos. Una zona de dispersión pequeña permite una dispersión óptima con bajo consumo energético, mientas que el tiempo de contacto necesario se consigue en una zona de mezclado de baja fuerza cortante. Los mezcladores tienen dos entradas separadas. El aceite puede enviarse en su totalidad a la zona de dispersión, o también en diferentes grados a la zona de mezcla. Por tanto, el mezclado es flexible, fácil de optimizar, y evita la formación de emulsiones. La gama existente, de tres modelos, cubre capacidades de hasta 700 tn/dia. Todas las unidades cumplen los requisitos higiénicos necesarios, las partes en contacto con el producto son de acero inoxidable, están preparadas para limpiezas in situ y diseñadas para realizar de forma continua un trabajo pesado. Existen diferentes unidades transmisoras. Los motores de velocidad controlada por frecuencia aportan flexibilidad para su adaptación a distintos tipos de aceites y procesos, y están especialmente recomendados para el mezclado de lejías. Los motores de una sola velocidad son útiles en aplicaciones fijas y menos severas, como muchas mezclas ácidas y tareas de lavado con agua. Los mezcladores MX marcan unas nuevas pautas de utilización eficiente de aditivos, bajo consumo energético, y ofrecen gran versatilidad para distintas tareas de mezclado. 26 MX 60 MX 80 MX 90 Volumen 50 115 170 Capacidad nominal 200 450 700 Material Partes en contacto con el producto en acero inoxidable a prueba de ácido, Viton, Buna-N o PTFE. Máx. temperatura de operación (ºC) Máx. temperatura de diseño (ºC) Rango de viscosidad del producto (cts) Una Motor velocidad (Kw) Velocidad variable Motor una velocidad Velocidad (rpm) MX 90 7,5 11,0 15,0 950 725 725 Motor Varivelocidad 150-1.500 100 Velocidad máxima (r.p.m.) 1.500 125 Clase de protección IP54 Peso neto (Kg) 10 Máx. presión (bar) Max. Potencia (Kw) MX MX 60 80 Sin motor 75 230 280 Con motor 127 335 425 10-100 4,0 5,5 7,5 5,5 7,5 11,0 27 - Madurador agitado MA101. Consiste en un depósito cilíndrico vertical de acero inoxidable de 2,4 m3, de diámetro 1m y de altura 3m. Agitado por un agitador modelo “LKRE agitador” de Alfa Laval de 5 CV, que producirá una mezcla rápida y vigorosa del aceite con el ácido fosfórico. LKRE agitador Materiales: Partes de acero: acero inoxidable AISI 304. Cojinetes: Refuerzo PTFE. Precinto de caucho: Nitrile (NBR). Precinto del eje: Carbono/acero inoxidable. Operacion El agitador causa el movimiento del producto, siendo el resultado dos tipos distintos de flujos o corrientes. Primeramente un flujo principal el cual desplaza el liquido a una gran distancia, y el segundo crea un efecto remolino (turbulencia), que destroza el flujo principal y desplaza el liquido a una distancia corta (fig. 1). El especial diseño de la boquilla de propulsión alrededor de la hélice provoca una succión concentrada y una acción de chorro la cual lleva a una mezcla efectiva. Fig.1 28 - Bomba (p102). Bomba Grundfos CR 8-40. Código: 42507104 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas Oval. El motor es un motor CA 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 25 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 8.7 m³/h Altura nominal: 33 m Altura proporcionada bomba: 32 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:-4.8 m Conexión de tubería, estándar: Oval Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2 Dimensión de la brida del motor: F115 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90SA Nº de polos: 2 Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 1.5 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240 D/380-415 Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 5,90/3,40 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 630-690 % Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0,85-0,79 Velocidad nominal: 2860-2890 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 39 kg Peso bruto: 43 kg Volumen: 0.08 m³ 29 30 - Intercambiador de calor aceite/vapor E103. Intercambiador de placas modelo M3-X de flujo diagonal de 60 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. El igual al E112. - Mezclador M112. Mezcladora de sosa cáustica-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Igual al M111. - Separadora centrífuga de gomas y jabones S111. Separadora PX65 Alfa Laval para aceites y grasas. Descripción: APLICACIÓN.- La PX65 está diseñada para el desgomado, descerado, neutralización y lavado en régimen continuo de aceites y grasas, tales como lodo tipo de aceites vegetales, sebos, mantecas y aceites de pescado. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.- El producto entra en la separadora a través de un eje hueco situado en la parte inferior de la máquina, ascendiendo por el interior del rotor. La fuerza centrífuga produce la separación, forzando a las partículas más pesadas (lodos y otros productos de mayor densidad) hacia la periferia del bol, mientras que la fase ligera fluye hacia el centro de dicho bol. Lo lodos se acumulan en el espacio reservado para los mismos en la periferia del bol, y se descargan automáticamente. La fase pesada se bombea fuera de la centrífuga a través de la salida correspondiente, situada en la parte superior. Igualmente, la fase ligera se bombea hacia fases posteriores del proceso, a través de una salida independiente. CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO.- La PX65 se basa en un concepto de diseño exclusivo y semihermético. La entrada hermética situada en la parte inferior de la máquina asegura una 31 aceleración suave y no destructiva del producto entrante hasta alcanzar la velocidad máxima de giro del bol. Las salidas de las fases ligera y pesada están abiertas, por lo que son menores las pérdidas de carga en la separadora. De esta forma se reduce al mínimo la presión necesaria de entrada a la máquina. Las salidas están equipadas con discos centrípetos estacionarios para la extracción de las diferentes fases. El disco de la fase ligera es fijo, mientras que el de la fase pesada es ajustable. Ajustando un posicionador situado en la salida de la fase pesada, el operador puede reducir o ampliar el diámetro del disco. Esta innovación hace posible el ajuste de la posición de la interfase de separación en el paquete de discos durante el funcionamiento de la máquina, facilitando una óptima separación. El bol de la PX65 está especialmente diseñado para la separación de aceites y grasas. Su nueva geometría permite unas pérdidas de carga mínimas y unos caudales altos. Pensando en el medio ambiente, la PX65 está diseñada para funcionar con bajos niveles de ruido. Esto se consigue gracias al montaje de rodamientos amortiguados con goma, a un bastidor encamisado y a un diseño de la salida del rotor de bajo ruido. EQUIPO ESTANDAR.- Cada PX65 viene completa con unidad de control, motor eléctrico, conexiones de entrada y salida, equipo auxiliar, piezas de repuesto y herramientas. Especificaciones técnicas.Desgomado, neutralización y lavado........................8.500 kg/h Dewaxing ...………………………………………………… 4.200 kg/h 32 Dimensiones.- 33 - Depósito de pastas D104. De volumen 225 m3, para ello necesitamos 4 depósitos cilíndricos verticales de diámetro 3 m y altura 8 m. Construidos en acero inoxidable y con los sistemas necesarios de seguridad. - Bomba de pastas p104. Bomba de pistón mod. Bretones BREMAN BDPIII para evacuación de pastas de los depósitos de la caja múltiple, de 7,5 CV. Las partes metálicas están fabricadas en acero al carbono excepto las partes que entran en contacto con el producto a impulsar que son de acero inoxidable. Los rodamientos son de marcas de alta calidad, para los elementos de rozadura se utilizan plásticos asépticos de uso alimentario. El mecanismo de accionamiento del pistón se compone de una excéntrica o leva accionada por un motoreductor, que junto con la biela que mueve, se alojan en un recipiente cerrado que contiene aceite de engrase, lo que supone un mínimo desgaste del mecanismo. El modelo BREMAN BDP-III lleva motores de 10 a 30 CV y caudales entre 200 y 1000 TN/día a alta presión para poder elevar y mandar a grandes distancias. 34 - Depósito de ácido fosfórico DA102. Depósito cilíndrico horizontal de 33,5 m3, de 3m de diámetro y 5m de largo. Construido en “Plástico reforzado con fibra de vidrio”. - Bomba de ácido fosfórico pDA103. Bomba centrífuga de 1 CV para ácido fosfórico. - Depósito de sosa cáustica DS103. Depósito cilíndrico horizontal de 43,5 m3, de 3m de diámetro y 6,5m de largo. Construido en acero al carbono. - Bomba de sosa cáustica pDS105. Bomba centrífuga de 2 CV para sosa cáustica. - Depósito para sosa cáustica para la preparación de la solución básica. - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de H3PO4 DC112. Depósito en acero inoxidable de volumen 0,5 m3 con caudalímetro de vidrio 0-250 l y bomba dosificadora de 0,5 CV. - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de NaOH DC113. Depósito en acero inoxidable de volumen 0,5 m3 con caudalímetro de vidrio 0-500 l. 35 b. Winterización (descerado): - Bomba p201. Bomba Grundfos CR8-50. Código: 42507105 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías de montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas Oval. El motor es un motor CA 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 13 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 7.19 m³/h Altura nominal: 42.3 m Altura proporcionada bomba: 47.5 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:-2.3 m Conexión de tubería, estándar: Oval Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2 Dimensión de la brida del motor: F115 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90LA Nº de polos: 2 Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 2.2 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240 D/380-415 Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 8,25/4,75 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 700-760 % Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0,87-0,82 Velocidad nominal: 2860-2890 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 43 kg Peso bruto: 47 kg Volumen: 0.09 m³ 36 37 - Intercambiador de calor aceite-agua E211. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de 80kw de potencia. - Intercambiador de calor aceite-agua glicolada E212. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de 80kw de potencia. - Madurador agitado de baja velocidad (10-12r.p.m.) MA201. Es un depósito cilíndrico vertical de 1m de diámetro y 3 m de altura. Es un mezclador de baja velocidad de sosa, salmuera y aceite. Construido el depósito en acero inoxidable con un “agitador LKR-5”. Materiales Partes húmedas de acero: acero inoxidable AISI 304 o acero resistente al ácido AISI 316L. Otras partes de acero: Acero inoxidable AISI 304. Sellos del producto húmedo: EPDM caucho. Sello hélice (muelle buscado) Rugido: EPDM caucho. Sello del anillo rotativo: Carbono. Sello del anillo estacionario: Carburo de silicio. Terminación del acero: Semi-bright. Motor y soporte: Pintado. - Bomba p202. Igual que la p102. 38 - Cristalizadores agitados con refrigeración interna C201A/B. Son tres depósitos de 25 m3 cada uno de acero inoxidable y encamisados para la circulación del fluido refrigerante y producirse el enfriamiento necesario. Son depósitos cilíndricos verticales de 3,5 m de diámetro y 4,5 m de altura. Detallados en el plano nº 2.1.8. - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de Sosa (5ºBe) DC211. Igual que DC112. - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de salmuera de alta (8ºBe) DC212. Igual que DC111. - Bomba de engranajes p203. Igual que la p201 (CR 8-50). - Intercambiador de calor aceite-vapor E203. Intercambiador de placas Modelo M3-X de flujo diagonal de 60 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. Es igual al E112. - Separadora centrífuga de descerado S211. Separadora PX80 de Alfa Laval para aceites y grasas. Descripción: APLICACIÓN.- La PX80 está diseñada para el desgomado, descerado, neutralización y lavado en régimen continuo de aceites y grasas, tales como lodo tipo de aceites vegetales, sebos, mantecas y aceites de pescado. 39 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.- El producto entra en la separadora a través de un eje hueco situado en la parte inferior de la máquina, ascendiendo por el interior del rotor. La fuerza centrífuga produce la separación, forzando a las partículas más pesadas (lodos y otros productos de mayor densidad) hacia la periferia del bol, mientras que la fase ligera fluye hacia el centro de dicho bol. Lo lodos se acumulan en el espacio reservado para los mismos en la periferia del bol, y se descargan automáticamente. La fase pesada se bombea fuera de la centrífuga a través de la salida correspondiente, situada en la parte superior. Igualmente, la fase ligera se bombea hacia fases posteriores del proceso, a través de una salida independiente. CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO.- La PX80 se basa en un concepto de diseño exclusivo y semihermético. La entrada hermética situada en la parte inferior de la máquina asegura una aceleración suave y no destructiva del producto entrante hasta alcanzar la velocidad máxima de giro del bol. Las salidas de las fases ligera y pesada están abiertas, por lo que son menores las pérdidas de carga en la separadora. De esta forma se reduce al mínimo la presión necesaria de entrada a la máquina. Las salidas están equipadas con discos centrípetos estacionarios para la extracción de las diferentes fases. El disco de la fase ligera es fijo, mientras que el de la fase pesada es ajustable. Ajustando un posicionador situado en la salida de la fase pesada, el operador puede reducir o ampliar el diámetro del disco. Esta innovación hace posible el ajuste de la posición de la interfase de separación en el paquete de discos durante el funcionamiento de la máquina, facilitando una óptima separación. El bol de la PX80 está especialmente diseñado para la separación de aceites y grasas. Su nueva geometría permite unas pérdidas de carga mínimas y unos caudales altos. 40 Pensando en el medio ambiente, la PX80 está diseñada para funcionar con bajos niveles de ruido. Esto se consigue gracias al montaje de rodamientos amortiguados con goma, a un bastidor encamisado y a un diseño de la salida del rotor de bajo ruido. EQUIPO ESTANDAR.- Cada PX80 viene completa con unidad de control, motor eléctrico, conexiones de entrada y salida, equipo auxiliar, piezas de repuesto y herramientas. Especificaciones técnicas.Desgomado, neutralización y lavado....18,750 kg/h Descerado..………………………………….. 8,000 kg/h Dimensiones.- 41 c. Lavado. - Bomba p301. Bomba Grundfos CHI 12-30. Código: 4F518030 Bomba centrífuga horizontal, multicelular, no autocebante con boca de aspiración axial y boca de descarga radial. La compacta unidad tiene cierre mecánico según DIN 24960 y eje que atraviesa el conjunto motor/bomba. La bomba y el motor están montados en una bancada común y todos los componentes de la bomba en contacto con el líquido bombeado son de acero inoxidable. El motor es un motor 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 110 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 87 mm²/s Datos técnicos: Caudal nominal: 10 m³/h Caudal de bomba: 7.25 m³/h Altura nominal: 50 m Altura proporcionada bomba: 48.3 m Tipo de cierre: BQQV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: -15 deg C Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 10 bar Presión max.de trabajo: 10 bar Presión min. de entrada a caudal max.:-5.5 m Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2/G 1 1/2 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 3310 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 10,4/6,0 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 57,0/33,0 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 23.9 kg Peso bruto: 26.7 kg Volumen: 0.04 m³ 42 43 - Intercambiador recuperador de calor aceite-aceite E311. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de potencia 140kw. De características iguales al E111. - Intercambiador de calor aceite-vapor E312. Intercambiador de placas modelo es M3-X de flujo diagonal de 100 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. igual al E112. - Depósito para agua de lavado. Depósito para agua descalcificada de 2m3, cilíndrico vertical de 1,5 m de diámetro y 1,2 m de altura, construido en acero al carbono. - Madurador agitado MA301. Consiste en un depósito cilíndrico vertical de acero inoxidable de 0,5 m3, de diámetro 1,2 m y de altura 0,5 m. Agitado por un agitador modelo “LKRE agitador” de Alfa Laval que producirá una mezcla rápida y vigorosa del aceite con el agua caliente. - Bomba p302. Bomba Grundfos CH 8-30. Código: 4N508015 Bomba horizontal centrífuga multicelular Bomba centrífuga multicelular con boca de aspiración axial y boca de descarga radial, acoplamiento cerrado con un motor trifásico. La bomba y el motor están montados en una bancada común. La bomba tiene un cierre mecánico. Los impulsores, cámaras intermedias y eje son de acero inoxidable. Las cámaras de aspiración y descarga son de fundición con capa galvánica (GG20). Líquido: Temperatura min. del líquido: 0 deg C Temperatura max. del líquido: 90 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s 44 Datos técnicos: Caudal nominal: 8 m³/h Caudal de bomba: 7 m³/h Altura nominal: 21 m Altura proporcionada bomba: 15 m Tipo de cierre: CVBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: 0 deg C Temperatura ambiente max.: 55 deg C Presión del sistema: 6 bar Presión max.a temp. de trabajo: 6/90 bardgC Presión min.a temp. de trabajo: 10/40 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:1.6 m Dimensión, entrada bomba: Rp 1 1/2 Dimensión, descarga bomba: Rp 1 1/4 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 1020 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 3,1-1,8 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 18.2/10.5 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):54 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 17 kg Peso bruto: 19 kg 45 - Separadoras centrífugas de lavado S311A/B. Dos separadoras centrífugas Alfa Laval PX65 para lavado, iguales que la S111. - Bomba p313. Bomba Grundfos CH 12-30. Código: 4P508015 Bomba horizontal centrífuga multicelular Bomba centrífuga multicelular con boca de aspiración axial y boca de descarga radial, acoplamiento cerrado con un motor trifásico. La bomba y el motor están montados en una bancada común. La bomba tiene un cierre mecánico. Los impulsores, cámaras intermedias y eje son de acero inoxidable. Las cámaras de aspiración y descarga son de fundición con capa galvánica (GG20). Líquido: Temperatura min. del líquido: 0 deg C Temperatura max. del líquido: 90 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Caudal nominal: 12 m³/h Caudal de bomba: 7 m³/h Altura nominal: 21 m Altura proporcionada bomba: 25 m Tipo de cierre: CVBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. 46 Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: 0 deg C Temperatura ambiente max.: 55 deg C Presión del sistema: 6 bar Presión max.a temp. de trabajo: 6/90 bardgC Presión min.a temp. de trabajo: 10/40 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:0.9 m Dimensión, entrada bomba: Rp 1 1/2 Dimensión, descarga bomba: Rp 1 1/2 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 1620 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 5,5-3,2 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 26,0/15,0 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):54 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 19 kg Peso bruto: 21 kg Volumen: 0.04 m³ 47 - Intercambiador de calor aceite/vapor E313. Intercambiador de placas modelo Alfa Laval M3-X de flujo diagonal de 50 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. Es igual al E112. - Mezclador rápido M311. Mezcladora de agua caliente-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Igual al M111. - Decantador de aguas jabonosas, recuperador de aceite T301. Balsa trapezoidal de volumen 4,2 m3, con separador de aceite, agua y lodos. Con las siguientes bombas para la evacuación de los subproductos: Bomba centrífuga de velocidad variable para aceite recuperado pT301h (3 CV). Bomba agua recuperada a torre de refrigeración de aguas sucias (5CV). Bomba de aguas de vertido pT302w (3 CV). 48 d. Secado. - Bomba p401. Bomba Grundfos modelo CRI 5-6. Código: 96449299 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores, camaras intermedias y camisa exterior de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Tapa del cabezal y base de la bomba de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4408 DIN W.-Nr.. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas/acoplamientos Clamp. El motor es un motor CA 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 5.7 m³/h Caudal de bomba: 6.11 m³/h Altura nominal: 28.6 m Altura proporcionada bomba: 25.9 m Tipo de cierre: HUBE Certificados en placa: CE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4408 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 25 bar Presión max.a temp. de trabajo: 25/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:3.1 m Conexión de tubería, estándar: Clamp Dimensión de conexión de tubería: 59 mm Dimensión de la brida del motor: FT100 Datos eléctricos: Tipo de motor: 80B Nº de polos: 2 Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 1.1 kW Pot. (P2) requerida por bomba:1.1 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240 D/380-415 Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 4,50/2,60 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 580-630 % Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0,81-0,75 Velocidad nominal: 2820-2850 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Peso neto: 21.5 kg Peso bruto: 24 kg 49 Volumen: 0.05 m³ 50 - Intercambiador de calor aceite/vapor E411. Intercambiador de placas de 50 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. El Modelo es Alfa Laval M3-X de flujo diagonal igual al E112. - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de ácido cítrico DC411. Igual que el DC111. - Mezclador rápido M311. Mezcladora de ácido cítrico-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Igual al M111. - Secadora a vacío para aceite CH411. Secadora de volumen 2,5 m3, cilíndrico vertical de diámetro 1,5 m y altura 1,5 m. Con deflectores para evitar la formación de espumas y asegurar así la evaporación total del agua contenida en el aceite. - Bomba de anillo líquido para provocar un vacío en el secadero p403. El vacío necesario en el secadero es de 30-60 mmca Hg. Bomba Monoblock de anillo líquido. 51 - Bomba de salida de la secadora hasta depósito pulmón, p402. Bomba Grundfos modelo CHI 8-10. Código: 4E518010 Bomba centrífuga horizontal, multicelular, no autocebante con boca de aspiración axial y boca de descarga radial. La compacta unidad tiene cierre mecánico según DIN 24960 y eje que atraviesa el conjunto motor/bomba. La bomba y el motor están montados en una bancada común y todos los componentes de la bomba en contacto con el líquido bombeado son de acero inoxidable. El motor es un motor 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 110 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Caudal nominal: 7.5 m³/h Caudal de bomba: 6.08 m³/h Altura nominal: 12 m Altura proporcionada bomba: 14.6 m Tipo de cierre: BQQV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: -15 deg C Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 10 bar Presión max.de trabajo: 10 bar Presión min. de entrada a caudal max.:2.3 m Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2/G 1 1/2 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 720 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz 52 Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 2,4/1,4 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 13,2/7,6 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 10.5 kg Peso bruto: 12.9 kg Volumen: 0.04 m³ 53 e. Decoloración (blanqueo). - Bomba p501. Bomba Grundfos modelo CHI 8-25. Código: 4E518025 Bomba centrífuga horizontal, multicelular, no autocebante con boca de aspiración axial y boca de descarga radial. La compacta unidad tiene cierre mecánico según DIN 24960 y eje que atraviesa el conjunto motor/bomba. La bomba y el motor están montados en una bancada común y todos los componentes de la bomba en contacto con el líquido bombeado son de acero inoxidable. El motor es un motor 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 110 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Caudal nominal: 7.5 m³/h Caudal de bomba: 6.5 m³/h Altura nominal: 32 m Altura proporcionada bomba: 35.3 m Tipo de cierre: BQQV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: -15 deg C Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 10 bar Presión max.de trabajo: 10 bar Presión min. de entrada a caudal max.:2.4 m Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2/G 1 1/2 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 1730 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 5,8/3,4 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 27,5/16,0 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 14.3 kg Peso bruto: 16.7 kg Volumen: 0.04 m³ 54 - 55 - Intercambiador de calor aceite/vapor E511. Intercambiador de placas de 50 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. El Modelo es Alfa Laval M3-X de flujo diagonal igual al E112. - Silo para tierras de decoloración S521. El caudal másico de tierras que se añade es del orden de 190 kg/h. Construido en acero inoxidable y con dosificador. - Silo para carbón activo S522. El caudal másico de carbón activo que se añade es del orden de 15 kg/h. Construido en acero inoxidable y con dosificador. - Silo para tierras de filtración S523. El caudal másico de tierras de filtración que se añade es del orden de 10,35 kg/h. Construido en acero inoxidable y con dosificador. - Decoloradora B511. Decoloradora a presión cilíndrico vertical de 3 m3, construida en acero inoxidable AISI-304. Con agitador vertical de 15 CV. De dimensiones: 1,6 m de diámetro y 1,5 m de altura. El vacío necesario es de 10 mmHg provocado por una bomba de anillo líquido p504 igual a la p403. - Bomba de salida del decolorador p512. Bomba centrífuga de velocidad variable, para un caudal de 10.000 l/h, y una potencia de 5,5 CV. Colocada a la salida de la decoloradora para envío de aceites a filtros. 56 - Filtros para aceite F51A. Dos filtros cilíndricos verticales (Niágara) a presión de 13 placas, 49,5 m2 de superficie filtrante cada uno, con válvulas de mariposa con reductor manual DN400, para descarga. Dos filtros “Pressure Leaf Filter” de Amafilter El pressure leaf filter es un sistema de filtrado por presión largamente comprobado, más de 5000 han sido vendidas por Amafilter Mundial. Un “pressure leaf filter” consiste en hojas filtrantes hechas cada una de diversas capas de malla de alambre. La capa inferior es una malla gruesa para la descarga del líquido filtrado y soporte de las capas exteriores. Debido a esta extraordinaria construcción, no son posibles depósitos de partículas o impurezas dentro de las hojas filtrantes porque hay un constante flujo en la malla gruesa y dentro del armazón tubular. Una mínima pérdida de presión dentro de las hojas esta garantizado para un ratio elevado de filtración. El diseño Amafilter, originalmente la clase Niágara, ha sido mejorado continuamente en los últimos 50 años. Vertical.- Para la descarga de la torta seca del “pressure leaf filter”, la torta filtrada es secada con aire comprimido, gas inerte o vapor, antes de la descarga de la torta por vibración (neumático) conectado directamente al refuerzo del lado superior de las hojas de filtrado. La evacuación de la torta es mediante una válvula de mariposa o válvula corredera, o una puerta de torta. En el caso de una descarga de torta húmeda, los filtros son hechos a medida con un tubo oscilante de compuerta, el cual esta localizado encima de las hojas. La torta filtrada es descargada como una pasta concentrada a través del cono inferior. La válvula de descarga es de mariposa como se indica en la figura 2: Y un esquema de cómo queda instalación de la los filtros en la planta es: 57 Y además cuenta con los siguientes elementos supletorios: o Sinfín para torta de los filtros SF501. o Depósito de recogida de tortas de filtrado D505. o Sinfín de vaciado del depósito anterior. - Depósito de recogida de aceite de filtros D501. Depósito cilíndrico horizontal de 11 m3, construido en acero inoxidable y de dimensiones: 2 m de diámetro y 3,5 de longitud. - Bomba salida depósito anterior p503. Bomba Grundfos CRE 8-30. Código: 42507303 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas OVAL. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridas IEC, con convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. Se puede conectar un sensor externo si se requiere controlar el funcionamiento de la bomba, basado por ejemplo en el caudal, presión diferencial o temperatura. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible por medio del Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", "Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, - sensor, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - entrada para control forzado a MIN o MAX (contacto de libre potencial), - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. 58 - RS485 GENIbus Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 6 m³/h Altura nominal: 24.5 m Altura proporcionada bomba: 15 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:1.8 m Conexión de tubería, estándar: OVAL Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2 Dimensión de la brida del motor: F100 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90SA Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 1.1 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 3.1 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.72 Velocidad nominal: 700-2890 rpm Grado de protección (IEC 345):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Peso neto: 50 kg Volumen: 0.09 m³ Volumen: 0.09 m³ 59 - - Filtro de seguridad F51B. Es un filtro “Amafilter Bubble Cap” para retener los restos de tierras que no han pasado los filtros Niágara. 60 f. Desodorización. - Depósito pulmón para alimentar a desodorización. Depósito cilíndrico vertical de acero inoxidable de 21 m3, 3 m de diámetro y 3 de altura. - Bomba de salida del pulmón p601. Bomba Grundfos modelo CRNE 8-120. Código: 42647312 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular en línea para instalación en sistemas de tuberías y montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores, cámaras intermedias y camisa exterior de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4401 DIN W.-Nr.. - Tapa del cabezal y base de la bomba de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4401 DIN W.-Nr.. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas/acoplamientos PJE. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridasIEC y convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. Se puede conectar un sensor externo si se requiere un funcionamiento controlado de la bomba, basado por ejemplo en el caudal, presión diferencial o temperatura. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MAX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible mediante el Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", "Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, - sensor, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 24 V para sensor, Imax = 25 mA, - entrada para control forzado a MIN o MAX (contacto de libre potencial) - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. - RS485 GENIbus. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 13 mm²/s 61 Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 6.5 m³/h Altura nominal: 99.9 m Altura proporcionada bomba: 60 m Tipo de cierre: BUBV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:-3.3 m Conexión de tubería, estándar: PJE Dimensión de conexión de tubería: 60,3 mm Dimensión de la brida del motor: F130 Datos eléctricos: Tipo de motor: 112MB Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 4 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 9 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.84 Velocidad nominal: 700-2860 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 80 kg Volumen: 0.16 m³ 62 - Intercambiador recuperador aceite/aceite E611 y E612. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de 155 kw de potencia y características como el E111. - Desgasificador recuperador aceite/aceite G621. VHE Economizar de 275kw de Alfa Laval. La superficie del Calentador desgasificador Jumbo-size y el bajo contador de flujo común garantizan un 75% de recuperación del calor. Su diseño rectangular le da un bajo nivel de aceite, verdadero flujo tapón, con mínima entremezcla. Low, rectangular design gives shallow oil levels, true plug flow, with minimal intermixing. Válvulas “Multiple dram” para el rápido vaciado, y veloces cambios de stock. - Bomba salida del desgasificador pG612. Bomba Grundfos CRE 8-60. Código: 42537606 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas DIN. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridas IEC y convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. La bomba lleva un sensor de presión que registra la presión de descarga de la bomba y permite controlar el funcionamiento de la bomba basado en presión constante. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible por medio del Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", "Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 63 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, - sensor de presión montado en fábrica, - entrada para control forzado a MIN o MAX (contacto de libre potencial), - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. - RS485 GENIbus Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 8 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 6 m³/h Altura nominal: 49.8 m Altura proporcionada bomba: 25 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:14.6 m Conexión de tubería, estándar: DIN Dimensión de conexión de tubería: DN 40 Presión, conexión de tubería: PN 25 Dimensión de la brida del motor: F115 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90LA Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 2.2 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 5.35 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.77 Velocidad nominal: 700-2860 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 65 kg Volumen: 0.11 m³ 64 - Intercambiador de calor aceite/vapor E613. Intercambiador de placas AlfaRex de 75 kw de Alfa Laval, con vapor de 22 bar. No relleno. Las placas soldadas con láser aseguran una operación por encima de 350 ºC. No requiere mantenimiento. 65 - Desodorizador DD611. Alfa Laval SoftColumnTM. Desodorizador destilador para aceite construido totalmente en acero inoxidable AISI-304, provisto con válvulas neumáticas de descarga, calefacción, serpentines encamisado internos exterior de para vapor, así como indicadores de nivel y demás accesorios para su total funcionamiento. Utiliza vapor de presión de 30 kg/cm2. El sistema de Desodorización con Vapor a Alta Presión, sustituye al utilizado con fluido térmico, por las siguientes ventajas: Ausencia total del riesgo de contaminación del aceite Utilización de agua en lugar de fluido térmico, que se degrada y exige su reposición periódica. Circuito cerrado de agua en recirculación. Retorno de condensados por gravedad. Máxima seguridad, por el empleo de elementos dobles de control. Sistema recomendado a nivel europeo (próxima normativa de la C.E.E.). Amplia lista de referencias en España, Portugal y entre otros países. 66 - Depósito salida desodorizador D602. Depósito cilíndrico horizontal de acero inoxidable de 2 m3. Con adición de ácido cítrico para eliminar los jabones residuales. - Bomba para depósito, p603. Bomba Grundfos CRE 8-80. Código: 42537608 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas DIN. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridas IEC y convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. La bomba lleva un sensor de presión que registra la presión de descarga de la bomba y permite controlar el funcionamiento de la bomba basado en presión constante. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible por medio del Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", "Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, - sensor de presión montado en fábrica, - entrada para control forzado a MIN o MAX 67 (contacto de libre potencial), - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. - RS485 GENIbus _ Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 8 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 6 m³/h Altura nominal: 67 m Altura proporcionada bomba: 45 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:14.6 m Conexión de tubería, estándar: DIN Dimensión de conexión de tubería: DN 40 Presión, conexión de tubería: PN 25 Dimensión de la brida del motor: F130 Datos eléctricos: Tipo de motor: 100LB Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 3 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 6.8 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.83 Velocidad nominal: 700-2860 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 70 kg Volumen: 0.11 m³ 68 - Bomba p614. Bomba Grundfos CRE 8-60, igual que la p602. - Intercambiador recuperador aceite/agua de proceso E614. Intercambiador de placas Alfa Laval M15 de 30 kw de potencia. - Intercambiador aceite/agua de refrigeración E605. Intercambiador de placas Alfa Laval modelo M15 de 100 kw de potencia. - Bomba para envío a depósito de almacenaje p605. Bomba Grundfos CRE 8-30, igual que la p503. 69 - Filtros F602A/B. Filtro de aceite tipo cesto, construido en acero inoxidable AISI-316. - Inyección de N2. Desarrollado en el punto 1.2.4. - Caldera de vapor de alta presión para desodorizador. Modelo 400 de Sistema de Desodorización con vapor a Alta Presión. En esta caldera se genera el vapor correspondiente a la etapa de desodorización. g. Generador de vapor para servicios de intercambio de calor y vacío. No se incluye en este proyecto ya que se utilizará para estos servicios el generador de vapor ya existente “Vaycora”, que es una caldera acuotubular de combustible sólido, para 13.000 kg/h de vapor, y 6.640.00 kcal/h. 70 h. Destilados. Equipo recuperador de ácidos grasos destilados compuesto por: - Separador- lavador de condensables. - Intercambiador de calor destilados/agua de refrigeración E701. Potencia 10 kw. - Bomba para circuito de reflujo de destilados p701. - Bomba de descarga de ácidos grasos destilados. - Depósito de almacenaje de ácidos grasos destilados. Son 5 depósitos de 30 m3 cada uno para poder alimentar a la planta piloto de destilación de ácidos grasos. Construidos en acero inoxidable y de dimensiones i. Sistema de frío para la refrigeración de agua glicolada. Compresor de freòn para la producción de frio, con 100 CV de potencia, de 150.000 kfr/h. j. Bodega de Depósitos. Abastecimiento (crudo): - Aceite lampante: 5 depósitos de 500 m3, construidos en acero inoxidable. - Aceite de orujo: 4 depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable. - Aceite de girasol: 4 depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable. - Caja de acero inoxidable para cargar los camiones o para la carga de los depósitos. Con bomba centrífuga de 10 CV. 71 Reserva: - Aceite lampante: 2 Depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable. - Aceite de orujo: 1 depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable. - Aceite de girasol: 1 depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable. Almacenaje (refinado): - Aceite lampante: 3 Depósitos inertizados de 300 m3, construidos en acero inoxidable. - Aceite de orujo: 2 depósitos inertizados de 250 m3, construidos en acero inoxidable. - Aceite de girasol: 2 depósitos inertizados de 250 m3, construidos en acero inoxidable. k. Líneas de fluidos. Línea para ACEITE: Se trata de una tubería de acero inoxidable AISI-304 de 2 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 500 m en total. Será calorifugada a partir del primer intercambiador de calor para evitar así unas pérdidas considerables. El color de la tubería para poder identificarla en la planta es verde con dos franjas amarillas (color no normalizado por UNE). Línea para ÁCIDO FOSFÓRICO: Se trata de una tubería de acero resistente al ácido AISI-316L de 1 pulgadas de diámetro y de longitud 72 aproximada 50 m en total. Será calorifugada en los tramos que así se requiera porque se haya aportado calor a la línea. El color de la tubería para poder identificarla en la planta es gris el cuerpo y una franja naranja (color normalizado por UNE). Línea para SOSA CAÚSTICA: Se trata de una tubería de acero inoxidable AISI-304 resistente a la sosa de 1 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 70 m en total. Será calorifugada en los tramos que así se requiera porque se haya aportado calor a la línea. El color de la tubería para poder identificarla en la planta es gris el cuerpo y dos franjas naranja (color normalizado por UNE). Línea para SALMUERA: Se trata de una tubería de acero inoxidable AISI304 de 1 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 60 m en total. Será calorifugada en los tramos que así se requiera porque se haya aportado calor a la línea. El color de la tubería para poder identificarla en la planta es gris el cuerpo y dos franjas naranja (color normalizado por UNE). Línea para AGUA: Se trata de una tubería de acero al carbono de 1 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 75 m en total. Será calorifugada en los tramos de agua caliente y en los tramos de agua refrigerada (menor que la temperatura del ambiente). El color de la tubería para poder identificarla en la planta es verde el cuerpo y una franja azul 73 para el agua fría y dos franjas azules para el agua caliente (color normalizado por UNE). Línea para VAPOR: Se trata de una tubería de acero al carbono estirado y sin soldadura de 1,5 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 400 m en total. Será calorifugada y el color de la tubería para poder identificarla en la planta es rojo el cuerpo, y depende de la presión del vapor tendrá una franja (p < 1,5 bar abs), dos franjas (p∈[1,5 bar abs, 8 bar abs]) y tres franjas (p > 8 bar abs) (color normalizado por UNE). Línea para CONDENSADOS: Se trata de una tubería de acero al carbono de 1,5 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 300 m en total. No será calorifugada y el color de la tubería para poder identificarla en la planta es azul claro el cuerpo (color no normalizado por UNE). 74 1.1.9. Generación de residuos y aspectos Medio Ambientales. a) Importancia del sector en relación a los aspectos ambientales. Los grandes problemas ambientales asociados al sector aceitero están relacionados con residuos líquidos y sólidos y con los riesgos asociados a gases explosivos. La contaminación por gases está confinada a la operación de calderas. Los residuos sólidos generados son, en la mayoría de los casos reciclados hacia otros sectores industriales. (p.e. plásticos; papel, etc.). En el proceso se generan otros residuos sólidos, como son las tierras de blanqueo (1-1,5% del volumen de aceite) y ayuda filtros. Existe además, otro residuo sólido correspondiente a los lodos producidos por las plantas de tratamiento de los efluentes líquidos. Los RILES generados en esta industria se caracterizan por un alto contenido medio de sólidos suspendidos y aceites y grasas. Producto de estos dos contaminantes la DBO5 normalmente es bastante elevada. El pH del RIL es altamente variable, lo cual obliga a su neutralización previa. Los otros aspectos ambientales asociados a esta industria dicen relación con la contaminación acústica al interior del proceso productivo, y con la presencia de olores molestos. b) Contaminación del aire. La contaminación del aire en industria aceitera se produce básicamente por las emisiones de las calderas. Varias plantas están transformando sus calderas para trabajar con gas natural, y de esa forma cumplir los requisitos de la Norma de contaminación del aire en cuanto a material particulado. Con el uso de gas natural podrían aumentar los índices de NOX en la calidad del aire. Este es un punto que requerirá análisis y es susceptible de mejorar vía una optimización del balance energético de la fábrica. 75 c) Molestias. El otro impacto ambiental asociado a la industria aceitera están relacionados con la generación de olores molestos. Los olores molestos son provocados principalmente en el proceso de refinación. Las inversiones asociadas a su tratamiento son caras, razón por la cual se privilegia la minimización de fugas y confinamiento de las zonas conflictivas. d) Caracterización de efluentes líquidos. EFLUENTES PLUVIALES Son separados de los industriales por lo que se trata de agua limpia y serán evacuados por canales de desagüe abiertos, existentes, sin ningún tipo de tratamiento especial. EFLUENTES DE PROCESO Serán: A Purgas sistema de refrigeración:...........................................0'5 m;/h A Limpiezas varias:...................................................................0'1 m;/h A Aguas de lavado en centrífugas: ...........................................2'1 m;/h A Tratamiento de tierras: ..........................................................0'08 m;/h --------------TOTAL......................................................................................2'78 m;/h Esquemáticamente el proceso de tratamiento de estos líquidos será el siguiente: 76 La calidad del agua que finalmente irá a vertido estará en los siguientes parámetros. pH: ......................................................................................entre5'5 y 11 Grasa:..................................................................................... < 30 ppm Temperatura: .............................................................................. > 551C El volumen total diario máximo de vertido será del orden de 30 m; en caso de producirse todos los consumos a la vez durante las 24 h. El efluente líquido de la industria aceitera presenta como principales contaminantes aceites y grasas; sólidos suspendidos; DQO; DBO y conductividad. La DBO5 está normalmente ligada a los aceites y grasas y sólidos suspendidos, por lo 77 tanto al remover estos, los valores de DBO5 se reducen en un altísimo porcentaje. La DBO5 también puede verse afectada por el contenido de jabones y gomas, siendo estas últimas muy comunes cuando se utiliza aceite de soya. La DQO en la industria aceitera equivale aproximadamente a 1,5 veces la DBO5. Los valores medios de DBO5 en industria aceitera fluctúan entre 2,000 y 30,000 mg/lt. Adicionalmente el Ril presenta variaciones significativas en pH y temperatura durante el día. Sin embargo, mediante la aplicación de pretratamientos basados en flotación para las aguas residuales, las cargas indicadas se reducen en aproximadamente 95%. Con el pretratamiento descrito se logra dar cuenta de los aceites y grasas, sólidos suspendidos y de casi el total de la DBO5 pero no se logra reducir el parámetro conductividad, el cual está estrechamente ligado al contenido de sulfatos. Los sulfatos son aportados básicamente en el proceso de inversión de ácidos grasos, producto de la adición de ácido sulfúrico, y en el tratamiento físico-químico mediante la neutralización con el mismo ácido y la utilización de sulfato de aluminio como agente coagulante. e) Caracterización de residuos sólidos. En los casos en que sea necesario la decoloración del aceite en el proceso de refinación, se utilizan tierras decolorantes cuyas características se detallan a continuación: - Análisis Químico Orientativo: (% sobre muestra seca a 1051 C) Pérdida calcinación........................................................................ 7'6 SiO2 ............................................................................................. 69'8 AI2O3 ............................................................................................ 13'0 Fe2O3 ............................................................................................. 2'3 78 TiO2 ................................................................................................ 0'1 MgO ............................................................................................... 2'2 CaO ............................................................................................... 2'0 Na2O .............................................................................................. 0'3 K2O ................................................................................................ 0'2 SO3 ................................................................................................ 2'3 - Propiedades Físicas: Humedad ...............................................................................Inferior al 8% Densidad Aparente .............................................................. 360-380 Kg/m; Granulometría.................................................... Inferior a 149 micras: 98% ................................................................................ Inferior a 74 micras: 80% Acidez ..............................................................................pH entre 3'0 y 4'0 (Medido en una suspensión en agua al 10%) Estas tierras, una vez colmatada su capacidad de absorción de impurezas presentes en el aceite, son descargadas a un recipiente con agitación donde se las tratará con agua levemente alcalina. Esto tiene por objeto separar las grasas contenidas en las tierras. Balance de masas diario: (3.000 Kg Tierra + 700 Kg Aceite) + 2.000 Kg Agua = (2.000 Kg Agua + 700 Kg Aceite) + 3.000 Kg Tierra La mezcla de agua y aceite se reprocesa con el resto del aceite crudo que entra en la planta, y las tierras se verterán en un solar, en el interior del recinto de la fábrica, que será destinado a éste efecto. En general los residuos sólidos generados en la industria aceitera ofrecen la posibilidad de reciclarse hacia otros rubros industriales, como ocurre con los descartes 79 de plásticos utilizados en envasado de producto terminado y papel utilizado en los envases. Las tierras de blanqueo representan un importante residuo sólido. De hecho, se estima su uso entre 3% a 4% del total en peso de aceite procesado. Las tierras de blanqueo son utilizadas por todas las industrias aceiteras que efectúan el proceso de refinación. Estas quedan embebidas en aceite, siendo la concentración de aceites del orden del 30-50% de las tierras evacuadas. A las tierras de blanqueo se les puede extraer el aceite por medio de un proceso de extracción por solvente. Este proceso de recuperación lo efectúan solo aquellas fábricas que procesan semillas. Cuando se separa el aceite de la tierra de blanqueo, la borra resultante puede ser utilizada como relleno de caminos, y como alimento animal (se admite hasta un 2% de estas tierras en la formulación del alimento). Cuando no se recupera el aceite son dispuestas en vertederos. Los lodos generados en la planta de tratamiento de aguas, con un altísimo nivel de aceites y grasas, son sometidos a un proceso de desdoblamiento. Este consiste en reducir el pH (<1) y agregar vapor para elevar la temperatura de estos. En esas condiciones, se generan tres fases: aceite, agua y borras. El aceite es reciclado al proceso productivo, el agua es retornada a la planta de tratamiento, y las borras son dispuestas como residuo sólido, o recicladas a otras industrias. 80 f) Impactos ambientales actuales y potenciales. El impacto ambiental de la industria aceitera está concentrado en la problemática de riesgos potenciales de explosiones, efluentes líquidos, de los lodos producidos en su tratamiento y de los olores molestos. Las empresas productoras están en su mayoría conectadas a servicios de alcantarillado público. Por ello, las que no han implementado planta de tratamiento, pueden provocar obstrucción de las redes de alcantarillado por solidificación de aceites y grasas. Si se implementa un tratamiento previo no se tendrá ningún problema para su disposición en redes de alcantarillado público. La DBO5 disuelta de los efluentes tratados se mantiene en el rango de 300 mg/lt, con máximos posibles del orden de 500-600 mg/lt. Es por ello, que no tiene sentido la construcción de plantas biológicas para pulido de la DBO5 por cuanto son niveles que pueden tratarse sin problema alguno en las plantas municipales. El control de olores es un problema restringido a ciertas plantas y no generalizado del sector. Normalmente está asociado al uso de aceites de pescado y no al de aceites vegetales. Incidencias sobre el medio atmosférico: La refinería se ubicará en un Complejo Industrial Oleícola. Toda la actividad se realizará dentro de una sola edificación, tomándose las medidas oportunas para que las emisiones de ruido al exterior no sobrepasen los valores máximos permitidos por la normativa vigente. Al encontrarse el núcleo urbano más cercano distanciado 2 Km, (ciudad de Palenciana), el nivel sonoro soportado por la población resulta ser nulo. 81 Incidencia sobre el medio hídrico. El agua necesaria para el proceso industrial proviene de los depósitos y red de agua instalada en el Complejo Industrial Oleícola. Los vertidos resultantes del proceso serán reciclados en una depuradora de agua que se instalará junto a la planta en estudio. g) Métodos de control de emisiones a la atmósfera. Los métodos de control de emisiones a la atmósfera son básicamente filtros de manga que permitan controlar las emisiones de material particulado generado por calderas, así como el reemplazo del combustible utilizado por alternativas más limpias como el gas licuado o el gas natural. Cabe destacar que el combustible utilizado es diesel por las industrias del sector. Las molestias generadas por olores normalmente son provocadas por mal manejo de los residuos sólidos generados tanto en el proceso como en la planta de tratamiento, razón por la cual no tiene sentido práctico invertir en tratamiento de olores, sino que el enfoque debe estar orientado a prevención y buen manejo de los residuos. Con relación a las emisiones de hexano, nitrógeno y amoniaco, lo que se persigue es no tener emisiones razón por la cual no existen sistemas de tratamiento de estos gases. De todas formas si hubiere emisiones sería por accidentes y no producto de una operación normal. h) Métodos para el control de la contaminación. Tecnologías de tratamiento de efluentes líquidos. Una planta de tratamiento para efluentes aceiteros requiere ser diseñada para remover los niveles contaminantes de parámetros tales como: DBO5, DQO, Aceites y Grasas, Sólidos Suspendidos, y para corregir el pH del efluente en cuestión. El control 82 del parámetro sulfatos, él cual normalmente estará excedido requiere de un análisis separado. El pretratamiento consiste en equipos separadores de sólidos para remoción de sólidos gruesos y molestos del efluente a tratar, así como la instalación de cámaras desgrasadoras. En algunos casos, se hace necesaria la incorporación de un desarenador, en particular cuando se observa un ataque de ácidos a los pavimentos de la planta. A continuación se describirá las alternativas de solución para cada uno de estos tratamientos. Tratamientos físicos. Los procesos físicos involucran operaciones gravitacionales, manuales o mecánicas que permiten remover básicamente sólidos de distinta granulometría y densidad del efluente. Las operaciones unitarias involucradas son las siguientes. − Separación de Sólidos Gruesos.- Para la eliminación de aquellos sólidos de gran tamaño ( >15 mm) que puedan interferir con las posteriores etapas del tratamiento, se instalan cámaras de reja de limpieza manual o autolimpiantes. Los sólidos son dispuestos como basura doméstica en vertederos, o reciclados hacia otro sector si son posibles de clasificar. − Separación de sólidos molestos.- La industria aceitera por lo general no contiene sólidos molestos, sin embargo, en donde existen procesos de envasado, se evacuan hacia el efluente tapas de envases plásticos, paños de limpieza, papeles de etiquetas, maderas de embalajes, etc. Estos sólidos no se digieren biológicamente y provocan problemas en las posteriores etapas del tratamiento, razón por la cual es necesario removerlos previamente. Para removerlos se utiliza normalmente tamices tipo filtros rotatorios autolimpiantes con agua 83 caliente o vapor. El ideal es utilizarlos inmediatamente antes o después del estanque de homogenización. − Separación de Sólidos No Putrescibles.- Se entiende por tales a las arenas, gravas, cenizas, etc. Para removerlos se utiliza desarenadores, los que pueden ser gravitacionales o aireados. Otra alternativa es utilizar hidrocentrífugas o hidrociclones, en cuyo caso se requiere necesariamente un bombeo previo del efluente. − Cámara Desgrasadota.- La cámara desgrasadora tiene por objetivo remover físicamente aquellas grasas y aceites libres sin necesidad de incorporar producto químico alguno. Su implementación permite reducir los costos de tratamiento asociados a etapas posteriores. Las grasas removidas pueden ser recicladas al proceso de desdoblamiento de ácidos grasos. − Estanque de Ecualización.- El estanque de ecualización tiene por objeto proporcionar tanto un caudal como características físico-químicas del RIL a tratar, lo más homogéneas posible, con el objeto de permitir que el Sistema de Tratamiento no sufra pérdidas de eficiencia y/o no requiera de continuos, costosos y desfavorables cambios en el programa químico aplicado. El tiempo de retención con el cual se diseña dependerá de la disponibilidad de espacio que tenga la industria. Sin embargo es conveniente que los tiempos sean superiores a 6 horas. Tratamiento químico. La etapa de tratamientos químicos involucra la separación de la materia suspendida del efluente. La materia suspendida considera principalmente los aceites y grasas evacuados desde la planta procesadora. − Ajuste de pH.- Aquí se realiza la dosificación de agente neutralizante (soda cáustica o ácido sulfúrico) con el objeto de ajustar el pH al nivel óptimo para la 84 posterior etapa de coagulación. Es recomendable efectuar la neutralización en reactor, con al menos 10 minutos de tiempo de retención, ya que de esa forma se optimizará el consumo de reactivos. El control de pH en línea no es recomendable, ya que redundará en errores que afectarán la robustez del programa químico. − Desdoblamiento con vapor.- Esta tecnología se basa en que a pH ácido (< 2.0) y alta temperatura se logra desdoblar los ácidos grasos, provocando la inmediata creación de dos fases, una fase líquida clarificada y una fase oleosa que se reprocesa. La ventaja de este sistema es que no se utilizan productos químicos como coagulantes, y se pueden reciclar los aceites y grasas en el proceso productivo. Su principal desventaja es el alto costo de inversión y la complejidad de su control. Por ello, no es una alternativa comúnmente utilizada. − Coagulación.- Esta etapa se aplica cuando no se utiliza el proceso de desdoblamiento. El objetivo de esta etapa es neutralizar el potencial Z del efluente, de forma tal de permitir la formación de coloide, los que darán paso a coágulos. Para efectuar la coagulación existen dos tecnologías, la primera (más común) es la dosificación de una sal química coagulante, mientras que la segunda es electrocoagulación. Las grandes ventajas de la electrocoagulación son la menor generación de lodos, y el menor costo de operación. Adicionalmente los lodos presentan concentraciones de aluminio del orden de 3 mg/lt, lo cual permite analizar usos alternativos que la coagulación química no tolera. La desventaja es la alta inversión en capital. − Floculación y preparación de polímero.- La dosificación del floculante (polielectrolito) permite la formación de coágulos de gran tamaño (flóculos), los que son removidos en la etapa posterior de flotación. Los sistemas 85 convencionales de preparación y dosificación del polímero son del tipo Batch y presentan tanto una engorrosa operación como una importante pérdida (entre el 25 y el 45%) de rendimiento en la actividad del polímero debido tanto a la rotura de la cadena molecular como a la falta de "desenrollamiento" de la misma, influyendo importantemente en los costos de operación. Por ello es necesario seleccionar apropiadamente el equipo para esta operación unitaria, de forma tal de no incorporar altas dosis de este producto en los lodos, lo cual será perjudicial para posteriores aplicaciones. − Flotación.- La tendencia natural de los sólidos en el efluente aceitero es a flotar no a sedimentar. Por esta razón se utilizan unidades de flotación para efectuar la separación física de los flóculos. En el proceso de flotación se incorporan microburbujas de aire al efluente en la entrada a la unidad. Estas microburbujas se adsorben a los flóculos bajando su densidad y provocando la flotación natural. Para efectuar la flotación se pueden utilizar dos tecnologías, CAF (Cavitation Air Floatation) o DAF (Dissolved Air Floatation). Existen dos tecnologías adicionales de flotación, IAF (Induced Air Floatation) y Electroflotación. Estas dos últimas no son recomendadas en aceitera por cuanto la primera involucra mayores costos de operación, y la segunda no es viable por la baja conductividad del efluente. Eliminación y disposición de residuos sólidos. · Tratamiento de lodos del tratamiento de los RILES Los lodos físico-químicos salen del proceso de tratamiento con una humedad aprox. del 93%. El deshidratado de los lodos fisicoquímicos debe efectuarse con filtros prensa de placas o centrífugas. 86 Los lodos fisicoquímicos son derivados a la estación de desdoblamiento de ácidos grasos, en donde se les ajusta el pH a un nivel ácido y se les aplica vapor directo. De esta forma se producen tres fases, una fase oleosa que se recicla al proceso productivo; una fase líquida que retorna a la planta de tratamiento; y una fase sólida (borras) que es dispuesta en vertederos o reciclada a otros sectores industriales. Las condiciones para disponer el lodo en vertederos deben ser que cumpla el test de la gota3 (paint test). La digestión de los lodos, ya sea por medios aerobios o anaerobios, se justificará solamente en la medida que los costos de disposición de lodos aumenten considerablemente. Sin embargo, en una primera etapa, se dispondrán lodos crudos. Los lodos deshidratados pueden disponerse en vertederos autorizados, o bien en plantas de compostaje para posterior uso como mejorador de suelos. También pueden reciclarse como combustible en hornos cementeros, debido a que cuentan con un alto valor energético. · Disposición de residuos sólidos generados al interior del proceso productivo. Los residuos sólidos generados en el proceso productivo son plásticos, maderas, metal, papel y lodos provenientes de clarificación del aceite. Los plásticos, maderas, metal y papel son entregados a terceras empresas para su reciclaje. El catalizador de Níquel utilizado en la hidrogenación es un polvo negro que queda retenido en filtros prensa. Este se dispone como residuo sólido en vertederos en la mayoría de los casos, y en los menos se exporta a Estados Unidos para su recuperación. Este catalizador queda embebido en aceite. Es de destacar los riesgos 87 de autocombustión que presenta este residuo, razón por la cual deben adoptarse las medidas de seguridad pertinentes para su apropiado manejo. Las tierras de blanqueo representan un importante residuo sólido. De hecho, se estima su uso entre 3% a 4% del total del peso de aceite procesado. Las tierras de blanqueo son utilizadas por todas las industrias aceiteras que efectúan el proceso de refinación. Estas quedan embebidas en aceite, siendo la concentración de aceites del orden del 30-50% de las tierras evacuadas. A las tierras de blanqueo se les puede extraer el aceite por medio de un proceso de extracción por solvente. Este proceso de recuperación lo efectúan solo aquellas fábricas que procesan semillas. Cuando se separa el aceite de la tierra de blanqueo, la borra resultante puede ser utilizada como relleno de caminos, y como alimento animal (se admite hasta un 2% de estas tierras en la formulación del alimento). Cuando no se recupera el aceite son dispuestas en vertederos. Es de destacar los riesgos de autocombustión que presenta este residuo, razón por la cual deben adoptarse las medidas de seguridad pertinentes para su apropiado manejo. Existe un último grupo, que corresponde al producto vencido y/o fuera de fecha, el cual puede ser recuperado en el proceso de desdoblamiento. Seguridad y salud ocupacional. A pesar de la peligrosidad de los insumos utilizados en plantas aceiteras, varias de ellas han sido declaradas como industria inofensiva por los servicios de salud. Esto es debido básicamente a los altos estándares de seguridad aplicados en este sector industrial. · Productos químicos peligrosos y tóxicos. Algunos de los productos químicos tóxicos y peligrosos más usados en la industria aceitera son los siguientes: 88 Hexano. Amoníaco. Ácido clorhídrico. Amoniaco. Ácido sulfúrico. Soda Cáustica. Nitrógeno. Ácido fosfórico. Desinfectantes. En orden de relevancia, sin lugar a dudas, los insumos más peligrosos son el hidrógeno; amoníaco y hexano. El hidrógeno es producido electroquímicamente efectuando la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. Como catalizador se utiliza potasa. El hidrógeno producido tiene una concentración superior al 98%, concentración a la cual no es explosivo. Los riesgos de explosión pueden producirse ante eventuales escapes, producto de un mal estado de los equipos involucrados en la producción y almacenamiento del hidrógeno. Por ello cada 2 años se controla los espesores de paredes metálicas, y las bombonas de media presión. Adicionalmente se controla el flujo de hidrógeno en los distintos puntos de consumo, a fin de detectar en forma inmediata cualquier fuga que se hubiere producido. De todas formas toda la zona de producción de hidrógeno cuenta con duchas de agua fría para controlar la temperatura. El amoníaco es utilizado en los equipos de frio para producción de mantecas y margarinas. Por su alta toxicidad se mantienen altos estándares de seguridad en su almacenamiento y distribución. El hexano es un riesgo en aquellas industrias que producen el aceite a partir de semillas. Sin embargo, en aquellas que no cuentan con el proceso de extracción por solvente, también existen riesgos asociados al hexano, debido a que pueden recibir aceites crudos mal desolventizados. En ese evento puede llegar hexano a los efluentes y provocar explosiones en las redes de alcantarillado. Por lo anterior es de suma importancia un acucioso control de calidad en los aceites crudos, a fin de detectar cualquier presencia de hexano en estos. 89 Un mayor cuidado en el almacenamiento y en el uso de esos productos, junto con un entrenamiento eficaz de los operarios son elementos indispensables para minimizar la ocurrencia de accidentes. Se detallan las propiedades y demás consideraciones a tener en cuenta en los informes recogidos en 1.1.13. ANEXO DE SUSTANCIAS TÓXICAS Y PELIGROSAS, al final de la memoria descriptiva. · Niveles de ruido. La mayor fuente de generación de ruido en una industria aceitera es debido al ruido propio de los equipos en funcionamiento (bombas, compresores, agitadores, envasadoras, etc.). Entre estas la más considerable es sin lugar a dudas el ruido de los pistones de los sistemas neumáticos (accionados por aire). Este ruido es intrínseco al proceso. Los ruidos causados por las operaciones que se llevan a cabo en una planta aceitera son la primera causa de stress de los trabajadores, sin contar los casos de pérdida de capacidad auditiva y sordera que han sido detectadas cada vez con mayor frecuencia en este tipo de industria. Por lo tanto, la instalación de un sistema de medición y monitoreo de ruidos y el diseño de estructuras de control y abatimiento de los mismos es una tarea indispensable para cualquier planta de procesamiento de productos aceiteros. Según algunos autores los daños derivados de los ruidos molestos en plantas aceiteras constituyen el problema más grave de salud ocupacional en este tipo de industria. 90 · Control de riesgos. Los mayores riesgos en plantas elaboradoras de aceites se pueden imputar a las siguientes fuentes: − Altas Temperaturas. − Sistemas de iluminación insuficientes o mal diseñados. − Ventilación insuficiente. − Fallas en los equipos, procesos y/o operaciones tales como: − Escapes de hidrógeno en la planta de producción de hidrógeno o en el proceso de hidrogenación. − Escapes de refrigerante en la sala de compresores. − Escapes de hexano en el proceso de extracción de aceite. − Filtraciones o derrames de soluciones − ácidas y/o cáusticas. − Manejo de cargadores. − Gases provenientes de las operaciones − de soldadura. − Ingreso e inspección de espacios confinados. − Riesgos de incendios. − Almacenamiento y uso de substancias tóxicas y peligrosas. Para reducir las probabilidades de ocurrencia de accidentes se pueden adoptar las siguientes medidas, además de las señaladas más arriba para el manejo de materiales peligrosos: · El uso de un Código de Conducta que norme los procedimientos relativos al manejo de cargadores, al apilamiento y movimiento de materiales y el 91 entrenamiento de los conductores. La adopción al interior de la fábrica de productos aceiteros de “lomos de toros” para mantener la velocidad dentro de límites aceptables, el uso de espejos convexos instalados en esquinas estratégicas, la designación de áreas restringidas, la separación del tráfico peatonal del vehicular, se convierten en factores importante en el control y reducción de riesgos. · La realización de un sistema de procedimientos y el entrenamiento de los operadores a cargo de las operaciones de mantención e inspección de las áreas de producción y estanques confinados. · El establecimiento y ejecución de auditorías para determinar los límites de inflamabilidad de los materiales normalmente almacenados en planta como solventes, gases, pinturas, aceites, parafinas, petróleos, detergentes, substancias que se usan en los laboratorios, etc. Las conclusiones de la auditoría deben comprender la evaluación de los riesgos relativos al uso y almacenamiento de tales materiales y las precauciones a adoptar. · Protección de los trabajadores. La protección a los trabajadores implica dotar al personal expuesto al manejo de substancias u operaciones que encierran ciertos riesgos de accidentes, de los items habituales en toda actividad fabril. i) Legislación Medio Ambiental. Ley de Protección Ambiental de Andalucía 7/1994 de 18 de Mayo, BOJA N1 79 de 31 de Mayo de 1.994. -Decreto 153/1996 de 30 de Abril por el que se aprueba el Reglamento de Informe Ambiental (BOJA - 18 - Junio - 96). 92 Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas. Ley 38/1972, de 22 de diciembre de Protección del Ambiente Atmosférico. (BOE n1 309, de 26-12-72) Decreto 833/1975, de 6 de febrero que desarrolla la Ley 38/1972 de Protección del Ambiente Atmosférico. (BOE n1 96, de 22-4-75) Orden de 18 de octubre de 1976, sobre prevención y corrección de la Contaminación Atmosférica, Industrial. (BOE n1 290, de 3-12-76) Decreto 74/1996, de 20 de Febrero, por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del Aire, publicado el 7 de Marzo de 1.996, BOJA N1 30. Orden de 23 de Febrero de 1996, que desarrolla el Decreto 74/1996, de 20 de Febrero, por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del Aire, en materia de medición, evaluación y valoración de ruidos y vibraciones, publicado el 7 de Marzo de 1996, BOJA N1 30. Decreto 326/2003 de 25 de Noviembre por el que se aprueba el Reglamento de Protección contra la Contaminación Acústica en Andalucía. Ley 37/2003 de 17 de Noviembre del Ruido. Norma NBE-CA-88 sobre ACondiciones Acústicas en los Edificios@. Ley 16/2002 de Contaminación Atmosférica. Ley 3/1995, de 23 de marzo, de Vías Pecuarias. (BOE n1 71 de 24-3-95) R.D.L. 1/2001 Por el que se aprueba el texto refundido de la LEY DE AGUAS Ley 11/97, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases. (BOE n1 99, de 25.04.97) Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos. (BOE n1 96, de 22.04.98) Decreto 283/1.995 Reglamento de Residuos de la Comunidad Andaluza. 93 RESUMEN TÉCNICO DE LA INFORMACIÓN APORTADA. MEDIDAS CORRECTORAS. 1. ELECCION DE LA PARCELA El promotor ha concertado con el Ilmo. Ayuntamiento, la implantación de una serie de industrias oleícolas agrupadas, que se centralizan en una gran parcela. Infraestructura. Dicha parcela ya en la actualidad está dotada de: - Red viaria y de accesos. - Abastecimiento de agua. - Energía eléctrica. - Servicios de personal. - Servicios industriales auxiliares. (Taller, mantenimiento...) - Aparcamientos, etc... Por lo tanto no serán necesarias ninguna de estas actuaciones, que de forma general ya están realizadas y engloban al conjunto de lo que podíamos llamar Polígono de las Moradillas. Barrera vegetal: Existe una barrera vegetal de olivos, que es la especie existente en los terrenos colindantes, ya dispuesta con un año de edad (4.000 plantas). Esta dotada de riego localizado. 2. RESIDUOS SÓLIDOS Solo existirán las tierras decolorantes ya usadas, que reutilizadas y desengrasadas se almacenarán dentro del recinto. 3. RESIDUOS LIQUIDOS El caudal máximo de efluente se estima en 66 m;/día, en temporada de máximo trabajo. Se dispondrá una depuradora para estas aguas de lavado, que serán enfriadas, previamente desengrasadas, oxidada la materia orgánica residual, desfangada (eliminación de lodos) y corregido su pH antes de verterlas. 94 1.1.10. Electrificación de Baja Tensión. o Instalación eléctrica. Se trata de la electrificación de una planta de refinería de aceite, así como la iluminación exterior e interior. Se ajustará en su totalidad al vigente Reglamento electrotécnico para B.T. y disposiciones complementarias teniendo presente lo siguiente: - En la protección contra contactos eléctricos se clasifica el local como húmedo y eventualmente mojado, viéndose afectado por la MI BT-027. La instalación en zona de trabajo se realizará en montaje superficial bajo tubo de P.V.C. rígido, siendo todos los elementos estancos. En zona de aseos y vestuarios, se realizará con tubo de P.V.C. corrugado en montaje empotrado. - Canalizaciones con conductor de cobre electrolítico, de 750 V. de aislamiento, bajo tubo PVC rígido, haciendo las entradas y salidas a receptores, interruptores y cajas de derivación con prensas estopas. - Con conductores de cobre o aluminio, de 1.000 V. de aislamiento, sobre bandeja, haciendo las entradas y salidas a receptores, interruptores y cajas de derivación con prensas estopas. - Al no estar la actividad clasificada como actividad con riesgo de explosión no se debe de tomar ninguna medida en especial, no obstante se tomarán medidas en las luminarias, siendo estas estancas a las fibras y humedad con un grado de protección IP-54. Los tubos de las conducciones eléctricas así como las tomas de corriente serán del tipo estanco. La previsión total de potencia, así como los cálculos de los diferentes circuitos se realizan en la Memoria de Cálculos en el punto Electricidad de Baja Tensión. 95 o Reglamentación y Normas. Será tenida en cuenta la siguiente reglamentación: - Reglamento Electrotécnico para B.T. y disposiciones complementarias de 20.09.73. - Ordenanzas Generales de Seguridad e Higiene en el Trabajo de 09.03.71. - Normas particulares de la Cía. Sevillana de Electricidad. - Reglamento de aparatos a presión (Real Decreto 1.224 de 4 de Abril de 1.979). - Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-1 (Orden de 17 de Marzo de 1.981). - Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-2 (Orden de 6 de Octubre de 1.980). 1.1.11. Legislación aplicable al proyecto. Real Decreto 2685/1.980 de 17 de Octubre (BOE 15-XII-80) y Orden Ministerial de 17III-81, (BOE 30-3-81) sobre liberación de agroindustrias. Real Decreto 2.135/80 de 26 de Septiembre sobre Liberalización Industrial y Orden del Ministerio de Industria de 18-12-80 que la desarrolla. Reglamento Electrotécnico de B.T., aprobado por Real Decreto 842/02 de 02 de Agosto. Reglamento de Verificaciones Eléctricas y Regularidad en el Suministro de Energía, aprobado por Decreto 12/03/54 y modificaciones posteriores. Real Decreto 2.949/82 de 15 de Octubre sobre Acometidas Eléctricas. Normas Técnicas Particulares de la Cía. Sevillana de Electricidad de 11/10/89 (BOJA 27/10/89). Norma Básica de la Edificación, sobre Condiciones de Protección contra Incendios NBE-CPI-96 (R.D. 2177/96). 96 RD 2267/2004 Reglamento de Seguridad contra incendios en los establecimientos industriales, Ley de Prevención de Riesgos Laborales, Decreto 31/95 de 8 de Noviembre y reglamentos que la desarrollan. Real Decreto 486/97 sobre condiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo. Real Decreto 485/97, sobre disposiciones mínimas en materia de señalización de seguridad y salud en los lugares de trabajo. Reglamento de Seguridad e Higiene en el trabajo. Normativa general del Ministerio de Trabajo (Seguridad e Higiene). Reglamento de aparatos a presión (Real Decreto 1.224 de 4 de Abril de 1.979). Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-1 (Orden de 17 de Marzo de 1.981). Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-2 (Orden de 6 de Octubre de 1.980). Real Decreto 1.495/86 de 26 de Mayo, por el que se aprueba el Reglamento de Seguridad en las Máquinas. Real Decreto 1435/1.992 de 27 de Noviembre, sobre Condiciones mínimas de seguridad que deben tener las máquinas para ser comercializadas. Norma EA-95 (MV-101, 1.962; MV-103, 1.972; MV-106, 1.968; MV-107, 1.968); sobre obras de edificación general. Instrucción de Hormigón estructural EHE-98. Real Decreto 2685/1.980 de 17 de Octubre (BOE 15-XII-80) y Orden Ministerial de 17III-81, (BOE 30-3-81) sobre liberación de agroindustrias. Real Decreto 308/1.983 de 25 de Enero (BOE 21-II-83) sobre Reglamentación Técnico Sanitaria de Aceites Vegetales Comestibles. R.D.L. 1/2001 Por el que se aprueba el texto refundido de la LEY DE AGUAS Ley 10/1998 de 21 de abril de Residuos, Decreto 283/1.995 Reglamento de Residuos de la Comunidad Andaluza. 97 Ley de Protección Ambiental de Andalucía 7/1994 de 18 de Mayo, BOJA N1 79 de 31 de Mayo de 1.994. Decreto 153/1996 de 30 de Abril por el que se aprueba el Reglamento de Informe Ambiental (BOJA - 18 - Junio - 96). Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas. Ley 38/1972, de 22 de diciembre de Protección del Ambiente Atmosférico. (BOE n1 309, de 26-12-72) Decreto 833/1975, de 6 de febrero que desarrolla la Ley 38/1972 de Protección del Ambiente Atmosférico. (BOE n1 96, de 22-4-75) Orden de 18 de octubre de 1976, sobre prevención y corrección de la Contaminación Atmosférica, Industrial. (BOE n1 290, de 3-12-76) Decreto 74/1996, de 20 de Febrero, por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del Aire, publicado el 7 de Marzo de 1.996, BOJA N1 30. Orden de 23 de Febrero de 1996, que desarrolla el Decreto 74/1996, de 20 de Febrero, por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del Aire, en materia de medición, evaluación y valoración de ruidos y vibraciones, publicado el 7 de Marzo de 1996, BOJA N1 30. Decreto 326/2003 de 25 de Noviembre por el que se aprueba el Reglamento de Protección contra la Contaminación Acústica en Andalucía. Ley 37/2003 de 17 de Noviembre del Ruido. Norma NBE-CA-88 sobre ACondiciones Acústicas en los Edificios@. Ley 16/2002 de Contaminación Atmosférica. Ley 3/1995, de 23 de marzo, de Vías Pecuarias. (BOE n1 71 de 24-3-95) R.D.L. 1/2001 Por el que se aprueba el texto refundido de la LEY DE AGUAS Ley 11/97, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases. (BOE n1 99, de 25.04.97) Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos. (BOE n1 96, de 22.04.98) 98 Decreto 283/1.995 Reglamento de Residuos de la Comunidad Andaluza. 1.1.12. Bibliografía. El aceite de oliva. A.K. Kiritsakis. A.Madrid Vicente, ediciones. Manual de aceites y grasas comestibles. A.Madrid, I. Cenzano y J.M. Vicente. AMV EDICIONES. Tecnología de aceites y grasas. BERNARDINI. Oils and Fats Manual. A. Karleskind. Lavosier Publishing Inc. 1.1.13. Anexo de sustancias tóxicas y peligrosas. 99 1.2 MEMORIA DE CÁLCULO 100 1.2.1.- INTRODUCCIÓN. Los aceites de oliva refinables (lampantes) así como los aceites crudos de orujo y girasol no pueden ser utilizados directamente para el consumo pues poseen los siguientes inconvenientes: - Acidez. - Elementos no deseables en disolución. - Impurezas en suspensión. - Coloración no adecuada. - Olor no adecuado. Si calentamos un aceite que contiene ceras, gomas, otras impurezas etc., se producen espumas, sedimentos, humos negros, mal color, mal olor, etc. Por todo lo anterior los aceites de oliva refinables y los crudos de orujo y girasol es necesario someterlos a un proceso de refino donde se eliminan tales impurezas y se corrigen dichos parámetros (acidez, color, olor, etc.) para poderlos hacer aptos para el consumo. Esta serie de operaciones que rectifican un aceite se llevan a cabo en una planta que se denomina REFINERIA. La empresa desea completar su ciclo productivo desde la recepción de materia prima (aceite lampante refinable, orujo y de semilla), hasta la producción de un aceite apto para el consumo, siendo esto la justificación del presente proyecto. A continuación detallamos cada una de las fases que comprende el proceso industrial que se proyecta. El diagrama de proceso tiene algunas diferencias debidas a la naturaleza y composición de las materias primas a refinar. Estas diferencias hacen distinguir entre el refino de: 101 • Aceite de orujo y de semilla, debido a su alto contenido de fosfátidos, llamados lecitinas. Estos, deben ser extraídos de los aceites dado que su presencia origina muchos inconvenientes en el almacenamiento, refinación y conservación de los mismos, tales como: - Decantaciones en los tanques de almacenamiento. - Pérdidas elevadas en refinación. - Dificultad de conservación. - Formación de espumas al calentar el aceite. Semilla presión torta grasa aceite crudo extracción con disolvente aceite crudo harinas neutralización ceras y jabones winterización lavado REFINO secado decoloración acidos grasos desodorización aceite refinado Diagrama de flujo de refinación de aceite de semilla 102 • Aceite de oliva lampante, cuyo refinado será más sencillo debido a que no contienen fosfátidos (lecitinas). Alterándose en algunos aspectos la consecución del proceso, pero el más significativo será que no necesita la etapa de winterización del diagrama anterior. aceite lampante neutralización lavado secado decoloración desodorización aceite refinado 103 1.2.2.- PROCESO INDUSTRIAL. Como ya se ha indicado, la Refinación Química consiste en un tratamiento al que se somete el aceite refinable y crudo para separar de los ésteres grasos neutros, que es el aceite en sí, todas las impurezas presentes. Consiste en una sucesión de distintas fases que son: 1. Neutralización y desgomado 2. Winterización 3. Lavado 4. Secado 5. Decoloración 6. Desodorización 1.2.2.1. Fundamento. 1. DESGOMADO y NEUTRALIZACIÓN ¾ Desgomado Fundamento Casi la totalidad de los aceites de semillas contienen fosfátidos, llamados lecitinas, que en el aceite de soja llegan a superar el 3 % en peso del aceite. Seguidamente se dan algunos valores medios del contenido en lecitina en diferentes tipos de aceites ricos en dicho producto. - aceite de soja, del 2,5 al 3,5 %; - aceite de cacahuete, del 0,9 al 1,3 %; - aceite de colza, del 1 al 1,3 %; - aceite de algodón, del 1 al 2 %; - aceite de linaza, del 0,8 al 1,3 %; 104 Dichos porcentajes están referidos a lecitina desecada conteniendo como media el 62 % de fosfátidos. La composición química de estos fosfátidos se puede estimar en: - fosfatidilcolina, del 21 al 22 %; - fosfatiletanolamina, del 7,5 al 8,5 %; - inositolfosfatidos, del 18 al 20 %; - otros fosfátidos, del 10 al 11 %. El resto está constituido de aceite, estearina, tocoferoles, hidratos de carbono, etc. Desde el punto de vista comercial, el valor de una lecitina depende de su contenido en fósforo. Mediante dicho contenido se determina la cantidad de fosfátidos presentes en una lecitina, sabiendo que un fosfátido puro puede llegar a contener un 3,9 % de fósforo. Estos fosfátidos deben ser extraídos de los aceites dado que su presencia origina muchos inconvenientes en el almacenamiento, refinación y conservación de los mismos, tales como: - decantaciones en los tanques de almacenamiento; - pérdidas elevadas en refinación; - dificultad de conservación; - formación de espumas al calentar el aceite. Por otra parte, la lecitina tiene hoy una amplia gama de aplicaciones en la industria, como son: - emulsionante, en la industria de la margarina y del chocolate; - estabilizante, en la industria de bebidas; - dispersante, en la industria de pinturas; - homogeneizante, en la industria textil y en Medicina. 105 Se conoce, en un proceso de refinación clásica, con el nombre de "desgomado", a la operación industrial de depuración de un aceite cuyo objetivo es, como ya indicamos, la eliminación de dos grupos de sustancias, que son: FOSFATIDOS (o fosfolípidos) GOMAS Y MUCILAGOS, que, distintas, desde el punto de vista de su constitución química, requieren también de un tratamiento diferente. No obstante, en cuanto al nombre que recibe su eliminación industrial no se hace una distinción clara entre ambos grupos de componentes, realizándose bajo el calificativo de "desgomado" a la precipitación de ambas, como: - "Fosfátidos hidratables” y - "Fosfátidos no hidratables" respectivamente. Por otro lado, en la industria, a las gomas y mucílagos se le suelen llamar incorrectamente "fosfátidos", aún cuando en la práctica, la precipitación provocada de cualquiera de ellas pueda arrastrar simultáneamente parte de la otra. En la industria, finalmente, se lleva a cabo primero la precipitación de los fosfátidos y, posteriormente, la de las gomas y mucílagos. El motivo de ello se basa principalmente en que, parte de las gomas y mucílagos son arrastrados también por la precipitación de los fosfátidos, que sólo necesitan la presencia de agua, requiriéndose menor cantidad de reactivo químico para eliminar a los mucílagos y gomas. Los mucílagos se encuentran en los aceites vegetales en estado de solución y de emulsión estables. Para conseguir su eliminación es necesario insolubilizarlos para poder separarlos por centrifugación; los métodos más usados son: floculación por adición de agua y adición de ácidos minerales y orgánicos. 106 Condiciones de la operación FOSFÁTIDOS Estas sustancias a las que se las puede denominar también fosfolípidos, están constituidas por glicéridos, en los que uno de los grupos hidroxilos de la glicerina está esterificado con una molécula de ácido fosfórico que, a su vez, puede estar unido a una amina. De esta forma, y dado su carácter claramente anfótero, puede asociarse, mediante débiles enlaces, a moléculas de agua, formando agregaciones miscelares que, por su elevada densidad, tienden a precipitar en el seno del aceite. Las lecitinas, cuyas aplicaciones industriales son una de las más conocidas, constituyen un ejemplo típico de dichas sustancias. La eliminación de estas impurezas, y aprovechando, como ya hemos indicado, la capacidad que poseen de hidratarse y precipitar, se lleva a cabo en la practica adicionando al aceite una cierta cantidad de agua en unas condiciones que son, en términos generales, las siguientes: • AGUA =1-10 en peso, referida a la cantidad total de aceite. • TEMPERATURA =70-80 ºC • TIEMPO =15-30 minutos. • AGITACIÓN: Lenta. GOMAS Y MUCILAGOS Son, lo que podríamos considerar, parte de la materia extractiva no nitrogenada de un aceite o grasa, comprendiendo sustancias del tipo de los hidratos de carbono, (excluida la celulosa) cuya naturaleza no es aun muy bien conocida y cuya aplicación industrial puede ser igualmente importante. 107 Las gomas y mucílagos son semejantes, como ya indicamos, a los hidratos de carbono, diferenciándose de estos en la aparición de algunos elementos que constituyen y forman parte de su molécula, como puede ser el calcio, magnesio y potasio, así como en la presencia de ciertos ácidos hidroxialdehídicos, como el ácido glucurónico, encontrado especialmente en las gomas. La eliminación de este tipo de impurezas se suele llevar a cabo en la industria, dentro de un proceso típico de refinación, adicionando al aceite, ya sea puro o en solución, un ácido, generalmente ácido fosfórico y, en algunos casos, ácido cítrico que las hace precipitar. Las condiciones en que se lleva a cabo dicha operación dependen de la naturaleza del aceite, y son: - La temperatura. suele ser alta = 70 – 80ºC aprox, - Adición de una pequeña cantidad de ácido fosfórico, que puede oscilar entre el 0,1 - 0,5 % en peso (e incluso menos) referido a la cantidad total de aceite. - El tiempo de mezcla y de contacto suele ser relativamente corto, alrededor de los 5 minutos. En las plantas continuas de desgomado esta operación se efectúa según el esquema siguiente: 108 Aceite bruto calentamiento solución de acido mineral agua mezcla neutralización del exceso de acidez mineral separación La operación de desgomado se efectúa generalmente a 65-75 °C. Temperatura más alta o más baja no es conveniente porque a baja temperatura la viscosidad del aceite es demasiado elevada, mientras que a temperaturas superiores a 75° C el desgomado será incompleto por el aumento de la solubilidad de las gomas. Por esto es por lo que para esta fase conviene disponer de controladores automáticos de temperatura, tiempo de contacto, velocidad de mezcla y dosificación. En la siguiente figura se recoge un diagrama simplificado de este proceso: c B e C b E a E D A d 109 Esquema de una planta de desgomado de aceite bruto: A) Bomba de aceite bruto. B) Calentador. C) Depósito de solución ácida. D) Bomba dosificadora. E) Mezclador: a) Entrada de aceite bruto. b) Entrada de solución ácida c) Entrada de solución alcalina, d) Entrada de agua. e) Salida de aceite. En las modernas instalaciones de funcionamiento continuo, la neutralización del exceso de ácido mineral se efectúa al mismo tiempo que la neutralización de la acidez orgánica presente en el aceite. Una vez realizadas ambas operaciones o la que específicamente sea necesaria, (dependiendo de la composición de dichas impurezas) se somete al aceite a una centrifugación, quedando ya libre de estas sustancias que tanto pueden perjudicar el aspecto final del aceite y a la economía del proceso. ¾ Neutralización Fundamento Los aceites y grasas no están constituidos solamente de glicéridos ya que contienen siempre, en porcentajes más o menos elevados, ácidos grasos en estado libre. Este porcentaje representa el grado de acidez de un aceite. De hecho, cuando se dice que un aceite contiene dos grados de acidez quiere decir que tiene el 2 %, en peso, de ácidos grasos libres. Generalmente la acidez de un aceite se expresa en ácido oleico, dado que este ácido está siempre presente en todos los aceites y grasas y en cantidad, a veces, elevada. La formación de ácidos grasos libres en un aceite se debe en general a fenómenos de fermentación. Ciertas enzimas, en determinadas condiciones de temperatura, desdoblan los glicéridos en glicerina y ácidos grasos y mientras la glicerina se 110 descompone, los ácidos grasos libres quedan en solución en el aceite aumentando su grado de acidez. Dado que una condición indispensable para que se produzca el fenómeno enzimático es la presencia de agua, uno de los sistemas más eficaces para evitar esto es el de eliminar tanto cuanto sea posible el agua que contiene la materia prima, de ahí la necesidad de conservar las semillas oleaginosas bien desecadas y de realizar el almacenamiento de los aceites cuando éstos están carentes de agua. El aumento de acidez ha de evitarse tanto cuanto sea posible porque los ácidos grasos libres son las causas de graves pérdidas de aceite neutro: primero porque los glicéridos que se desdoblan dan origen a ácidos grasos que deben ser eliminados en fase de neutralización; segundo porque durante la fase de neutralización un cierto porcentaje de aceite neutro se pierde en los productos de neutralización, sean en pastas jabonosas (soap-stocks), ácidos grasos destilados, insaponificables, etc. La eliminación de los ácidos grasos libres presentes en un aceite es la fase más difícil y delicada del proceso de refinación de aceites y grasas, ya que en esta fase se pueden producir las pérdidas más altas de aceite neutro y se puede comprometer la calidad final del producto refinado. Son muchas las patentes y procedimientos utilizados para esta operación: aquí se tratará brevemente de los procesos que todavía tienen aplicación industrial, para examinar, con particular atención, las modernas plantas de refinación continua. Los aceites vegetales se neutralizan, en general, con una sustancia alcalina que generalmente es sosa cáustica. Normalmente se utiliza un proceso continuo para eliminar los ácidos grasos libres. 111 En la refinación clásica esta operación se lleva a cabo adicionando al aceite un álcali (generalmente hidróxido sódico, siendo el carbonato sódico menos frecuente) que, al reaccionar con los ácidos grasos libres del aceite, se forman las correspondientes sales sódicas de dichos ácidos, de acuerdo con la reacción de saponificación: O R-C-OH + Na-OH O R-C-ONa + H2O Al ser ésta una reacción reversible, son las condiciones de presión y temperatura las que determinan la dirección de la misma. En efecto, trabajando a presión atmosférica y a temperatura media (60-80 °C) la reacción es de izquierda a derecha (saponificación). Si se trabaja a alta presión (30 atmósferas) y a alta temperatura, la reacción es casi totalmente de derecha a izquierda (hidrólisis). Naturalmente las dos reacciones se producen en presencia de agua. Tratándose, por tanto, de una reacción fácilmente reversible, está fuertemente influenciada de muchos factores, entre los que predominan: - la pureza de aceites y grasas; - temperatura; - concentración de la solución alcalina; - tiempo de saponificación. Cuando se agrega una solución alcalina a un aceite vegetal crudo, se producen en su seno también otras reacciones químicas y cambios físicos. El álcali se combina con los ácidos grasos libres del aceite para formar: 112 - Jabones (sales metálicas de ácidos orgánicos de cadena carbonada larga). - Coágulos de fosfátidos y gomas que previamente han sido tratados con ácido fosfórico y que absorbiendo el álcali se hidratan y degradan. - Materia colorante degradada absorbida por las gomas o solubilizada en agua. - Elementos insolubles atrapados por las demás materias coagulables. Estos jabones precipitan y pueden quedar separados eficientemente del resto del aceite por centrifugación porque son prácticamente insolubles en el aceite neutro en las condiciones en que normalmente se trabaja. Sin embargo, después de esta operación, el aceite, queda siempre con restos de jabones, por lo que es necesario someterlo, a un lavado con agua, ligeramente acidulada, terminando con un secado a vacío. En las plantas de funcionamiento continuo la operación de neutralización se efectúa según el esquema: Aceite desgomado solución alcalina calentamiento agua desmineralizada mezcla separación aceite neutro pastas jabonosas (soapstocks) 113 El aceite desgomado se calienta a la temperatura deseada y se mezcla con una cantidad calculada de solución alcalina. De aquí la suspensión aceite pasta jabonosa pasa al separador centrífugo, que llevará a cabo la separación del aceite neutro y la pasta jabonosa. Para un mejor control del proceso se puede añadir agua desmineralizada o destilada (condensado de vapor, por ejemplo), tanto en el mezclador como en el separador. Serán necesarios por tanto los siguientes equipos: - calentador, con regulación de temperatura; - mezclador, con agitador de velocidad variable; - separador centrífugo. Condiciones de la operación La operación de neutralización se suele llevar a cabo. generalmente, en las siguientes condiciones: - TEMPERATURA, tiene una gran importancia en la neutralización para conseguir un buen rendimiento. Normalmente esta temperatura se mantiene entre 65 y 85 °C. Temperaturas más bajas se emplean para los aceites de baja viscosidad y bajo punto de fusión. - AGITACIÓN, especialmente lenta para evitar emulsiones. - ADICIÓN de una cantidad determinada de HIDROXIDO SÓDICO en solución acuosa, cuya concentración y exceso varían en función de la naturaleza del aceite y su acidez. La cantidad de solución de NaOH a emplear viene dada por la fórmula, Q = (Qi • P • A • 1000) / (100 • M • N) donde: 114 Q = solución de NaOH en litros/hora; Qi = cantidad de aceite a tratar en litros/hora; P = peso específico del aceite; A = acidez del aceite en %; M = peso molecular de los ácidos grasos; N = concentración de la solución de NaOH expresada como «normalidad». Generalmente la acidez de un aceite se expresa con referencia al peso molecular del ácido oleico (282) ya que es el ácido orgánico presente en mayor cantidad en los aceites vegetales de consumo. Normalmente la cantidad estequiométrica de solución de NaOH no es suficiente para neutralizar toda la acidez orgánica presente en el aceite porque parte de dicha solución se utiliza para extraer las gomas, sustancias colorantes y saponificación parcial de los glicéridos. En la Práctica se agrega una cantidad mayor que la estequiometricamente calculada, esta cantidad viene a ser del 5 al 7 %. Por tanto, la formula base será: Q = (Qi • P • A • 1000) / (100 • M • N)+ 6 % En estas plantas de neutralización continuas se utilizan soluciones de NaOH a diversas concentraciones, dependiendo de la acidez y de la calidad de los aceites. Para acidez inferior al 1 % se utilizan soluciones más diluidas (1.5-2.3 N) y para acidez más elevada se utilizan concentraciones de alrededor de 4.2 N. Sólo para acidez superior a 6% se utilizan soluciones con concentración más alta de 4.2N. 115 Hay algunos aceites, como el de palma y algodón, que requieren una mayor cantidad de solución alcalina, del orden del 10-15%, que la requerida estequiometricamente, debido a su riqueza en gomas. El exceso de solución de NaOH, cuando está bien regulada, favorece la rotura de la emulsión entre el jabón y el aceite neutro con el consiguiente aumento del porcentaje de ácidos grasos libres presentes en la pasta jabonosa. Un exceso demasiado fuerte puede, sin embargo, causar la saponificación de los glicéridos, especialmente si se usan soluciones alcalinas concentradas. En la dosificación de las soluciones alcalinas se deben seguir los siguientes criterios: - Incorporar un buen exceso de solución alcalina cuando se trabaja con soluciones de baja concentración; - Limitar el exceso de solución alcalina cuando se utiliza soluciones de alta concentración. Subproductos Después de la neutralización se obtiene un subproducto que son los jabones sódicos de los ácidos grasos libres, qué llevan, aparte de algunas impurezas del aceite, agua, cierta cantidad de hidróxido sódico y aceite neutro ocluido. A este residuo se le suele denominar, dentro del argot industrial, "pastas de refinería" que, por su riqueza en ácidos grasos, se le atribuye un alto valor comercial. La recuperación de dichos ácidos grasos de las pastas de refinería se suele llevar a cabo en la práctica fuera de la propia refinería, en industrias conexas de 116 DESDOBLAMIENTO que, sometiendo éstas pastas a la acción de un ácido mineral fuerte, generalmente ácido sulfúrico, de acuerdo con la reacción: O 2 R-C-ONa+ SO4H2 O 2 R-C-OH + SO4Na2 que constituye el fundamento de dicha operación industrial, se liberan estos ácidos grasos. El producto final, denominado industrialmente "oleínas”, (mezcla oleosa muy rica en ácidos grasos) por su elevada acidez mineral, procedente en este caso del ácido sulfúrico, y conteniendo igualmente apreciable cantidad de sulfato sódico, requiere, antes de su venta, ser sometido a un lavado con agua y un secado. Pérdidas en la neutralización En toda etapa de neutralización alcalina, en los procesos de refinación clásica, se producen pérdidas de aceite neutro que, ocluido incluso después de una centrifugación industrialmente eficaz de las pastas, es difícil recuperar. La cuantía en que se producen dichas pérdidas depende de / muchos factores; sin embargo, existe uno de especial interés origina do por un fenómeno degradativo del aceite, al que se le denomina "saponificación parasitaria". Dicho fenómeno consiste en la hidrólisis parcial del triglicérido y posterior saponificación de los ácidos grasos liberados, de acuerdo con la reacción: 117 R1 OH OH R2 + OHNa R2 + R2 + R3 R3 OH O R1-C-ONa O R3-C-ONa donde se forman glicéridos parciales, (mono y diglicéridos) que, independientemente de constituir una parte, aunque sea pequeña, de materia grasa destruida o degradada, representan, por su carácter hidrofilolipófilo, unos excelentes agentes emulsionantes de aceite en agua, que hacen aumentar dichas pérdidas. En general, las pérdidas de aceite neutro dependen de varios factores, entre los que podemos destacar, por su gran influencia, los siguientes: 1. El grado de saturación del aceite. En los aceites con un índice de iodo elevado, el fenómeno de la saponificación parasitaria se produce con mayor intensidad. 2. La acidez del aceite, por la mayor formación también de jabones que son, como sabemos, unos excelentes emulsionantes. 3. Las impurezas propias del aceite (fundamentalmente los fosfátidos y las gomas) así como la cantidad de glicéridos parciales formados. 4. La concentración de la lejía empleada, ya que los iones sodio actúan con mayor intensidad en los enlaces ester que si es diluida, y 5. El exceso de lejía, que influye bastante en el fenómeno de la saponificación parasitaria. 118 Así como otros factores que, dentro de las diversas etapas por la que pasa igualmente el aceite durante su refinación, están presentes, como es la filtración, centrifugación, lavado, etc. del aceite. Como se ha indicado, durante la fase de neutralización se producen pérdidas, que se deben fundamentalmente a: a) Neutralización de ácidos orgánicos presentes en el aceite; b) Saponificación de glicéridos neutros; c) Pérdidas de aceite neutro por fenómenos de emulsión; d) Saponificación de mucílagos, sustancias colorantes y otras impurezas. Por lo que se refiere a la pérdida d), ésta no se puede evitar, porque es la finalidad de la neutralización. La pérdida b) se puede reducir al mínimo procurando actuar con las siguientes precauciones: - dosificación muy precisa de la cantidad de solución de NaOH: - Utilización de las concentraciones más idóneas; - Trabajar a temperatura lo más baja posible. Las pérdidas c) y d) se pueden eliminar, o reducir mucho, efectuando la operación de neutralización sobre aceites perfectamente desgomados. Las pérdidas por neutralización se calculan por: P = l00x A = (%) en donde: P = porcentaje de pérdida; A = acidez del aceite expresada en %; 119 B = porcentaje de ácidos grasos libres presentes en la pasta jabonosa (soapstock). Esta fórmula simplificada presupone que el aceite ha sido neutralizado completamente. Si contuviese pequeños porcentajes de ácidos grasos libres, la fórmula sería: P = (100x(A-Ai)) / B donde Ai será el porcentaje de ácidos grasos libres presentes en el aceite neutralizado. En la práctica el mejor método para hallar las pérdidas de neutralización es el control de peso del aceite neutro, ya que la fórmula arriba indicada no tiene en cuenta el aceite neutro saponificado y otros factores. Hoy es muy utilizada, para determinar las pérdidas de neutralización, la llamada «pérdida Wesson», que no es sino la acidez del aceite, expresada en porcentaje de ácido oleico presente en el aceite, más las impurezas (insolubles en éter de petróleo) en él halladas. Pérdida Wesson = A + I = W%, en donde A = porcentaje de ácidos grasos expresado como ácido oleico; / = porcentaje de impurezas. En base de estos porcentajes se calculan hoy los índices de pérdida de neutralización. Para cada tipo de aceite tendremos por lo tanto dos valores: - La acidez, expresada en porcentaje AGL (Ácidos Grasos Libres); - la pérdida Wesson % En general, la pérdida de neutralización se mantiene normalmente entre los valores siguientes: - Aceites con acidez hasta 4 grados (4 % de acidez): 0,84+1,2 W% 120 - aceites con acidez superior: 1,4 x W% Una buena Depuración tiene una gran repercusión en la winterización y en el resto de operaciones de Refino. Por eso en algunos casos es necesario recurrir a un proceso de re-refinación para conseguir una mejor depuración. ¾ Re-refinado de aceites neutralizados. El aceite neutro proveniente de la sección de neutralización puede contener todavía pequeñas cantidades de ácidos grasos libres e impurezas varias (fosfátidos, mucílagos... etc.), que pueden ser eliminadas tratando este aceite con una solución diluida de hidróxido sódico. La experiencia ha demostrado que este procedimiento de Re-refinación es muy útil en los casos en que se trabaja aceite de colza o soja, aceites ricos en mucílagos y fosfátidos, y, por tanto, sujetos a fenómenos de reversión, es decir, oxidaciones que se verifican en estos aceites después de la refinación, con graves consecuencias para su conservación. La finalidad de la Re-refinación es la de eliminar de los aceites neutralizados las últimas trazas de ácidos grasos, fosfátidos... etc. Si esta operación se realiza convenientemente, se consiguen importantes ventajas, como son: - Mejor conservación de los aceites refinados; - Mayor facilidad de decoloración de los aceites neutros; - Mayor facilidad de desodorización. 121 Los esquemas de trabajo son iguales a los correspondientes a la neutralización, con la diferencia que en lugar de utilizar soluciones de hidróxido sódico de media o alta concentración, se usan soluciones diluidas de hidróxido sódico y carbonato sódico. Este último tiene la función de precipitar los compuestos de magnesio y calcio con la consiguiente rotura de las emulsiones. Normalmente, la cantidad de solución alcalina que se utiliza en la operación de rerefinación es del 2-3 %, efectuándose a temperatura de 80-90 °C. 2. WINTERIZACIÓN. Fundamento. El proceso de winterización tiene por objeto separar de los aceites llamados DUROS, ceras, estearinas ú otros glicéridos saturados de alto Punto de Fusión, conocidos principalmente, en el argot oleícola, como margarinas y ceras, que originan enturbiamiento y aumento de viscosidad en los aceites al bajar la temperatura. La demanda de aceites líquidos se ha incrementado en los últimos años, principalmente para ensaladas y usos de cocina. Una importante propiedad de estos aceites es su bajo punto de enturbiamiento, que es la temperatura a la que aparece turbiedad cuando el aceite se enfría en determinadas condiciones. Es ésta una operación industrial que conlleva un importante factor de pérdida de aceite, generalmente, de ahí la importancia que tiene. Dentro de todo el proceso de Refino, la Winterización, conviene situar la después a la Decoloración, siendo el orden ideal de operaciones en cuanto a la mejor cristalización pero, evidentemente no en el aspecto de consumo de energía. 122 Definiendo esta operación como "Una cristalización conducida, encaminada al Fraccionamiento en dos Fases (una sólida y otra líquida) de los glicéridos que componen un aceite en orden a su diferente Punto de Fusión". Consiste en precipitar en forma de cristales, en determinadas condiciones de temperaturatiempo, los glicéridos saturados causantes del enturbiamiento. El proceso es una verdadera cristalización fraccionada, donde los tres factores, temperatura, tiempo y agitación tienen una importancia fundamental sobre la naturaleza y formación de los cristales. CRISTALIZACIÓN La Cristalización se define como la formación de partículas sólidas de un soluto por sobresaturación del medio (solución madre). Para la separación de las fases (sólida y líquida) obtenidas, es deseable que los cristales alcancen un tamaño adecuado y uniforme y, en ello influye: (a) La Pureza del producto cristalino: Aunque un cristal bien formado es prácticamente un producto puro, siempre se tiene, en mayor o menor proporción, líquidos de la solución madre. (b) Equilibrio y Rendimiento: El equilibrio se consigue a partir de que la solución madre alcanza el Punto de SATURACIÓN. A partir de este punto y manteniendo un ligero grado de concentración del soluto, por encima del punto de saturación, se inicia el CRECIMIENTO de los cristales hasta el tamaño adecuado para la posterior separación de Fases. El tiempo para esta etapa de "crecimiento" aumenta considerablemente al tratarse (como en nuestro caso) de soluciones de elevada viscosidad, donde se dificulta la 123 transferencia de materia, ó cuando se produce una sedimentación de los cristales, con igual dificultad de contacto con la solución madre sobresaturada. En toda cristalización conducida existen dos etapas: 1. La nucleación o nacimiento de núcleos cristalinos (microcristales) 2. El CRECIMIENTO de los cristales hasta tamaños macroscópicos. Para que tenga lugar la primera es preciso alcanzar la SOBRESATURACIÓN del medio; no es posible el nacimiento de cristales (ni su crecimiento) en soluciones simplemente saturadas (Equilibrio). Para conseguir el necesario grado de sobresaturación en la disolución, se realiza el enfriamiento ya que la solubilidad del soluto aumenta fuertemente con la temperatura. El GRADO DE NUCLEACION, es decir, el nº de núcleos cristalinos formados por unidad de volumen y tiempo, es el primer parámetro a considerar en una cristalización. Para obtener macrocristales que, luego, sean susceptibles de una fácil separación, es preceptivo un grado de Nucleación pequeño, seguido del crecimiento adecuado, máximo y estable. El parámetro fundamental para ambos efectos es el mantenimiento de un ligero grado de sobresaturación del soluto en la solución madre. En la winterización esto se consigue: 1) Enfriamiento rápido y homogéneo del aceite hasta los aprox. 20ºC-25ºC 2) Enfriamiento lento y homogéneo hasta la temperatura mínima estudiada según el tipo de aceite. 3) Maduración o mantenimiento de las condiciones, ligeramente por encima del punto de equilibrio. 124 El estudio de la curva de enfriamiento de los aceites ha demostrado que las condiciones de temperatura-agitación-tiempo más idóneas para el proceso son las temperatura representadas en el gráfico: Nucleación Cristalización Separación tiempo En este esquema puede observarse que las zonas (2º) y (3º) antes dichas, se funden en una y es que el Enfriamiento lento ha de mantener realmente; durante el crecimiento de los cristales, para contrarrestar el calor de formación de la cristalización. Las zonas 2º y 3º, es decir, la cristalización presenta diagramas de enfriamiento muy específicos (gradiente de temperatura en el tiempo y temperatura mínima final) para cada tipo de aceite, a fin de asegurar la correcta Nucleación y sistemático crecimiento de los cristales. Atendiendo a la composición de los aceites, con muy distintos porcentajes de ácidos Grasos Saturados e Insaturados, puede comprenderse fácilmente esta variedad y especificidad en los Diagramas de Enfriamiento. 125 Veamos las cuatro posibilidades en que puede presentarse la Molécula de Triglicérido: Donde (S) es el radical de un Ácido Graso Saturado e (I) es de uno Insaturado. Mediante el cálculo de probabilidades y teniendo en cuenta los muy diversos porcentajes de Ácidos Grasos Saturados e Insaturados y su variedad en la composición de los diversos aceites, puede comprenderse lo ya expuesto en cuanto a la especificidad de los Diagramas en Enfriamiento. La concentración de soluto es parámetro definitorio para conseguir la sobresaturación necesaria para la cristalización. Por las leyes de la cristalización se sabe que: - El descenso de la temperatura facilita la separación en una solución, por sobresaturación, de los componentes con más alto punto de fusión. - La agitación facilita la formación de pequeños cristales. - El tiempo, acompañado de un lento descenso de la temperatura, y la inmovilidad facilitan el crecimiento de los cristales. Por estas razones, las plantas de winterización clásicas están constituidas (Fig. 19.1) por: 126 - Un sistema de enfriamiento rápido provisto de un adecuado sistema de agitación, para inducir la generación de pequeños cristales. - Un sistema de tanques estáticos (cristalizadores), colocados en un ambiente a temperatura controlada, para conseguir el crecimiento de los cristales. ACEITE A WINTERIZAR Fig. 19.1. ACEITE WINTERIZADO Esquema de una planta de Winterización convencional: A) Refrigerador rápido. B) Cristalizadores. C) Filtro prensa. D) Grupo frigorífico. La operación de winterización es de gran importancia cuando se trabaja con aceites de alto contenido en glicéridos saturados, como sucede en los aceites de oliva, algodón y pepita de uva. SEPARACIÓN.- EL DESCERADO POR VIA HUMEDA Las ceras en presencia de agua y de un agente de mojadura, una vez cristalizadas, son susceptibles de separación de la fase aceite por centrifugación. La naturaleza polar de las ceras, sus propiedades hidrofísicas (son mojadas por el agua) y la estabilidad de los macrocristales que forman al descender la temperatura, posibilitan esta separación por centrifugación en continuo. El aceite crudo, después de una neutralización en caliente de forma clásica de manera que queden menos de 2 g/l de jabones en la fase ligera. Al aceite neutralizado se le añade entonces de un 2 a un 4% de agua antes de ser enfriado y madurado durante 6 horas a 4°C. 127 La mezcla se separa a continuación mediante centrifugación en frío: el agua (fase pesada) se lleva con ellos los jabones y las ceras precipitadas. Se recomienda realizar esta separación en frío con una centrífuga autolimpiante para evitar realizar demasiadas paradas de la planta para limpieza. El aceite neutralizado se enfría a continuación en un intercambiador de calor regenerativo mediante aceite frío, a continuación se enfría con agua y finalmente con un refrigerante hasta una temperatura de 5-10º C. La mezcla se mantiene en tanques, agitando suavemente durante unas 4-6 horas. Las ceras se precipitan en forma de pequeños cristales, que son entonces humedecidos y absorbidos por una fase acuosa que contiene algunos jabones y sosa, (aprox. 15 - 20% exceso sobre estequiométrico). Tras otra aglomeración en el segundo tanque (promovida por una pequeña cantidad de un electrolito del tipo del sulfato de sodio), la fase acuosa se separa por centrifugación en la segunda separadora de la fase de aceite, que está prácticamente libre de ceras. Para disminuir la viscosidad del aceite y facilitar la separación, se calienta la alimentación justo antes de la segunda separadora hasta unos 17-20°C (Retempering). Como los cristales de cera, de alto punto de fusión, están ahora "protegidos" dentro de la fase acuosa, no hay riesgo de que dichos cristales se fundan. Después de la separación centrífuga, el aceite descerado puede contener aún hasta 50 mg/kg de ceras. Esto es suficientemente bueno para superar la prueba en frío de 24 horas a 0ºC, pero puede no ser bastante para pasar el test más severo de 1 + 3 días. Para alcanzar un descerado completo es posible realizar una filtración de pulido directamente después de la separadora de descerado, sin necesidad de ningún tiempo de retención. En este caso, la 128 filtración es igualmente dificultosa y lenta, siendo necesario el uso de potenciadores de filtración. Sin embargo, debido a la pequeña cantidad de ceras que quedan, el consumo de potenciadores es mucho menor. Igualmente, las pérdidas de aceite son menores comparadas con la cantidad total de ceras retiradas por filtración. También es usual una Filtración seca (Pulido) final del aceite Refinado, a temperaturas entre 15-20° C, y con una pequeña cantidad de tierras diatomeas (potenciador de Filtración). Pero la solución más sencilla para alcanzar un descerado completo es aumentar el tiempo de cristalización a 12 h, de esta manera se mejora el descerado y por tanto las cualidades del aceite refinado. 3. LAVADO de aceites neutralizados Para obtener aceites libres de jabones después de las operaciones de desgomado, neutralización y re-refinación, se debe proceder a un enérgico lavado del aceite con agua caliente ya que los jabones son siempre parcialmente solubles en el aceite neutro. Aceite Neutro calentamiento agua de lavado mezcla separación Aceite Neutro Lavado agua de lavado Esquema de lavado continuo de aceites y grasas neutras. 129 El funcionamiento de la instalación es simple: el aceite neutro llega al calentador, en donde alcanza los 90-95 °C y pasa al mezclador en unión de una cantidad, dosificada, de agua de lavado a 90-95 °C; en este mezclador, el aceite entra en íntimo contacto con el agua de lavado en estas condiciones las trazas de jabón se disuelven en agua. Por lo general, la cantidad de agua de lavado es aproximadamente del 1015% de aceite en peso. Después de la mezcla, la suspensión aceite-agua pasa al separador centrífugo que efectúa la separación de los dos componentes. Para el lavado de los aceites es conveniente utilizar agua de baja dureza y a ser posible condensado, que en definitiva es agua destilada efectuando esta operación adecuadamente, es posible bajar el contenido en jabón en el aceite por debajo de 100 p.p.m. Con una única etapa de lavado es posible alcanzar un aceite con menos de 0.007% de jabones, pero si se quiere llegar a cifras inferiores (0.002%) es preciso incluir una segunda etapa de lavado. Las descargas de lodos de la centrífuga se envían a un tanque para recuperación de la grasa que se bombea al inicio del proceso. Hasta ahora hemos examinado separadamente las cuatro operaciones que constituyen el ciclo de trabajo inicial de la refinación en continuo de aceites y grasas que son: a) desgomado; b) neutralización; c) winterizado; d) lavado. 130 Si ponemos en serie estas cuatro operaciones tenemos el esquema simplificado: 4. SECADO de aceites neutralizados y lavados. El aceite es aspirado a una torre de vacío, donde es dispersada en finas partículas por boquillas atomizadoras y el agua es evaporada inmediatamente por el vacío creado. Normalmente, la cantidad residual de agua que llega a esta etapa es baja debido a que la separación previa es bastante eficiente. Se trata casi de un agua dispersa en la grasa que quede representar un 0.5% del total. Por esto, un vacío moderado de 50-60mm de mercurio es suficiente para pasar de ese 0.5% de humedad a menos de un 0.05%. 131 Los aceites y grasas antes de someterse al proceso de decoloración deben estar libres de humedad, ya que el agua es enemiga de las sustancias decolorantes. Bastan pequeñas cantidades de agua en una sustancia grasa para reducir sensiblemente la acción decolorante de las tierras y carbones. La deshidratación de un aceite o de una grasa es una operación necesaria antes de efectuar la decoloración. Esta operación se realiza calentando la sustancia grasa a 70-80 °C y en vacío. En estas condiciones el agua se evapora y se condensa separadamente. Para evitar jabones y fosfatos que favorecen la formación de espumas que interrumpen el proceso de secado se debe añadir ácido cítrico para romper las trazas de jabón y así realizar un lavado más eficiente. El equipo será de funcionamiento continuo ya que las plantas de neutralización y lavado trabajan con separadores centrífugos. 132 El funcionamiento es muy simple: la sustancia grasa a secar entra en el calentador A donde llega a 70-80° C y pasa al deshidratador B, donde hay una presión absoluta de 50-70 mm Hg creada por el condensador barométrico, C, y la bomba de vacío D. Un sistema de placas hace caer el producto hasta el fondo del equipo bajo la forma de una película continua de líquido. En estas condiciones de temperatura y presión, el agua se evapora rápidamente. La bomba E, extrae continuamente la sustancia grasa: una válvula de flotador garantiza un nivel constante en el interior del equipo. Se trata, en general, de aparatos que tratan grandes capacidades y de dimensiones reducidas. 5. DECOLORACIÓN de aceites neutralizados, lavados y secados. Fundamento En esta fase del proceso se tratará de la eliminación de las sustancias colorantes (clorofilas, feofitinas) contenidas en los productos neutros. El procedimiento más usado es el de hacer adsorber las sustancias colorantes por tierras especiales o carbón activo, bajo particulares condiciones de trabajo, como son: temperatura, tiempo de contacto y presión. Aprovechando el poder adsorbente que poseen algunas tierras minerales (naturales o activadas) y el carbón activo vegetal sobre los pigmentos naturales de alto peso molecular de los aceites, la operación de decoloración se lleva a cabo en la industria, sometiendo a dichos aceites a la acción de estos agentes. La capacidad de los mencionados adsorbentes para cada uno de los pigmentos que habitualmente se encuentran en los aceites vegetales es distinta; así, por ejemplo, las tierras son más aptas para eliminar la pigmentación verde-azulada de las clorofilas, y el carbón activo para los pigmentos rojos y anaranjados, como los carotenos. No 133 obstante, existen algunos aceites que, por sus especiales características, no se pueden decolorar mediante estos agentes, requiriéndose otros procedimientos, tal como ocurre, por ejemplo, con el aceite de algodón, cuyo color rojo es debido al "gosipol". TIERRAS DECOLORANTES Son arcillas especiales activadas con procedimientos físicos y químicos, como son: - Disgregación en agua; - Lavado con soluciones de ácido sulfúrico; - Filtración; - Secado; - Molienda. El poder decolorante de estas tierras depende esencialmente de la calidad de la materia prima. Normalmente el análisis químico de estas tierras proporciona escasa información sobre el poder decolorante que tendrán las tierras después de los tratamientos indicados; parece que un factor determinante es la forma microcristalina de las arcillas y las impurezas que contienen. Las causas del poder adsorbente de estas tierras activadas no son bien conocidas; la tensión superficial, aumentada por la gran superficie que ofrecen, cumple un papel importante en la adsorción de los grupos cromóforos presentes en los aceites y grasas. De hecho, el tratamiento con solución acuosa de ácido sulfúrico de las tierras no tiene otra función que la de vaciar los capilares de éstas de sustancias extrañas, dejando una masa altamente porosa. Este mecanismo químico-físico de la adsorción de las sustancias colorantes, debido a no haber encontrado una explicación clara, hace difícil el problema de la 134 producción de las tierras. Hay algunas canteras de estas especiales arcillas que proporcionan tierra con diferente efecto decolorante, aun tratándose del mismo filón. Normalmente las fábricas de tierras decolorantes usan mezclas de arcillas especiales para obtener productos de características bastante constantes. Se ha dicho anteriormente que las tierras se someten a un tratamiento con ácidos minerales, y por tanto son siempre ácidas, y esto explica por qué se verifica un aumento de la acidez en los aceites y grasas después del tratamiento con estas sustancias. La acidez de estas tierras varia con el tipo: normalmente el aumento de acidez que se origina en un aceite o grasa después de la decoloración con tierras activadas es del orden del 0,1%. CARBONES ACTIVOS Pueden ser de origen animal o vegetal. Los más utilizados son los de origen vegetal, que se obtienen de la destilación seca de ciertas ramas de árboles. Los carbones que se obtienen de esta destilación se muelen finamente y se activan con reactivos químicos. La acción decolorante parece ser debida a la gran superficie que originan estos carbones; se calcula que un gramo de carbón puede dar lugar a una superficie de varios metros cuadrados; esta gran superficie, recogida en un pequeño volumen, debe influir en la tensión superficial de los compuestos con los que están en contacto, causando fenómenos de adsorción. En el comercio hay gran cantidad de carbones activos: unos para la adsorción de gases y vapores, otros para la adsorción de olores y otros para la adsorción de sustancias colorantes, etc. No es frecuente utilizar sólo carbón activo para la decoloración de aceites y grasas; de hecho, las refinerías emplean una mezcla con 135 tierras decolorantes. El carbón es muy efectivo para separar el color rojo de aceites y grasas. En refinerías, sin embargo, es usual utilizar una mezcla con tierras decolorantes a razón del 5-10 % de carbón y del 90-95 % de tierras. En el mercado se encuentran tierras decolorantes que contienen ciertas cantidades de carbón. El uso del carbón activo se limita para los casos en que hay dificultad de decolorar. No obstante, dado el alto poder de retención de aceite y su relativo alto costo, de siete a ocho veces superior al de las tierras, se tiende a minimizar el empleo de carbón activo. La decoloración se efectúa después de la deshidratación de la grasa, manteniendo en contacto la misma con las sustancias decolorantes (tierras o carbones) durante un tiempo determinado y en condiciones de presión y temperatura también determinados. Y es necesario para conseguir una buena decoloración que la acidez del aceite sea inferior al 3% (expresada en ácido oleico). En la Diagrama se muestra una planta de decoloración continua bajo vacío: A) Homogeneizador. B) Dosificador continuo. C) Mezclador continuo. D) Decoloradora continua. E) Condensador barométrico. F) Bomba de vacío. G) Bomba de extracción. A-1) Entrada de aceite. B-1) Salida de aceite. C-1) Entrada sustancia decolorante. D-1) Entrada de vapor. E-1) Salida de condensado. 136 El funcionamiento de la instalación es el siguiente: la sustancia grasa previamente secada y calentada a 60-70 ºC, entra en el mezclador C, donde se pone en contacto y se mezcla íntimamente con la sustancia decolorante proveniente del dosificador continuo, B, y del homogeneizador, A. El sistema permite una dosificación continua y controlada. La suspensión que se genera en el mezclador, C, pasa al decolorador continuo, D. Un grupo de válvulas garantiza el nivel constante en el mezclador. La suspensión grasa-tierra decolorante, al entrar en el decolorador, D, pierde rápidamente su humedad en la primera parte del equipo, prosiguiendo su camino a lo largo del eje del decolorador hasta llegar al nivel del rebose, que se encuentra en la parte final. El equipo tiene una capacidad tal que mantiene el contacto grasadecolorante alrededor de treinta minutos. Un grupo condensador barométrico-bomba de vacío garantiza una presión absoluta de 50-70 mm Hg. La suspensión grasa-decolorante al salir del decolorador es recogida por una bomba especial y enviada a la sección de filtración, donde se efectúa la separación de los dos componentes. En esta instalación es posible decolorar, en continuo, 200 tons/día con un decolorador de 10 m3 de capacidad. Naturalmente, se pueden construir instalaciones de todas las capacidades. Naturalmente estas plantas continuas se pueden realizar con otros elementos diferentes de los indicados, así como también el sistema de calentamiento del decolorador se puede realizar por fuentes de calor diferentes del vapor de agua. Normalmente, cuando se deben decolorar aceites y grasas a alta temperatura, como en el caso de aceite de palma, el calentamiento del decolorador se realiza por 137 aceite mineral en circuito cerrado o vapor a alta presión. Seguidamente se indicará la influencia que sobre el proceso de decoloración tienen los siguientes factores: temperatura, tiempo de contacto y presión absoluta. La tabla siguiente muestra las ventajas que supone el uso de la decoloración continua sobre la decoloración discontinua. Datos referentes a 1 ton Decoloración Decoloración de aceite decolorado discontinua continua Consumo de vapor (Kg) 110 90 5 3 5 3 20 16 30-180 30 Consumo de energía (Kwh) Consumo de agua (m3) Consumo de tierra decolorante a igualdad de calidad y color (Kg) Tiempo de contacto aceite-tierra (min) Los factores que influyen en el fenómeno de adsorción son: ♦ TEMPERATURA. El fenómeno de la decoloración por adsorción es débilmente exotérmico, y para una temperatura constante y pequeñas concentraciones de pigmento, éste responde con bastante aproximación a la conocida ecuación de Freundlich. X = K •Cn y en su forma logarítmica, por la recta de ecuación: 138 log X = log K + n • log C donde, en este caso, sería: X = Cantidad de pigmento adsorbido por 1 gramo de tierra o carbón activo. C = Concentración del pigmento en el aceite. K y n = Constantes que dependen de la naturaleza del adsorbente, de las sustancias adsorbidas y del solvente, en este caso el aceite. En la ecuación de Freundlich, el valor de n está comprendido entre 0 y 1. No obstante, los valores de ambas constantes K y n pueden ser determinadas experimentalmente para las diversas isotermas de adsorción, como los antilogaritmos de las ordenadas en el origen y de las pendientes respectivamente de dicha familia de rectas. Es bien sabido que la temperatura tiene una notable influencia en la decoloración de una sustancia grasa cuando ésta está en contacto con una tierra decolorante. Para dar una idea de esta influencia, el gráfico de la figura expone los resultados de una serie de pruebas realizadas sobre un aceite de soja neutralizado trabajando a diferentes temperaturas, pero en las mismas condiciones y utilizando igual cantidad de tierra decolorante (2% en peso). Influencia de la temperatura sobre el efecto decolorante 139 Como puede observarse, a baja temperatura el poder decolorante es muy limitado, llegando al máximo cuando la temperatura es de unos 100ºC para decrecer a partir de dicha temperatura. El poder decolorante se ha determinado con el aparato Lovibond en columna de 13,33 cm. En el gráfico, la curva en línea continua se refiere al color amarillo y la de trazos se refiere al rojo. A la derecha del gráfico se representa la escala del rojo, y a la izquierda, la del amarillo. Las pruebas fueron realizadas trabajando a presión atmosférica y con fuerte agitación. Hay que precisar que no todos los aceites se comportan igual y se puede afirmar que cada sustancia grasa tiene su óptimo de temperatura a los efectos del proceso de decoloración. Por esta razón, en las plantas de refinación se realizan pruebas preliminares para encontrar dicho óptimo de temperatura. Por tanto, el gráfico expuesto no tiene más que un carácter indicativo. ♦ TIEMPO. También el tiempo de contacto sustancia grasa-tierra decolorante tiene su importancia a efectos de poder adsorbente de una tierra y también en este caso se puede ilustrar mejor la influencia de este factor con un gráfico. In fluen cia d el tiempo de co ntacto sobre el efecto d ecolora nte 140 Los datos indicados del gráfico de la figura han sido obtenidos trabajando sobre un aceite de soja neutralizado en las siguientes condiciones: - temperatura de decoloración, 95 °C; - cantidad de tierras decolorantes, 2 %; - presión absoluta, 60 mm Hg; - agitación, fuerte. También en este caso el color ha sido controlado con el aparato Lovibond en columna de 13,33 cm. Como puede observarse por la curva del amarillo, la acción decolorante es máxima para un tiempo de unos 30 minutos de contacto, descendiendo lentamente al prolongarse el tiempo. Este gráfico explica por qué la decoloración continua de una sustancia grasa, donde se puede mantener constante el tiempo de contacto aceite tierra, es más eficaz que una decoloración discontinua. o Presión absoluta Al hablar, aunque fuese brevemente, de los productos decolorantes (tierra y carbones), se ha afirmado que el poder decolorante era debido, en su mayor parte, a la influencia que tenían estas sustancias en la tensión superficial por efecto de la gran superficie que ofrecen a las sustancias con las que están en contacto. Esta gran superficie se debe a la formación de innumerables capilares, que en un ambiente atmosférico estarán saturados de aire. De esta consideración aparece claro el porqué de la necesidad de desairear estos productos para que puedan ejercer una acción óptima. En la industria, el sistema más simple para desairear una sustancia decolorante es el de bajar la presión absoluta en los equipos de decoloración a valores próximos a los 50-70 mm Hg con el fin de eliminar todo el aire presente. 141 Condiciones de la operación La decoloración de un aceite en la industria se suele llevar a cabo a temperatura elevada y a vacío, con dos objetivos, que son: a) Eliminar la posible humedad aportada al aceite por dichas tierras, que perjudicaría una eficiente adsorción. b) Minimizar los riesgos de alteración del aceite por acción simultánea de ambos agentes, que son las tierras y la humedad. En general, dentro de un proceso clásico de refinación, las condiciones de la operación de decoloración pueden ser las siguientes: - TEMPERATURA = 70 - 80 ºC o algo superior. - PRESIÓN ABSOLUTA sobre la superficie del aceite = 10 mmHg. - AGENTE DECOLORANTE: 0.1 - 5 % (p), referido a la cantidad total de aceite, que deberá ser agregado lentamente. - TIEMPO DE CONTACTO =15-30 minutos. En la práctica, y debido generalmente a que la coloración de los aceites vegetales es producida conjuntamente por las clorofilas y por los carotenos, se suelen mezclar ambos adsorbentes en proporciones adecuadas para que el color de dicho aceite quede entre los límites aceptados normalmente por el consumidor. 142 6. DESODORIZACIÓN de aceites neutralizados, lavados, secados y decolorados. La desodorización es la última operación industrial a que se somete el aceite dentro de un proceso clásico de refino. En ésta se le eliminan al aceite por destilación y a presión reducida, ciertos componentes volátiles (aldehídos y cetonas sobre todo) no deseables que perjudican las características organolépticas. Fundamento Es necesario eliminar las sustancias que proporcionan olores y sabores desagradables. Naturaleza y origen de las sustancias que producen dichos olores y sabores. Estas sustancias se pueden clasificar en tres grupos: - Hidratos de carbono no saturados; - Ácidos grasos de bajo peso molecular; - Aldehídos y cetonas. En conjunto, estas sustancias se encuentran en las grasas en cantidades muy pequeñas, del orden de 0,001-0,01 %, pero bastan estas pequeñas cantidades para originar productos no comestibles. Entre los hidratos de carbono no saturados se recuerda el escualeno, cuya presencia destaca especialmente en el aceite de soja. Entre los ácidos grasos de bajo peso molecular predominan el ácido butírico y caproico. Estos ácidos están, en general, ya presentes en los aceites crudos, mientras el grupo de los aldehídos y cetonas se forman durante los diversos procesos de la refinación. 143 Entre las características físicas comunes de todas estas sustancias están la gran diferencia de volatilidad entre ellas y los glicéridos. En esta propiedad se basa el proceso industrial de la desodorización. La eliminación de las sustancias malolientes de una grasa se realiza por el procedimiento de destilación y, por tanto, estará influenciada por factores como la temperatura, presión y tiempo. Para una mayor información, en la tabla se recogen las temperaturas de ebullición de los ácidos palmítico, esteárico y oleico a diferentes presiones absolutas. De esta tabla se deduce que la temperatura de ebullición de los tres ácidos baja notablemente al disminuir la presión absoluta, y, por tanto, si queremos destilar estos ácidos a la temperatura más baja posible debemos operar con presiones absolutas muy bajas. Presión absoluta mm Hg Temperatura de ebullición (°C) Ácido palmítico Ácido esteárico Ácido oleico 100 270 290 285 40 244 263 255 10 210 228 220 4 192 209 205 2 179 193 190 1 167 183 175 0,5 154 170 162 0,1 132 148 140 Por lo que la operación está regida en la práctica por la Ley de los gases perfectos: p = n•R•T/V 144 donde p (presión existente en la superficie del aceite) y para que se realice el proceso, debe ser igual a la suma de las tensiones parciales de vapor de los componentes volátiles en estado puro a la temperatura de la operación T. Ley Henry ⇒ P= Σ Piº(T) La programación de la temperatura y la presión de esta operación, juegan en la práctica un factor muy importante, tanto en la calidad final del aceite como en la eficiencia y economía del proceso. Como puede deducirse fácilmente de la expresión matemática de dicha Ley, a mayor presión absoluta sobre la superficie del aceite, mayor temperatura será necesario emplear para la destilación; lo que significa igualmente que, si se desea bajar la temperatura, deberá reducirse entonces proporcionalmente la presión. y esto es equivalente a aumentar el vacío para que se mantenga entre los límites adecuados la eficiencia de la operación. Por otro lado, la temperatura que es necesario alcanzar para que se verifique la destilación de los componentes interesados, aumenta con su peso molecular; no obstante, deberán evitarse límites excesivamente altos que puedan ser riesgo de degradación o destrucción de otras sustancias; éstas pueden ser el propio aceite neutro o sus componentes vitamínicos, provitamínicos o antioxidantes, aunque en estos casos es fundamental, igualmente, el tiempo de la operación. Otro aspecto del proceso de destilación es, precisamente, el poder rebajar todavía más esta temperatura de ebullición inyectando en la masa en destilación un componente gaseoso inerte, como es el vapor de agua. 145 Si tomamos los ácidos grasos y los calentamos hasta una temperatura próxima a su temperatura de ebullición no se produce destilación, pero si inyectamos en la masa de aceite el vapor de agua observamos una rápida y violenta destilación. El vapor de agua no ha hecho otra cosa que modificar la tensión de vapor de los ácidos grasos y consecuentemente rebajar su punto de ebullición. La cantidad de vapor a inyectar requerida para la desodorización es: - Directamente proporcional a la cantidad de aceite o grasa a tratar; - Directamente proporcional a la presión absoluta en el equipo de desodorización; - Directamente proporcional al logaritmo de la razón entre las concentraciones inicial y final de las sustancias odoríferas a eliminar; - Inversamente proporcional a la tensión del vapor de las sustancias odoríferas a una determinada temperatura y velocidad de vaporización. TEMPERATURA y PRESIÓN de desodorización. El aumento de temperatura, acompañado de una disminución de la presión, facilita el proceso de destilación. En el caso específico de la desodorización de los aceites y grasas la presión puede reducirse al mínimo posible, pero el incremento de la temperatura está limitado, ya que se pueden producir los siguientes fenómenos: - Destilación de una parte de los glicéridos; - Fenómenos de polimerización; - Hidrólisis parcial de los glicéridos. 146 Los peligros de hidrólisis son más graves en los equipos de funcionamiento discontinuo, donde la presión absoluta es relativamente alta y donde la permanencia de la sustancia grasa es de varias horas. En general, la temperatura y presión de desodorización, en instalaciones adecuadas, se mantienen dentro de los límites recogidos en la tabla. Sistema de desodorización Discontinuo Tipo de aceite Presión, Torr Continuo Temperatura, °C Presión, Torr Temperatura, °C Soja Colza 10-20 10-20 200 200 4-6 4-6 230 230 Cacahuet 10-20 190 4-6 215 Girasol 10-20 190 4-6 215 Oliva 10-20 180 4-6 210 Coco 10-20 180 4-6 190 Palma 10-20 180 4-6 200 Palmiste 10-20 180 4-6 200 Si se trabaja en estas condiciones, las pérdidas en desodorización raramente superan el 1 %. La utilización de baja presión protege el aceite caliente de oxidaciones atmosféricas, evita la hidrólisis del aceite por el vapor y reduce el consumo de vapor. TIEMPO de desodorización. También el factor tiempo tiene una gran importancia sobre el proceso de desodorización. Cuanto menor sea el tiempo de permanencia de la grasa en el desodorizador mejor será su calidad final. Aunque este tiempo debe ser suficiente para 147 la extracción total de los productos malolientes es, no obstante, necesario que la operación se realice lo más rápidamente posible. Ya se ha indicado la influencia que tienen la temperatura, presión y cantidad de vapor de agua que se inyecta, sobre el tiempo de permanencia en el desodorizador. La experiencia ha demostrado que la desodorización continua debe, sin duda alguna, preferirse a la discontinua, ya que en las instalaciones continuas es posible reducir notablemente el tiempo de desodorización. Un tiempo de desodorización prolongado presenta los siguientes inconvenientes: - Fenómenos de polimerización; - Sabor a «cocido» en los aceites; - Deterioro del color del aceite refinado. Normalmente en las instalaciones discontinuas, los tiempos de desodorización van de un mínimo de cinco horas a un máximo de doce horas, mientras que en las continuas este tiempo es de dos a tres horas. Cantidad de VAPOR requerido y sistema de inyección. Como se ha visto, la cantidad y distribución del vapor de agua en la masa de sustancia grasa sometida a desodorización deben ser estudiadas lo mejor posible dado que de esto depende, en gran parte, la acción desodorante. En la tabla se recogen algunos datos referentes a la desodorización de aceite de soja neutralizado y decolorado, efectuada variando las relaciones entre cantidades de vapor inyectado y de aceite, y trabajando en las mismas condiciones de temperatura y presión en un equipo discontinuo con una capacidad de carga de 5 tons. 148 Cantidad de vapor inyectado, kg/h Tiempo de desodorización, hrs Temperatura, °C Presión, Torr 75 100 125 150 200 16 200 18 9 200 18 1 200 18 7 200 18 7 200 18 Como se puede observar en la tabla, las mejores condiciones de desodorización se consiguieron inyectando 125 kg/hora de vapor. Cantidades superiores no aportaban ninguna ventaja. La experiencia ha demostrado que la inyección de vapor no debe efectuarse en una capa de aceite demasiado profunda, ya que cuanto más profunda es la capa más alta será la presión absoluta y, en consecuencia, menor el volumen de vapor. Experiencias realizadas en este sentido han demostrado que vapor inyectado en el punto más bajo de una masa de aceite de 2 m de altura, mantenida a una presión absoluta de 10 Torr en el aparato, alcanzaba una presión de 150 Torr, y en estas condiciones de presión la acción desodorante era prácticamente nula. Para llegar a presiones de vapor de 20 Torr era necesario inyectar el vapor a una profundidad de 200 mm. Todo ello demuestra que la acción desodorante se produce, prácticamente, en la superficie del aceite. Por consiguiente, los desodorizadores deberán tener capas de aceite lo más bajas posible, (200-250 mm), como sucede en las columnas de desodorización continua. 149 La instalación.Estas instalaciones están construidas por una columna vertical de desodorización y una serie de equipos que garantizan una presión absoluta constante y un intercambio térmico lo más alto posible entre el aceite caliente que sale y el aceite que entra. En la figura aparece una sección de una columna de desodorización continua típica: A-1 Fig. Sección de una columna de desodorización continua: A) Colector de vapores. B) Platos de desodorización. C) Desviadores. D) Tubos de rebose. A-1) Entrada de aceite. B-1) Salida de aceite. C-1) Entrada de vapor indirecto. D-1) Descarga de condensado. E-1) Salida de vapores de destilación. F-1) Entrada de vapor directo. Esta columna está constituida por una envolvente cilíndrica vertical en cuyo interior están montados una serie de platos colocados en cascada uno sobre otro. En el centro de la columna un colector recoge los vapores de destilación que se desprenden de los 150 platos. Cada plato tiene una serie de placas desviadoras que tienen por finalidad hacer recorrer un largo camino al producto a desodorizar. Todos los platos, excepto el último, están equipados con serpientes de calentamiento con vapor indirecto a alta presión (35-40 kg/cm2) u otro fluido térmico, inyectores de vapor directo y tubos de rebose. El plato más bajo no dispone de serpentín ni de inyector de vapor, estando provisto solamente de un conjunto de intercambiadores donde se efectúa un intercambio de calor entre el aceite desodorizado saliente y el aceite entrante. El funcionamiento es como sigue: el aceite entra por A-1, se precalienta a expensas del aceite desodorizado, y pasa al plato superior de la columna, donde recorre un laberinto generado por los desviadores, C, y rebosa, a través del tubo D, para caer al plato inferior, y así sucesivamente hasta llegar al último plato. En éste cede la mayor parte de su calor al aceite que entra y seguidamente se extrae de la columna. Durante el largo recorrido que el aceite realiza por los laberintos de los platos, se le inyecta una corriente continua de vapor de agua, realizándose así una gradual y perfecta desodorización. El esquema indicado en la figura anterior es un ejemplo típico, pero existen otros tipos, difiriendo entre ellos en ciertas particularidades constructivas, como pueden ser el sistema de distribución de vapor directo, intercambiadores de calor, colectores de paso del vapor de destilación, etc. 151 En la figura siguiente aparece un diagrama general simplificado de cómo se realizan estas modernas plantas de desodorización continua. Fig. Diagrama simplificador de una planta de desodorización continua: A) Filtro. B) Desaireador-Desgasificador. C) Cambiador de calor. D) Columna de desodorización. E) Separador. F) Separador. G) Termocompresor. H) Condensador. I) Bomba de vacío. A-1) Entrada de aceite. B-1) Salida de aceite. C-1) Salida de productos condensados. D-1) Entrada de vapor. E-1) Salida de condensado. F-1) Entrada de agua. 152 También para estas instalaciones de desodorización se recogen en la tabla siguiente algunos datos relativos al régimen de funcionamiento. Consumos por ton Capacidad Vapor de ton/24 h calentamiento kg Vapor directo kg Vapor para el Agua de termocompresor refrigeración a kg 16°C m3 Energía Presión Kwh Torr 30 250 50 180 25 5 4-6 50 230 50 170 24 5 4-6 75 210 45 160 22 4 4-6 100 200 45 160 20 4 4-6 Para dar una idea de las dimensiones de este tipo de columnas, la tabla siguiente recoge algunos datos informativos. Dimensiones ton/24 h Diámetro ,mm Altura, mm Número de platos Superficie, m2 30 2300 7400 5 3x3 50 2300 9600 7 3x3 70 3000 8600 6 4x4 100 3000 10800 8 4x4 120 3000 11900 10 4x4 Por supuesto, todas las partes del equipo que están en contacto con el aceite están construidas de acero inoxidable. Se ha demostrado que la utilización de acero al carbono en los desodorizadores no es conveniente, ya que debido a las altas temperaturas con que trabajan actualmente 153 estos equipos se originan pequeñas cantidades de jabones metálicos que hacen que los aceites refinados no estén perfectamente desodorizados y que sean inestables con el tiempo. Los materiales más idóneos para la construcción de estos equipos son los aceros inoxidables AISI 304 y 316. Se puede afirmar que hoy en día no se utilizan desodorizadores en acero al carbono si se quiere obtener buenos aceites refinados. Condiciones prácticas de la operación Las condiciones de trabajo de la operación industrial de desodorización dependen, fundamentalmente, de la naturaleza del aceite, así como de las características de la instalación; no obstante, y en términos generales, los límites entre los que puede variar sus tres parámetros más importantes, son: - TEMPERATURA : 200 - 250 ºC - VACIO : 2 - 5 mm Hg - TIEMPO: 1-7 horas. El calentamiento del aceite se puede llevar a cabo de forma indirecta, por medio de vapor de agua recalentado procedente de una caldera, que al enfriarse o condensar sobre la superficie interior de un sistema de serpentines sumergidos en el seno de la carga, elevan su temperatura. Esta calefacción se puede realizar igualmente por medio de un fluido térmico, tal como cualquiera de una serie de aceites minerales especiales de alta estabilidad. 154 Por otro lado, y durante esta operación, se suele inyectar también vapor directo de arrastre, en una cantidad que puede estar en torno al 5% en peso de la masa total de aceite. Las mejores condiciones de trabajo en un aparato de destilación y consecuentemente de desodorización: A. Temperatura, lo más alta posible. B. Presión absoluta, lo más baja posible. C. Cantidad controlada de vapor inyectado. Hasta ahora hemos hablado de destilación de ácidos grasos y no de sustancias malolientes. Veremos ahora cuáles son los límites de los parámetros A-B-C en el caso de la desodorización de las sustancias grasas. A. Temperatura de desodorización La temperatura no se puede elevar demasiado porque de otro modo se corre el peligro de destilar, junto con las sustancias malolientes, parte de los glicéridos y de originar posibles procesos de polimerización. Si la temperatura es mayor de 210ºC entonces se destruyen los carotenos y se produce el llamado blanqueo por calor. B. Presión absoluta en los equipos de desodorización El límite está dado exclusivamente por el tipo de equipo utilizado. Cuanto más baja sea la presión, más baja podrá ser la temperatura de desodorización. El vacío incrementa el contacto superficial entre el aceite y las burbujas de vapor. 155 C. Cantidad de vapor inyectado La cantidad teórica debería ser un volumen de vapor de agua igual al volumen de los vapores de las sustancias odoríferas a evaporar. En la práctica, la cantidad de vapor inyectado para el stripping es superior, pudiendo llegar a valores de 4 a 1 o más, según el tipo de equipo. Según la ley de Raoult, a una T se cumple: Pvo V = Pv V + H Donde: - Pvo(T) es la presión parcial del componente volátil disuelto. - Pv(T) es la presión parcial del componente volátil puro. - V es el nº de moles del componente volátil. - H es el nº de moles de aceite. Como V<<H → Pvo V = Pv H Según Dalton cuando se sopla vapor, donde : - S es el nº de moles de vapor. - V es el nº de moles del componente volátil. - Ps es la presión de vapor del vapor. - Pv´ es la presión de vapor del componente volátil. dS Ps = dV Pv ´ 156 Como Pv´<< Ps y por tanto Ps =P → dS P = dV Pv ´ La eficacia de la inyección del vapor es el grado de saturación del agua cuando va a través del aceite. E≈0.9. E= Entonces: Pv ´ Pv ´• H E • Pv • V = E P ´= Pvo → Pvo • V → v H dS P•H = dV E • Pv • V Como E, H, T y P son constantes en la desodorización: dS = dV P • H • V E • Pv y por tanto integrando tendré la cantidad teórica de vapor necesario en la inyección en función de la cantidad de moles de volátiles tenga al inicio (entrada) y desee al final (salida). 2 ∫ dS = 1 P•H V log 1 E • Pv V2 En las modernas instalaciones de desodorización continua, que trabajan con presiones absolutas bajas, 1 Torr, el límite de la cantidad de vapor inyectado viene dado por la posibilidad de mantener el régimen de presión, ya que 1 kg de vapor de agua a 1 Torr ocupa un volumen de 1.680 m3, como se ve en el diagrama de la figura. 157 En los equipos de desodorización nos encontramos en las siguientes condiciones: hay una fase líquida, que contiene muy pequeños porcentajes de sustancias odoríferas, a la que hay que llevar a temperatura y volumen prácticamente constante, y que debe ser puesta en contacto con un vapor que ocupa un volumen muy grande en relación con la fase líquida. Para obtener un contacto lo más íntimo posible entre los dos componentes, el vapor debe distribuirse en el líquido lo más uniformemente posible y reciclar lo más rápidamente posible las partículas del líquido que están en contacto con él. Sabiendo la importancia que tienen sobre el proceso de desodorización es necesario mencionar de nuevo los factores a considerar: - temperatura y presión de desodorización; - tiempo de desodorización; - cantidad y sistema de inyección de vapor; - materiales empleados para la construcción del desodorizador. 158 Posibles alteraciones del aceite Es una etapa de la refinación clásica a la que debe llegar el aceite lo más completamente libre de restos de jabones, tierra decolorante y otras impurezas no volátiles ajenas a la propia naturaleza de éste, que se incorporan como ya sabemos en las anteriores etapas de la refinación. El motivo de ello se deriva de la influencia que dichas impurezas pueden tener en ciertas alteraciones y reacciones de degradación del propio aceite, independientemente de las que, como consecuencia de una deficiente neutralización (y por consiguiente, la presencia de a.g.l.) se pueden llevar a cabo y que son susceptibles de acentuarse en la refinación física, como más adelante igualmente consideraremos. Estas reacciones de degradación que pueden producirse cuando están presentes las citadas impurezas son, principalmente: oxidaciones, polimerizaciones, así como desplazamientos y corrimientos de dobles enlaces, etc... 159 1.2.2.2. Descripción del proceso y Diagrama de Flujo. A.- DESGOMADO Y NEUTRALIZACIÓN El aceite crudo es alimentado al proceso de refinación cáustica desde los tanques de almacenamiento al depósito pulmón de la planta D101. Para calentar el aceite se bombea a través de las bombas P101-A/B, a los intercambiadores de calor E111 y E112 (60-80ºC). A la salida de los mismos se efectúa la dosificación de ácido fosfórico, dosificador DC111 (1-3%), cuya dosis estará de acuerdo con el contenido de fosfolípidos presentes, pasando posteriormente a un mezclador de alta velocidad M111 y por un madurador agitado MA101 (15-20 min) para asegurar la completa hidratación de gomas. Impulsada por la bomba p102 y tras pasar por un intercambiador E103 (90ºC) se efectúa la dosificación de la sosa cáustica, dosificador DC113, para la neutralización de ácidos, oclusión de impurezas y la reacción de los pigmentos. Se añade también un polielectrolito con el dosificador DC112 para evitar que el jabón formado retenga aceite en su interior. La cantidad agregada de NaOH es directamente proporcional a la acidez libre presente en el aceite, más un exceso para favorecer la neutralización de los ácidos grasos libres y del ácido fosfórico en exceso de la primera dosificación. La dosificación de la solución cáustica al aceite crudo se controla con un integrador (y registrador) que verifica la relación entre ambos; cualquier variación en la dosis de sosa, en ésta fase, puede causar una variación en la densidad de la mezcla. En la etapa posterior (centrifugación), se vería afectada seriamente la eficacia de tal separación, de no ser controlada dicha densidad. La mezcla de jabón, impurezas y aceite se alimenta a una centrífuga vertical separadora S111, donde se separa en una fase de densidad pesada y otra liviana. La 160 fase liviana consiste en aceite neutro con residuos de humedad y jabón; la pesada está compuesta principalmente por jabón, materia insoluble, sosa cáustica libre, fosfátidos y una pequeña cantidad de aceite neutro. Las centrífugas que se utilizan para el desgomado y la separación de jabones son del tipo hermético o de contrapresión, que permiten cambiar la posición de la zona de separación ajustando la contrapresión aplicada a la salida de la fase liviana pero de todas maneras, es imposible lograr una separación completa de las dos fases. A la salida de la primera centrífuga de neutralización S111 se tiene una descarga de pastas, compuesta principalmente por jabones, que irán a la parte para las pastas de la caja múltiple (pulmón) Cm102, para su decantación. Posteriormente se envían a un depósito exterior con la bomba p104 en espera de su comercialización tal cual como subproducto industrial. La otra descarga o salida de la centrífuga también llega por decantación a la parte Cm101 de la caja múltiple (neutro caliente). Es principalmente aceite neutro pero que contiene aún como impurezas una cierta cantidad de jabones y en algunos aceites como los de girasol, algodón, orujo, las llamadas ceras, o margarinas naturales, compuestas de una mezcla de polialcoholes y ácidos grasos saturados. B.- WINTERIZADO Para la eliminación de estas ceras se recurrirá al proceso llamado Winterización que consiste en enfriar el aceite a baja temperatura durante un cierto tiempo para permitir que las ceras, que se encuentran dispersas en estado líquido, se solidifiquen (cristalización) para que luego puedan ser separadas por centrifugación. Para proceder al descerado del aceite se le envía desde la caja múltiple (Cm101) mediante la bomba p201 a enfriar a través del intercambiador aceite-agua E201 (hasta 25-30ºC) pero previamente han cedido calor a la corriente de aceite crudo a neutralizar 161 en el recuperador E111 (hasta 30-35ºC). Se adiciona una fase acuosa (agua (1%), sosa de 5 ºBe (5%) y salmuera de alta 8 ºBe (<1%) como solución electrolítica) con el dosificador DC211/DC212 que favorece la formación de cristales. Para obtener una buena mezcla pasa a continuación por el madurador agitado MA201 y bombeado con la bomba p202 hacia los cristalizadores. Se enfría ahora con un intercambiador aceite-agua glicolada E202 (hasta 4-6). Una vez frío, el aceite va a los cristalizadores de winterización C201A/B. Los cristalizadores son depósitos agitados (10-20rpm) y están encamisados por serpentines que los mantienen a 4-6ºC. En ellos el aceite permanece el tiempo necesario (≈12h) para tener un gránulo de cera lo suficientemente grande que asegure su máxima separación en la etapa siguiente de centrifugación. El aceite se calienta con el intercambiador E203 (hasta 17ºC) para mejorar sus propiedades (viscosidad≈70cps) para el bombeo (mediante p203) hasta la centrífuga S211. Las ceras separadas en la S211 serán almacenadas en la parte de la caja múltiple Cm202. El aceite winterizado llega hasta la parte de la caja múltiple Cm201. La función de la caja múltiple es la de pulmón de las fases sucesivas del proceso, permitiendo así el correcto funcionamiento en continuo del proceso de refino ante cualquier fallo en cualquier fase de la refinería. C.- LAVADO El aceite winterizado es impulsado por la bomba p301 hasta el intercambiador E311 para alcanzar la temperatura de lavado (90ºC). El lavado se realiza en dos centrífugas, realizando el proceso en contracorriente para reducir así el gasto de agua de lavado. El agua de lavado que sale de la segunda separadora es el agua de lavado de la primera. Por tanto el agua de salida de la segunda separadora S311B se añade al aceite y la mezcla permanece un poco de tiempo (2-3min) en el madurador MA301. De 162 allí entra en la separadora centrífuga de lavado con agua S311A (lavado 1º). Posteriormente se le añade el 7% de agua caliente nueva (limpia), se introduce en un mezclador rápido M311 y pasa por otra separadora centrífuga de lavado con agua S311B para conseguir una menor concentración de jabón en el aceite. El agua de lavado conteniendo jabones y aceite neutro (en muy baja proporción), es enviada a un decantador T301 con objeto de separar estos jabones y el aceite del agua. El aceite es recuperado y reenviado al proceso, el agua reutilizada previa depuración para el lavado y los jabones en la fase de vertido se tratarán en la depuradora como residuos. El agua es reciclada utilizándola en el lavado del aceite en la S311. El objetivo es reutilizar la totalidad del agua ingresada al proceso de manera de no tener efluentes en esta etapa del proceso de acondicionado del aceite. El aceite saliente de la centrífuga S311B es enviado, en continuo, a la siguiente etapa del proceso que es el secado. D.- SECADO En esta etapa de secado el aceite es tratado en condiciones de temperatura y de presión tales que permitan eliminar los restos de agua de lavado que no se separó en la centrífuga S311B. El aceite es calentado en el intercambiador de calor de placas E411 antes de dosificarle la cantidad de ácido cítrico (dosificador con bomba DC411) para eliminar las trazas de jabón que permanecen en el aceite para evitar la formación de espumas en el secador a vacío y ocasionar las considerables pérdidas de aceite. A continuación el flujo de aceite entra en el secadero a vacío CH411. A la salida de tal secadero, el 163 aceite se almacena en el depósito D501 que cumple la función de depósito pulmón de la etapa siguiente, que es la decoloración. E.- DECOLORACION Esta etapa del proceso tiene una doble finalidad: - Eliminar pigmentos oleosolubles. - Retención integral de restos de jabón. Los pigmentos oleosolubles son necesarios eliminarlos, pues perjudican la calidad y presentación del aceite. Los jabones que pudieran haber pasado la separación por centrifugación, también es necesario eliminarlos. La decoloración se realiza mediante el agregado de un porcentaje de tierras decolorantes al aceite neutro y seco, almacenado en espera en el depósito Cm401. La bomba p501 toma el aceite para enviarlo al decolorador B511 previo calentamiento en el intercambiador de calor E511. La totalidad de la tierra decolorante necesaria para un caudal determinado de aceite, se añade directamente en la decoloradora B511. Este decolorador trabaja bajo vacío, a 90ºC dándole a la mezcla un tiempo de residencia tal que asegure el secuestro de todas las impurezas presentes en el aceite (jabones, carotenos, clorofilas, tocoferoles, etc). Estas tierras están almacenadas en unos silos situados en la planta 2ª (S521, S522 y S523). Una vez transcurrido el tiempo de retención previsto, la bomba p512 envía la mezcla semipastosa de tierra y aceite al sistema de filtrado, constituido por dos filtros Niágara F51A1 y F51A2. Cuando se llega a la saturación de uno de los filtros se pasa al siguiente ya preparado para continuar con la retención de las tierras filtrantes. 164 Estas tierras, saturadas con las impurezas que estaban presentes en el aceite, serán enviadas a una caldera de combustión de sólidos (Alperujo) para la recuperación energética del poder calorífico del aceite contenido. Las tierras decolorantes calcinadas son recogidas en los filtros de mangas de retención de cenizas. El aceite saliente de los filtros F51A1 y F51A2 pasa, posteriormente, al depósito martillo D503. A continuación pasa por el filtro de seguridad F51B, mediante la bomba p503, para tener la certeza de la total retención de las tierras. Después pasa a través de un intercambiador/refrigerador con agua E502 si hiciera falta y se almacena en un depósito intermedio D601 a la espera de la próxima, y última, etapa de refinación: el desodorizado. Es necesario la inertización del aceite en el depósito D601 para evitar la oxidación del aceite y el deterioro pues de sus propiedades. F.- DESODORIZADO La desodorización es el último paso en la serie de procesos usados para mejorar la estabilidad de los aceites vegetales, por medio de la eliminación de sustancias volátiles indeseables tales como ácidos grasos libres no retenidos en la neutralización o en el filtrado; diversos compuestos olorosos clasificados, en su mayoría, como aldehídos, cetonas, alcoholes, polialcoholes y otros compuestos formados por la descomposición, al calor, de peróxidos y pigmentos. El tipo y concentración de los ácidos grasos libres se determina fácilmente, pero la identidad y concentración de los otros contaminantes son mucho más difíciles de determinar. Algunos de estos materiales se encuentran presentes en concentraciones muy bajas pero pueden ser perjudiciales en la calidad y presentación del aceite. La desodorización es, primariamente, un proceso de destilación por arrastre con vapor, a alta temperatura y un alto vacío. Para ello, para producir un producto 165 terminado de alta calidad, la instalación de desodorización debe desempeñar las siguientes operaciones en forma eficiente: - Desairar el aceite (Desgasificador G621). - Calentar el aceite a temperatura de desodorización (calentadores E613A y E613B). - Separar las sustancias oleosas del aceite, con vapor (DESODORIZADOR DD611). - Enfriar el aceite terminado antes de su exposición a la atmósfera mediante los enfriadores E612, E611 y E614. Cumplidas todas estas operaciones con eficiencia térmica, y con los debidos controles, el aceite esta terminado, completándose así el ciclo productivo. De la etapa de desodorización se obtienen como productos colaterales los siguientes: - Ácidos grasos, como destilados de bajo peso molecular (aparatos de destilación R721/722, p701, p702 y E701). Estos se almacenan tal cual para su posterior comercialización. - En el extremo del termocompresor de vacío V821 y V822 se encuentra una serie de condensadores barométricos que trabajan con agua. Este fenómeno de condensación arrastra consigo todos los compuestos más volátiles que los ácidos grasos que no se recuperaron anteriormente. Este concentrado de volátiles es interesante recuperarlo puesto que de ellos es posible obtener vitamina E, escualeno, etc...; productos de gran valor. 166 1.2.2.3. BALANCE DE MATERIA. ¾ Esquema de Resultados. Resultados del balance realizado en el punto siguiente “Balance”: − Desgomado&Neutralización.Inlet: · Aceite crudo: ……………………………..……..6.400 kg/h · Ácido Fosfórico: ……………………….….………200 kg/h · Sosa Cáustica: ……………………….…….……..400 kg/h · Salmuera: …………………………………….……400 kg/h · Vapor de 3 kg/cm2…………………………….…...267 kg/h Outlet: · Aceite desgomado y neutralizado….………….5.500 kg/h · Pastas: ……………………………………………1900 kg/h − Winterización (descerado).Inlet: · Aceite desgomado y neutralizado:……..……...5.500 kg/h · Sosa Cáustica: ……………………….…….……...300 kg/h · Salmuera: …………………………………….……...60 kg/h · Vapor de 3 kg/cm2…………………………….….....85 kg/h · Agua de refrigeración…………………………………4 m3/h · Agua glicolada…………………………………………(90kw) Outlet: · Aceite winterizado…………….….…………..….5.250 kg/h · Pastas: ……………………………………………..560 kg/h 167 − Lavado.Inlet: · Aceite winterizado:……..……………….….…..5.250 kg/h · Agua …………………………………………….…370 kg/h · Vapor de 3 kg/cm2…………..……………….…...234 kg/h · Agua de refrigeración……………………….…..0,05 m3/h Outlet: · Aceite lavado…..…………….….…………..….5.200 kg/h · Pastas: ……………………………………..……..420 kg/h − Secado.Inlet: · Aceite lavado:…………..……………….….…..5.200 kg/h · Ácido cítrico………………………………………..0,3 kg/h · Vapor de 3 kg/cm2…………..……………………..60 kg/h Outlet: · Aceite secado….…………….….…………..….5.175 kg/h · Agua eliminada:…………………………………….25 kg/h − Decoloración (blanqueo).Inlet: · Aceite secado:…………..……………….……..5.175 kg/h · Tierras de decoloración………………………….370 kg/h · Vapor de 3 kg/cm2…………..……………………..60 kg/h Outlet: 168 · Aceite decolorado..………….….…………..….5.075 kg/h · Tierras con aceite ocluido...……………………….25 kg/h − Desodorización.Inlet: · Aceite decolorado…………..…………………..5.075 kg/h · Vapor de 22 kg/cm2…………..…………………...120 kg/h · Vapor de 30 kg/cm2…………..…………………...190 kg/h · Agua de refrigeración………..………………….....5,5 m3/h · Agua de refrigeración de destilados ………….....0,6 m3/h Outlet: · Aceite desodorizado..………….….…………….5.000 kg/h · Tierras con aceite ocluido...……………………….75. kg/h Por tanto se tendrá el siguiente consumo auxiliar en: − Agua de refrigeración. 11 m3/h de agua a 25ºC y que experimentará un salto térmico de 15 ºC (Tcaliente de 40ºC). − Vapor de calefacción: 1020 kg/h de vapor. · Vapor de 3 kg/cm2 = 710 kg/h de vapor. · Vapor de 22 kg/cm2 = 120 kg/h de vapor. · Vapor de 30 kg/cm2 = 190 kg/h de vapor. − Agua glicolada: 90 kw 169 En el esquema se recoge la información referente a los flujos másicos de las distintas corrientes implicadas en cada proceso. Inlet Aceite crudo 6 400 kg/h Ácido 200 kg/h Salmuera Desgomado 400 kg/h & Neutralizado Soapstocks 1.900 kg/h Aceite 5.500 kg/h 400 kg/h Sosa Ceras 530 kg/h Salmuera 55 kg/h Winterizdo Aceite 5.250 kg/h Agua 370 kg/h Lavado 275 kg/h Sosa Agua de lavado 420 kg/h Aceite 5.200 kg/h Agua 25 kg/h Secado Ácido 0,3 kg/h Aceite 5.175 kg/h Tierras&aceite 310 kg/h Tierras 210 kg/h Decoloración Aceite 5.075 kg/h Destilados 75 kg/h Desodorización 5.000 kg/h Aceite refinado Outlet 170 ¾ Balance: La capacidad nominal de la planta es de 120 Tm/día de aceite refinado de una composición apta para el consumo humano, tomando como representativa la siguiente: Triglicéridos 97,97 % fosfolípidos 2 ppm a.g.l. 0,03 % Jabón X Ceras 40 ppm Humedad X Pigmentos 0,02 ppm Volátiles 11 ppm (aldehídos y cetonas) Insaponificables 2% En una refinería de aceite vegetal como ya hemos expuesto a lo largo del fundamento del proyecto consta de siete procesos, cada uno se lleva acabo bajo unas condiciones de operación, una serie de componentes introducidos y una serie de componentes eliminados. El refino es la eliminación de esos componentes no deseables, por lo que un buen refino se conseguirá con una eficiencia en estas separaciones y asegurando siempre unas pérdidas de aceite mínimas. Las pérdidas en el refino dependen del aceite a tratar y por tanto de su composición química. En la tabla siguiente se recogen los valores de estas pérdidas de una forma orientativa según el proceso: 171 PÉRDIDAS PROCESO Aceite de oliva lampante Aceite de orujo Neutralizado&Desgomado 1,4-1,7% de acidez 1,4-1,7% de acidez Winterizado, Lavado y Secado 0% 4% Decoloración 1% 2% Desodorización 1% 1% 172 En la tabla siguiente se muestran los componentes eliminados e introducidos correspondientes a cada uno de los procesos del refino de aceites vegetales: PROCESO COMPONENTES ELIMINADOS COMPONENTES INTRODUCIDOS ------------ a.g.l. Almacenaje - Gomas Fosfátidos - Glicolípidos - Proteínas Ácido fosfórico Agua - a.g.l. - Fosfátidos residuales - Subproductos oxidantes - Componentes metálicos - Insecticidas organofosforosos Agua Jabón Desgomado Neutralización Descerado - - Lavado - Secado Desodorización Agua Solución electrolítica Sosa - Jabón Trazas de Fosfátidos residuales Agua - Agua - Decoloración - Cera Sustancias insolubles a baja Tª Triglicéridos saturados Pigmentos (clorofila y carotenos) - Jabón - HC policíclicos - a.g.l. - Sabor - Pesticidas organoclórico - Esteroles y tocoferoles - Peróxidos y subproductos degradados ----------- Peróxidos son destruidos y se forman isómeros de doble enlace Isómeros Cimeros 173 El balance de materia se realiza para la materia prima más desfavorable, dentro de las más procesadas en la refinería. Para un aceite de orujo de una composición nominal media, tal como la siguiente: Triglicéridos 89,52 % Lecitinas 1,5 % a.g.l. 6% Jabón X Ceras 600 ppm Humedad 0,2% Pigmentos 12 ppm Volátiles 2200 ppm (aldehídos y cetonas) Insaponificables 2,1 % El balance de materia será el siguiente: o Desodorización.- Eliminación de olor y sabor. Con los siguientes datos: - Las pérdidas en desodorización son del orden del 1 %. - Los componentes a eliminar son: COMPOMENTE IN OUT a.g.l. 0,1 % 0,03 2200 ppm 11 ppm Insaponificables 2,1% 2% Humedad 0,08 % 0% Volátiles (aldehídos y cetonas) 174 - Los componentes que se mantienen inalterados son: COMPOMENTE OUT Fosfolípidos 2 ppm Ceras 40 ppm Pigmentos 0,02 ppm Con los datos anteriores y sabiendo que el flujo másico es de 120 Tm/día, es Composición decir 5000 Kg/h se tiene una composición de salida: Corriente IN (Kg/h) OUT (Kg/h) DESTILADOS Flujo másico 5075,00 5000,000 75,00 Triglicéridos 4948 4898,5 49,5 Fosfolípidos 0,010 0,010 ------- a.g.l. 5,075 1,500 3,6 Jabón ------- ------- ------- Ceras 0,200 0,200 ------- Humedad 4,06 ------- 4.06 Pigmentos 0,0001 0,0001 ------- Volátiles 11,20 0,055 11,145 Insaponificables 106,60 100 6,60 (Kg/h) La producción de destilados será por tanto de 1.800 Kg/día, y por tanto 1.800 kg/d x 250 d/año = 450 Tm/año 175 o Decoloración.- Eliminación de los pigmentos que le dan al aceite un color desagradable. Con los siguientes datos: - Las pérdidas en las tierras decolorantes son del 2 %. - Se añaden 3-4% (p) de tierras decolorantes, formadas por un 5-10 % de carbón activo y por un 90-95 % de tierras. - La cantidad de tierras necesarias se calcula con la ecuación: C con X = K •Cn t = Fm • C X y donde: Fm = flujo másico C = concentración de pigmentos en aceite X = cantidad de pigmento que adsorbe un gramo de tierra n є (0,1) y K que dependen de la naturaleza del adsorbente, de las sustancias adsorbidas y del solvente, en este caso el aceite. - Tierras de diatomeas de filtración para mejorar el filtrado del aceite en los filtros (0,2% (p)). - - Los componentes a eliminar son: COMPOMENTE IN OUT a.g.l 0,055 % 0,1 % Pigmentos 12 ppm 0,02 ppm Jabón 10 ppm ------- Los componentes que se mantienen inalterados son: COMPOMENTE OUT Fosfolípidos 2 ppm 176 Ceras 40 ppm Humedad 0,08 % Volátiles 2200 ppm Insaponificables 2,1 % Con los datos correspondientes a la entrada a la desodorización, ahora como salida de la decoloración y los datos citados obtenemos la siguiente composición: Corriente COMPOSICIÓN Flujo másico IN (Kg/h) OUT (Kg/h) 5174,03 5075,00 Triglicéridos 5049 4948 Fosfolípidos 0,010 0,010 a.g.l. 2,85 5,075 Jabón 0,052 ------- Ceras 0,200 0,200 Humedad 4,06 4,06 Pigmentos 0,062 0,0001 Volátiles 11,20 11,20 Insaponificables 106,60 106,60 El aumento de acidez provocada en la decoloración es debido a la acidez introducida con las tierras decolorantes ya que es necesario activarlas con ácido cítrico. Este ácido también descompone el jabón, libera los a.g.l y se produce un aumento de acidez, que esta vez es pequeño debido al bajo contenido en jabón. 177 Pérdidas de triglicéridos en tierras: 5049 – 4948 kg/h = 101 kg/h y por tanto al año: 101 x 24 x 250 = 606 Tm/año Tierras de decoloración: Como K=30 y n=1 (caso más desfavorable), la cantidad de tierras decolorantes necesarias serán: Siendo Fm * C = 5101,452 kg/h x 12 e-6 = 0,0612 kg/h de pigmento y X = K * Cn = 30 * (12 e-6) = 0,00036 kg pigmento/kg tierra C t = Fm • C = 170 kg de tierras/h X y siendo la eficacia de adsorción de 83,4 %, la cantidad total de tierras utilizadas será: 170 kg/h / 0.834 = 204 kg/h de tierras decolorantes. 93% son tierras = 0,93 x 204 =189,72 kg/h de tierras. 7 % son carbón = 0.07 x 204 = 14,28 kg/h de carbón activo. Consumo tierras/ año = 189,72 kg/h x 24 h/d x 250 d/año = 1138 Tm/año Consumo carbón activo/ año = 14,28 kg/h x 24 h/d x 250 d/año = 85,68 Tm/año Consumo tierras de filtración/ año = 38.200 Tm/año x 0.002 = 76,4 Tm/año o Secado.- Eliminación del agua contenida en el aceite para no entorpecer sobre la decoloración y desodorización. Con los siguientes datos: - Las pérdidas en el secador son despreciables. - Se añade ácido cítrico (75%(p)) para eliminar los restos de jabón. - Los componentes a eliminar son: 178 - COMPOMENTE IN OUT Humedad 0,6 % 0,08 % Jabón 40 ppm 10 ppm a.g.l. 0,05% 0,055 % Los componentes que se mantienen inalterados son: COMPOMENTE OUT Fosfolípidos 2 ppm Ceras 40 ppm Pigmentos 12 ppm Volátiles 2200 ppm Insaponificables 2,1 % Con los datos correspondientes a la entrada a la decoloración, ahora como salida de la secadora y los datos citados obtenemos la siguiente composición: IN (Kg/h) OUT (Kg/h) Flujo másico 5201,13 5174,03 Triglicéridos 5049 5049 Fosfolípidos 0,010 0,010 a.g.l. 2,60 2,85 Jabón 0,208 0,052 Ceras 0,200 0,200 Humedad 31,2 4,06 Pigmentos 0,062 0,062 Volátiles 11,20 11,20 Hexano 106,60 106,60 Composición Corriente 179 Para evitar la formación de espumas que hagan disminuir el rendimiento del secado es necesario disminuir el contenido de jabón antes de introducir el aceite en la secadora. Para ello se añade ácido cítrico, que destruye el jabón soltando los a.g.l. y será por tanto el responsable del aumento de acidez en la corriente de salida. Si el Peq del ácido cítrico es 64,7 y hay que hidratar 0208-0,052 = 0,156 kg/h de jabón, el ácido cítrico necesario es: 0,156kg / h • 64,7 = 0,2522kg / h 40 Como el ácido es de 75%(p) el caudal másico de ácido es: 0,336 kg/h Se eliminan 31,2 - 4,06 = 27,1 Kg/h de agua. El vacío ocasionado en el secador se consigue gracias a una bomba de anillo líquido, que utilizará agua de refrigeración procedente de la torre de refrigeración de aguas sucias y condensará ese caudal de agua sucia procedente del secado. o Lavado.- Eliminación de los jabones contenida en el aceite mediante lavado con agua caliente a 90ºC. También se eliminan fosfolípidos residuales. Con los siguientes datos: - Las pérdidas en las aguas de lavado son del 0,25 %; ocasionadas por la eficacia (75%) del decantador de aguas de lavado. El aceite decantado se devuelve al principio del proceso recuperándose gran parte. 180 - En la centrífuga con la fase pesada se va un 1% de aceite. - Los componentes a eliminar son: COMPOMENTE Jabón fosfolípidos Humedad - IN 800 ppm 5 ppm 0,5 % OUT 40 ppm 2 ppm 0,6 % Los componentes que se mantienen inalterados son: COMPOMENTE OUT a.g.l. 0,05 % Ceras 40 ppm Pigmentos 12 ppm Volátiles 2200 ppm Insaponificables 2,1% Con los datos correspondientes a la entrada a la secadora, ahora como Composición salida del lavado y los datos citados obtenemos la siguiente composición: Corriente IN (Kg/h) OUT (Kg/h) Agua de lavado (Kg/h) Flujo másico 5251,14 5201,13 417,67 Triglicéridos 5100 5049 51 Fosfolípidos 0,026 0,010 0,016 a.g.l. 2,60 2,60 -------- Jabón 4,2 0,208 3,992 Ceras 0,200 0,200 -------- 181 Humedad 26,26 31,2 362,66 Pigmentos 0,062 0,062 -------- Volátiles 11,20 11,20 -------- Insaponificables 106,60 106,60 -------- Como es un doble lavado con el agua de lavado en contracorriente para disminuir el caudal de efluentes a depurar. Como el agua de salida de la segunda centrífuga servirá para el lavado de la primera centrífuga añadiré a la corriente de aceite un 7 % de agua caliente (90ºC) para conseguir una mayor fuerza impulsora, es decir un mayor alejamiento de la saturación del agua con jabón. Por tanto añadiré de agua caliente: 5251,14 kg/h x 0,07 = 367,60 Kg/h de agua caliente (90ºC) El agua de lavado (fase pesada de la centrifuga) de caudal unos 420 l/h, va a un decantador donde se separa en: - La composición de las aguas de vertido (agua, jabón, lecitina y restos de jabón) es: Si la eficacia del decantador es del 75%, el aceite en vertido es: 51 kg/h triglicéridos x 0.25 (1-ηdecantador) = 12,75 kg/h triglicéridos Por lo que con el vertido se van: Componente Flujo másico (kg/h) Composición (%) Triglicéridos 12,75 11,87 Agua 362,66 kg/h agua x 0,25 = 90,665 84,40 Jabón 3,992 3,7 Fosfolípidos 0,016 0,03 182 - El agua del lavado para reutilizarla se debe depurar antes de enfriar en torre de refrigeración ya que contiene algunas impurezas. El caudal de esta agua es: 0,75 x 362,66 kg/h = 272 kg/h agua - El aceite recuperado que tras pasar por un intercambiadoreconomizador aceite-aceite cede su calor al flujo que sale de la centrifugadora de winterizado (a unos 17ºC). Este aceite se enfría hasta la temperatura de inicio del refino y se devuelve al depósito pulmón de desgomado y neutralizado (principio de la línea). Como la eficacia del decantador es un 75% el aceite recuperado es: 51 kg/h triglicéridos x 0,75 = 38,25 kg/h triglicéridos o Winterizado (descerado).- Eliminación de las grasas de alto punto de fusión (ceras y triglicéridos saturados) mediante oclusión en una solución electrolítica (1% de salmuera) y enfriamiento sucesivo hasta 4-5 ºC. Con los siguientes datos: - Las pérdidas de aceite en pastas de centrifugación son del 3,75 %. - Se añade un 1 % de salmuera (8 ºBaumé). - Se añade un 5 % de sosa (5 ºBaumé). - Los componentes a eliminar son: COMPOMENTE IN OUT Ceras 600 ppm 40 ppm Humedad 0,45 % 0,5 % 183 - Los componentes que se mantienen inalterados son: COMPOMENTE OUT Fosfolípidos 5 ppm a.g.l. 0,05 % Jabón 800 ppm Pigmentos 12 ppm Volátiles 2200 ppm Insaponificables 2,1% Se añaden los siguientes reactivos: - 5% de sosa de 5 ºBe. 5451,2 kg/h x 0,05 = 272,56 kg/h (1.635 Tm/año) - 1% de salmuera de alta concentración (8 ªBe). 5451,2 kg/h x 0,01 = 54,51 kg/h (327.06 Tm/h) Con los datos correspondientes a la entrada al lavado, ahora como salida Composición (Kg/h) del winterizado y los datos citados obtenemos la siguiente composición: Corriente IN (Kg/h) OUT (Kg/h) Pastas (Kg/h) Flujo másico 5451,2 5251,14 Triglicéridos 5298,7 5100 198,7 Fosfolípidos 0,026 0,026 -------- a.g.l. 2,60 2,60 -------- Jabón 4,2 4,2 -------- Ceras 3,27 0,200 3,07 272,56+54,51-1,73= Humedad 24,53 26,26 325,34 kg/h (reactivos) 184 Pigmentos 0,062 0,062 -------- Volátiles 11,20 11,20 -------- Insaponificables 106,60 106,60 -------- La centrífuga produce 527,11 kg/h de fase pesada que va a depósito de pastas. Un flujo másico al dia de: 527,11kg/h x 24 kg/dia = 12.650,64 kg/d de ceras. Y al año un total de: 3.163 Tm/año de pastas de descerado. o Desgomado y Neutralización.- Eliminación de los fosfátidos (lecitinas) por precipitación mediante adición de ácido fosfórico, y la acidez elevada del aceite mediante la saponificación de los ácidos grasos libres añadiendo sosa cáustica. La acidez del aceite viene expresada como el tanto por ciento en peso de ácido oleico (el ácido en mayor proporción en los aceites vegetales). La reacción de saponificación como ya sabemos es: O R-C-OH + Na-OH PM=282 O R-C-ONa + H2O PM=40 PM=304 PM=18 Con los siguientes datos: - Las pérdidas de aceite en pastas de centrifugación son del 1,5% por cada grado de acidez. - Se añade un 1-3 % de H3PO4 (75%(p)). - Se añade sosa (4,2 N) en la cantidad: 185 Q(l / h) = Qi (l / h) • Pesp • A(%) • 1000 100 • PM • N + 6%(exceso) - Se añade la misma cantidad de salmuera (8 ºBe) que de sosa. - Los componentes a eliminar son: COMPOMENTE Fosfolípidos (fosfátidos y gomas) a.g.l. humedad - IN OUT 1,5 % 5 ppm 6% 0,2 % 0,05 % 0,45 % Los componentes que se mantienen inalterados son: COMPOMENTE OUT Ceras 600 ppm Pigmentos 12 ppm Volátiles 2200 ppm Insaponificables 2,1% Con los datos correspondientes a la entrada a winterizado, ahora como salida del desgomado&neutralizado y los datos citados obtenemos la siguiente composición: Si las pérdidas de aceite son del 9 %, el aceite a la entrada es: 5248,7 kg / h 0,91 = 5767,8kg / h La suma del aceite, ceras, pigmentos, volátiles y hexano es el 92,3 % de la corriente (100-6-1,5-0,2=92,3 %) por lo que el flujo másico de entrada al proceso será: 5888 ,9 = 6380 , 20 kg / h 0 . 923 Por lo tanto los reactivos añadidos serán: 186 Un 3 % de H3PO4 (75%(p)) → 191,40 Kg/h de ácido fosfórico (143,55 kg/h de H3PO4 + 47,85 kg/h de agua). De NaOH (4,2 N) → Según la fórmula: 370,70 kg/h (54,3 kg/h de sosa cáustica y 323,23 kg/h de agua). De salmuera (8º Be) → 370,70 kg/h Por tanto al año anual de reactivos será: 191,40 kg/h x 24 h/d x 250 d/año = 1.150 kg/año de ácido 370,70 kg/h x 24 h/d x 250 d/año = 2.225 kg/año de sosa 370,70 kg/h x 24 h/d x 250 d/año = 2.225 kg/año de salmuera El jabón formado según la estequiometría de la reacción es: (0,06 • 6380,20 − 2,56) • Por tanto el cuadro 304 kg / h = 410 kg / h 282 representativo del proceso de Composición (Kg/h) desgomado&neutralizado es el siguiente: Corriente IN (Kg/h) OUT (Kg/h) Flujo másico 6380,20 5451,2 Triglicéridos 5767,80 5298,7 Fosfolípidos 95,703 0,026 a.g.l. 382,81 2,60 Jabón -------- 4,2 Ceras 3,27 3,27 Humedad 12,76 24,53 Pigmentos 0,062 0,062 187 Volátiles 11,20 11,20 Insaponificables 106,60 106,60 La composición de las pastas de centrifugación se obtiene como sigue: a. Triglicéridos → 5767,80– 5298,7 = 469,1 kg/h aceite en pastas. b. Gomas → 0,015 x 6380,2 – 0,026 + 0,03 x 6380,20 = 287,05 kg/h de gomas. c. Jabón → 410 – 4,115 = 405,90 kg/h de jabón. d. Agua → 24,43 + 12,76 + 323,23 – 24,53 = 335,74 kg/h de agua. e. Sosa (exceso) → 3,07 kg/h exceso de sosa. Las pastas de desgomado y neutralización tienen un flujo másico de 1.500 kg/h de composición: COMPONENTE COMPOSICIÓN (%) Triglicéridos 31,25 Gomas 19,13 Jabón 27,05 Agua 22,4 Sosa 0,2 Siendo la producción al año de pastas: 9.000 Tm/año El flujo total de pastas sumando las procedentes de desgomado, neutralización y winterización es: 9.000 + 3163 Tm/año ≈ 12.000 Tm/año 188 CONSUMO ANUAL DE MATERIAS PRIMAS.- ACEITE DE ORUJO 6º ACIDEZ MEDIA 9.570 Tm ACEITE DE OLIVA LAMPANTE 19.140 Tm ACEITE DE GIRASOL 9.570 Tm Tierras de diatomeas de filtración 60 Tm Tierras de decoloración 1140 Tm Carbón vegetal activado de decoloración 86 Tm Sosa cáustica (4,2 N) 2.225 Tm Sosa cáustica (5ºBe) 1.635 Tm Ácido fosfórico (75%(p)) 1.150 Tm Ácido cítrico 60 Tm Salmuera (8ºBe) 2.552 Tm Nitrógeno 15 Tm ACEITE DE ORUJO REFINADO: 7.500 Tm ACEITE DE GIRASOL: 7.500 Tm ACEITE DE OLIVA REFINADO: 15.000 Tm Jabones, gomas y ceras de refino: 12.000 Tm Aceite perdido en las tierras: 606 Tm Destilados de desodorización: 450 Tm PRODUCTOS A OBTENER ANUALMENTE.- 189 1.2.2.4. Balance de ENERGÍA. Los cálculos de las potencias caloríficas intercambiadas están recogidos en el apartado siguiente 1.2.2.5. a. Desgomado y Neutralización.- Intercambiador recuperador ACEITE/ACEITE E111. PQ = ±100kw - Intercambiador de calor ACEITE/VAPOR E112. PQ = +120kw - Intercambiador de calor ACEITE/VAPOR E103. PQ = +41kw b. Winterización (descerado).- Intercambiador de calor ACEITE/AGUA de refrigeración E211. PQ = −68kw - Intercambiador de calor ACEITE/AGUA GLICOLADA E212. PQ = −68kw - Cristalizadores refrigerados con agua glicolada C201. PQ = −22kw - Intercambiador de calor ACEITE/VAPOR E203. PQ = +46kw c. Lavado.- Intercambiador de calor ACEITE/ACEITE E311. PQ = ±140kw 190 - Intercambiador de calor ACEITE/VAPOR E312. PQ = +96kw - Intercambiador de calor ACEITE/VAPOR E313. PQ = +32kw - Intercambiador refrigerador ACEITE/AGUA de refrigeración E304. PQ = −1kw - Generador de agua caliente a 90 ºC con vapor saturado de 3 bar de presión. El consumo de vapor es 20 kg/h. Por tanto es un aporte de calor de: PQ = +14,2kw d. Secado.- Intercambiador de calor ACEITE/VAPOR E411. PQ = +32kw e. Decoloración.- Intercambiador de calor ACEITE/VAPOR E511. PQ = +32kw f. Desodorización.- Intercambiador recuperador ACEITE/ACEITE E611 y E612. PQ = ±155kw - Intercambiador de calor ACEITE/VAPOR E613. PQ = +62kw - Desgasificador recuperador ACEITE/ACEITE G621. PQ = ±275kw 191 - Desodorizador DD611. PQ = +93kw - Intercambiador recuperador aceite/agua de proceso E614. PQ = ±14kw - Intercambiador de calor ACEITE/AGUA de refrigeración E605. PQ = −92kw - Intercambiador de calor ACIDOS GRASOS/AGUA de refrigeración E711. PQ = −10kw La planta necesita unos 1.260 kw de energía para su funcionamiento, de los cuales el 54,6 % es recuperado del propio proceso. El aporte externo de energía por tanto será de 570 kw, es decir el 45,4 % del total necesario para el funcionamiento normal de la planta. Y será necesario retirar del proceso una potencia calorífica de 261 kw mediante agua de refrigeración (-171kw) y agua glicolada (-90 kw). El agua de refrigeración se enfría en la torre de refrigeración definida en el punto 1.2.2.5. apartado l. Y el agua glicolada en el sistema de frío definido en el apartado 1.2.2.5. apartado k. En el esquema de la página siguiente muestra los flujos de calor que intervienen en el proceso. 192 In +585 kw Out -92 kw +570 kw -160 kw +46 kw Winterizado +165 kw Desgomado y (descerado) +430 kw +32 kw Decoloración Neutralización +100 kw Desodorización +155 kw +155 kw CALOR APORTADO CALOR RETIRADO +140 kw -1 kw +32 kw Secado Lavado CALOR RECUPERADO 193 1.2.2.5. Dimensionado de los equipos. Suponiendo que la Cp del aceite es 0,525 kcal/kgºC de valor promedio y suponiendo que es constante en todo el proceso de refino, el balance de energía por proceso es: a. Parque de depósitos (almacenaje). Es necesario un volumen de almacenaje que cumpla las necesidades de abastecimiento, reserva y almacenaje de producto terminado. Abastecimiento (aceite crudo).- Si la capacidad de la planta es de 7 m3/h de aceite crudo, y suponiendo que el tiempo de abastecimiento por camiones a la planta es de 15 días, el volumen será: Vabastecimiento = 7m3 / h • 15días • 24h = 2.520m3 día Como en la planta se tratan diferentes materias primas es importante separar el aceite de oliva lampante del orujo de oliva y del de girasol. 3 Por tanto será necesario otros 2.520m : 3 1.260 m para el orujo y 1.260m 3 para el girasol. Reserva.- Un 25% del volumen de abastecimiento para cada aceite a tratar: 630 m3 para el oliva lampante 300 m3 para el orujo 300 m3 para el girasol Almacenaje de producto terminado (aceite refinado).- El tiempo en bodega después de ser refinado no debe ser mayor de una semana por lo 194 que si la producción de aceite refinado es de 5m3, el volumen para cada materia prima es: 840 m3 para el aceite lampante 420 m3 para el aceite de orujo 420 m3 para el aceite de girasol b. Desgomado y neutralización: - Depósito pulmón de aceite crudo para alimentar a la planta (D101). Si se alimenta a la planta un flujo másico de 6380,20 kg/h, de densidad a 25ºC de 0.92 kg/l, el caudal volumétrico será: 6380,20kg / h 920kg / m 3 ≈ 7m 3 / h y para que el tiempo de alimentación a la planta sea de 5 h ante cualquier contratiempo en la alimentación desde bodega, será necesario un depósito de un volumen de: 7 m 3 / h • 5 h = 35 m 3 - Bombas (p101A/B). Caudal 7,15 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 41 m. Temperatura del fluido 25 ºC. - Filtros (F101A/B). Caudal a filtrar 7,15 m3/h de aceite crudo. - Intercambiador recuperador aceite/aceite E111. Entra el aceite que se dirige a winterizado a una temperatura de 80 ºC y con un caudal másico de 5451,20 kg/h. Se aprovechará un salto térmico de 30 ºC (hasta unos 195 50ºC) para calentar el caudal de entrada 6380,20 kg/h de aceite crudo que está a la temperatura de almacenaje de 20-25 ºC. T1s T1e intercambiador contracorriente T2s T2e El calor recuperado será de: . m 2 • C p • ∆T2 = 5451,20kg / h • Cp • 30º C = 85.900kcal / h = 100kw Y la temperatura de salida del aceite crudo del E111 será: . . T1s = T1e + m 2 • C p • ∆ T2 . = 25 + . m1 • C p - 5451 , 20 • 30 = 50 º C 6380 , 20 Intercambiador de calor aceite/vapor E112. Para calentar un caudal másico de 6380,20 kg/h de aceite crudo desde ≈50 ºC hasta unos 80ºC mediante vapor de características: Presión de timbre 3 kg/cm2 (T=133,5ºC) hfv=2163,2 KJ/kg y v=0.001074 m3/kg. El calor que deberá aportar el vapor es: . m1 • C p • ∆T1 = 6380,20kg / h • Cp • 30º C = 100.500kcal / h ≈ 120kw y el caudal de vapor para ello es: . m v • h fv = 120kw . mv = 120kw = 200kg / h h fv 196 - Mezclador M111. Se añaden 191,40 kg/h de ácido fosfórico a los 6380,20 kg/h de aceite crudo, por lo que se necesita un mezclador de ácido fosfórico-aceite para un caudal de 6571,6 kg/h. - Madurador agitado MA101. El tiempo de residencia en el madurador es de 15-20 min para los 6571,6 kg/h. El volumen del madurador será pués: Vmadurador = 6571,6kg / h - 920kg / m 3 • 20 min 60 min/ h = 2,40m 3 Bomba (p102). Caudal 7,95 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 27 m. Temperatura del fluido 50 ºC. - Intercambiador de calor aceite/vapor E103. Para calentar un caudal másico de 6571,6 kg/h de aceite crudo desde 80 ºC hasta unos 90ºC mediante vapor de características: Presión de timbre 3 kg/cm2 (T=133,5ºC) hfv=2163,2 KJ/kg y v=0.001074 m3/kg. El calor que deberá aportar el vapor es: . m1 • C p • ∆T1 = 6571,6kg / h • Cp • 10º C = 34.501kcal / h = 40,2kw y el caudal de vapor para ello es: . m v • h fv = 40,2kw . mv = - 40,2kw = 67 kg / h h fv Mezclador M112. Se añaden 370,70 kg/h de sosa cáustica a los 6571,6 kg/h de aceite, por lo que se necesita un mezclador de sosa-aceite para un caudal de 6942,3 kg/h. 197 - Separadora centrífuga de gomas y jabones S111. El caudal a tratar va a ser de 6942,3 kg/h, unos 7.550 l/h a separar. El balance de materia en la separadora es: Corriente Composición (%) Flujo másico - In Out Pastas 6942,3 kg/h 5451,2 kg/h 1.500 kg/h Triglicéridos 83,1 97,20 31,25 a.g.l 5,5 0,05 ------- Jabón -------- 0,08 27,05 Fosfolípidos 1,4 0,0005 19,15(gomas) Humedad 0,19 0,45 22,4 Depósito de pastas D104. Las pastas anteriores tienen un caudal de 1.500 kg/h a las que hay que añadir las pastas de winterización (527,11 kg/h) por lo que debe existir un depósito necesario para almacenarlas hasta que se retiren por un comprador. La retirada de las pastas se realiza dos veces cada semana y con un sobredimensionado de 30%, el volumen de almacenaje necesario será: Vdep = (1.500+527,11) kg/h x ρpastas x 0,5 sem x 168 h/sem x 1,3 ≈ 225 m3 Ya que la densidad de las pastas es aproximadamente 1 kg/l. - Bomba de pastas p104. Bomba de pistón mod. Bretones para evacuación de pastas de los depósitos de la caja múltiple, de 7,5 CV. 198 Bombea desde caja múltiple departamento de pastas hasta depósito D104. - Depósito de ácido fosfórico DA102. Si el consumo de ácido fosfórico es de 191,40 kg/h, densidad 1250 kg/m3, como el suministro de ácido fosfórico se realiza cada semana y el sobredimensionado es un 30%, el volumen del depósito será: Vdep = 191,40 kg/h x 1sem x 168h/sem x 1,3 /1250 kg/m3 = 33,5 m3 Y el material del depósito será poliéster. - Bomba de ácido fosfórico pDA103. Bomba centrífuga de 1 CV. - Depósito de sosa cáustica DS103. Si el consumo de sosa cáustica es de 370,70 kg/h, de densidad 1880 kg/m3, el suministro de sosa contratado se realiza cada semana y el sobredimensionado es un 30%, el volumen del depósito será: Vdep = 370,70 kg/h x 1sem x 168 h/sem x 1,3 / ρsosa = 43,5 m3 Material del depósito adecuado. - Bomba de sosa cáustica pDS105. Bomba centrífuga de 2 CV. - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de H3PO4 DC112. El caudal de ácido a suministrar es de 191,40 kg/h. Depósito de volumen tal que pueda abastecer sin parar la planta ante avería durante 2 h. Vdosif = 191,40 kg/h x 2h / 1250 kg/m3 = 0,3 m3 199 - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de NaOH DC113. El caudal de ácido a suministrar es de 370,70 kg/h. Depósito de volumen tal que pueda abastecer sin parar la planta ante avería durante 2 h. Vdosif = 370,70 kg/h x 2h / 1880 kg/m3 = 0,40 m3 c. Winterización (descerado): - Bomba p201. Caudal 6 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 42 m. Temperatura del fluido 75 ºC. - Intercambiador de calor aceite-agua E211. El aceite con caudal 5451,20 kg/h tras enfriarse en el economizador E111 (hasta 50ºC) se enfría hasta 30 ºC mediante agua de refrigeración. El calor ha eliminar es: 5451,20kg / h • C p • (30 − 50)º C = 52.500kcal / h = 68kw Y el caudal de agua necesario si el salto de Temperatura es 15ºC, es: . 52.500kcal / h = m agua • C pf • ∆Tagua . m agua = 68kw - C pf • ∆Tagua = 3.905kg / h ≈ 4m 3 Intercambiador de calor aceite-agua glicolada E212. El aceite se enfría con agua glicolada desde 30 ºC hasta 10 ºC. De forma que el calor a extraer es: 5451,20kg / h • C p • (10 − 30)º C = 52.500kcal / h = 68kw 200 - Madurador agitado de baja velocidad (10-12r.p.m.) MA201. El caudal a mezclar es 5778,3 kg/h del aceite a winterizar. Es un mezclador de baja velocidad de sosa, salmuera y aceite de caudal 5778,30 kg/h y el tiempo de contacto es de 20 min. Vmadurador = 5778,3kg / h - 920kg / m 3 • 20 min 60 min/ h = 2,10m 3 Bomba p202. Caudal 6,3 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 28 m. Temperatura del fluido 30 ºC. - Cristalizadores agitados con refrigeración externa C201A/B. El tiempo necesario para que el tamaño de las ceras sea el adecuado para su separación centrífuga es de 12 h. Se añaden unos reactivos que ayudarán a ello y por tanto el caudal a mantener ese tiempo es: 5451,20 + 272,56 + 54,51 = 5778,30 kg/h El volumen de cristalizador necesario es: Vcristalizador = 5778,30kg / h • 12h 920kg / m 3 ≈ 75m 3 La temperatura de entrada del aceite es de 10 ºC y es necesario enfriar en los cristalizadores hasta 4-5 ºC para el caso del aceite de orujo, y a 7-8 ºC para el caso del girasol. El calor que hay que extraer en los cristalizadores es: 5778,30kg / h • 0,525kcal / kg º C • 6º C = 18.200kcal / h ≈ 22kw El refrigerante utilizado es agua glicolada, de composición 33%(p) de polietilenglicol (Cp=2,92 KJ/kgºC). 201 - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de Sosa (5ºBe) DC211. Suministra un caudal de 272,56 kg/h. Igual que DC112. - Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de salmuera de alta (8ºBe) DC212. Suministra un caudal de 54,51 kg/h. Igual que DC112. - Bomba de engranajes p203. Caudal 6,3 m3/h de aceite y altura de bombeo 28 m. Temperatura del fluido 4 ºC. - Intercambiador de calor aceite-vapor E203. El aceite se calienta hasta unos 17 ºC para mejorar sus propiedades físicas para el bombeo (disminuir la viscosidad hasta ≈70 cps). El caudal a calentar es 5778,3 kg/h, de forma que el calor a aportar es: 5778,3kg / h • C p • (17 − 4)º C = 39.440kcal / h = 46kw Mediante vapor de características: Presión de timbre 3 kg/cm2 (T=133,5ºC) hfv=2163,2 KJ/kg y v=0,001074 m3/kg. El caudal de vapor para ello es: . m v • h fv = 46kw . mv = - 50kw = 85kg / h h fv Separadora centrífuga de descerado S211. El caudal a descerar es de 5.942kg/h, que es del orden de 6.500 l/h. El balance en la separadora es: Corriente In Out Pastas 202 Composición (%) Flujo másico 5778,3 kg/h 5251,14 Triglicéridos 91,70 97,12 Ceras 566 ppm 38 ppm Humedad 0,425 0, 5 527,16 kg/h 37,70 62,3 0,6 + 61,7(reactivos) --------- d. Re-refining. - Intercambiador de placas aceite-vapor E114. Igual que el E112. - Mezclador M114. Igual que M112. e. Lavado. - Bomba p301. Caudal 6,1 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 40 m. Temperatura del fluido 17 ºC. - Intercambiador recuperador de calor aceite-aceite. El caudal de agua de lavado que se utiliza para precalentar el aceite de salida del winterizado es de 418 kg/h y está a una temperatura de 85 ºC. El caudal de aceite de entrada al lavado es de 5251,14 kg/h a 17 ºC. Si la temperatura de salida del aceite caliente es de 50ºC, el calor cedido y la temperatura de salida del aceite a calentar es: . m1 • C p • ∆T1 = 418kg / h • Cp • (85 − 50)º C = 7.680kcal / h ≈ 9kw . T1s = T1e + m 2 • C p • ∆ T2 . m1 • C p = 17 + 418 • 35 ≈ 20 º C 5251 ,14 203 Pero debido a los problemas de ensuciamiento que sufriría el intercambiador recuperador no es una buena solución recuperar ese calor ya que no compensa el ahorro de energía con los problemas de mantenimiento. - Intercambiador recuperador de calor aceite-aceite E311. El caudal másico de aceite desodorizado (5.000 kg/h) saliente del intercambiador E611 se encuentra a unos 110 ºC y lo utilizo para calentar el aceite winterizado que entra al proceso de lavado a unos 18 ºC. El caudal de aceite de entrada al lavado es de 5251,14 kg/h a 17 ºC. Si la temperatura de salida del aceite caliente es de 65 ºC, el calor cedido y la temperatura de salida del aceite a calentar es: . m1 • C p • ∆T1 = 5000kg / h • Cp • (110 − 65)º C = 118.000kcal / h ≈ 140kw . T1 s = T1e + - m 2 • C p • ∆ T2 . m1 • C p = 17 + 5 .000 • 45 ≈ 60 º C 5 .251,14 Intercambiador de calor aceite-vapor E312. El caudal de aceite de entrada a calentar es de 5251,14 kg/h a 60 ºC. Si la temperatura de lavado es de 90ºC, el calor necesario y el caudal de vapor a condensar es, si la presión de timbre es 3 kg/cm2 (T=133,5ºC) hfv=2163,2 KJ/kg y v=0.001074 m3/kg . m1 • C p • ∆T1 = 5251,14kg / h • Cp • (90 − 60)º C = 82.700kcal / h = 96kw . mv = 87.700kcal / h = 160kg / h h fv 204 - Depósito para agua de lavado. El caudal a alimentar es del orden de 375 kg/h de agua por tanto el volumen de depósito necesario para poder alimentar durante 5h al proceso ante cualquier avería en el suministro de agua el volumen del depósito es de 2m3. - Madurador agitado MA301. El caudal a madurar será el aceite a lavar más el agua de lavado: 5.251,14kg/h + 367,60 kg/h = 5.619 kg/h. Si el tiempo de maduración necesario es de 3min el volumen del madurador es: Vmadurador = 5619kg / h • 3 min• - 1h = 0,305m 3 3 60 min• 920kg / m Bomba p302. Caudal 6,1 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 10 m. Temperatura del fluido 90 ºC. Separadoras centrífugas de lavado S311A/B. El caudal a centrifugar es de 5.619 kg/h, que como caudal volumétrico es 6.110 l/h. El balance de materia en la separadora es el siguiente: Corriente In Flujo másico (kg/h) 5619 Composición (%) - Out Pastas 5201,13 417,87 Triglicéridos 90,76 97,07 12,21 Jabón 750 ppm 40 ppm 0,96 Fosfolípidos 4,63 ppm 2 ppm 38 ppm Humedad 0,467 0,6 86,9 205 - Bomba p313. Caudal 6,1 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 20 m. Temperatura del fluido 90 ºC. - Intercambiador de calor aceite/vapor E313. Se utiliza para ajustar la temperatura de entrada al segundo lavado. Es necesario para que el lavado se desarrolle en las condiciones idóneas, que la corriente de entrada esté a 90ºC. Considerando que la corriente de caudal 5201,13 kg/h, por pérdidas de calor a la salida de la separadora primera se encuentra a unos 80ºC, el calor a aportar, y el caudal de vapor necesario es, si la presión de timbre es 3 kg/cm2 (T=133,5ºC) hfv=2163,2 KJ/kg y v=0.001074 m3/kg: . m1 • C p • ∆T1 = 5201,13kg / h • Cp • (90 − 80)º C = 27.310kcal / h = 32kw . mv = - 27.310kcal / h = 54kg / h h fv Mezclador rápido M311. Se añaden 367,60 kg/h de agua a 90ºC a los 5.201,13 kg/h de aceite, por lo que se necesita un mezclador de aguaaceite para un caudal de 5.570 kg/h. - Decantador de aguas jabonosas, recuperador de aceite T301. El caudal de agua de lavado a decantar es 420 l/h, si el tiempo necesario para que el aceite se separe del agua por decantación es de 10h, el volumen del decantador es: Vdecantador = 0,420m 3 / h • 10h = 4,2m 3 206 Y el balance de materia en el decantador es el siguiente: Corriente Composición (%) Flujo másico (kg/h) In Aceite Agua Agua de vertido 417,87 38,25 272 107,45 Triglicéridos 12,21 38,25 ------ 11,87 Jabón 0,96 ------ ------ 84,40 Fosfolípidos 38 ppm ------ ------ 3,7 Humedad 86,9 ------ 272 0,03 - Bomba aceite recuperado pT301h. - Bomba agua recuperada a torre de refrigeración de aguas sucias. - Bomba de aguas de vertido pT302w. - Intercambiador de calor aceite/agua refrigeración E304. El aceite recuperado se lleva al depósito pulmón de la refinería D101, pero antes es necesario enfriarlo hasta la temperatura de almacén (25ºC). El caudal a refrigerar es de 38,25 kg/h de aceite, que estará a 60ºC en el decantador. El agua de refrigeración ganará por tanto un calor de: 38,25 kg/h x 0,525 kcal/kgºC x (60-25)ºC =703 kcal/h = 0,82 kw 207 Se necesitará un caudal de agua. . 703kcal / h = magua • C pf • ∆Tagua . m agua = 0,82kw C pf • ∆Tagua = 47,1kg / h ≈ 0,05m 3 f. Secado. - Bomba p401. Caudal 5,6 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 20 m. Temperatura del fluido 90 ºC. - Intercambiador de calor aceite/vapor E411. El caudal a calentar es 5201,13 kg/h para alcanzar la temperatura de secado (90ºC). La temperatura inicial del aceite a calentar será del orden de 80ºC por lo que el calor a aportar y el caudal de vapor es, si la presión de timbre es 3 kg/cm2 (T=133,5ºC) hfv=2163,2 KJ/kg y v=0.001074 m3/kg: . m1 • C p • ∆T1 = 5201,13kg / h • Cp • (90 − 80)º C = 27.306kcal / h = 31,76kw . mv = - 27.306kcal / h = 60kg / h h fv Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de ácido cítrico DC411. Suministra un caudal de 0,4 kg/h de ácido cítrico 75%(p). - Mezclador rápido M311. Se añaden 0,4 kg/h de ácido cítrico a los 5.201,13 kg/h de aceite, por lo que se necesita un mezclador de sosaaceite para un caudal de 5.201,53 kg/h. 208 - Secadora a vacío para aceite CH411. El caudal a secar es 5201,53 kg/h. El balance de materia en el secador es el siguiente: Corriente Composición (%) Flujo másico (kg/h) - In Out 5201,53 5174,03 Vacío 27,5 Triglicéridos 97,07 97,60 ------ Jabón 40 ppm 10 ppm ------ a.g.l 0,05 0,055 ------ Humedad 0,6 0,08 99,75 Bomba de anillo líquido para provocar un vacío en el secadero p403. El vacío necesario en el secadero es de 30-60 mmca Hg. - Bomba de salida de la secadora hasta depósito pulmón p402. Caudal 5,2 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 10 m. Temperatura del fluido 90 ºC. g. Decoloración (blanqueo). - Bomba p501. Caudal 5,7 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 25 m. Temperatura del fluido 90 ºC. - Intercambiador de calor aceite/vapor E511. El caudal a calentar es 5174,03 kg/h para alcanzar la temperatura de decoloración (90ºC). La temperatura inicial del aceite a calentar será del orden de 80ºC por lo que 209 el calor a aportar y el caudal de vapor es, si la presión de timbre es 3 kg/cm2 (T=133,5ºC) hfv=2163,2 KJ/kg y v=0.001074 m3/kg: . m1 • C p • ∆T1 = 5174,03kg / h • Cp • (90 − 80)º C = 27.164kcal / h = 31,55kw . mv = - 27.164kcal / h = 60kg / h h fv Silo para tierras de decoloración S521. El caudal másico de tierras que se añade es del orden de 190 kg/h. - Silo para carbón activo S522. El caudal másico de carbón activo que se añade es del orden de 15 kg/h. - Silo para tierras de filtración S523. El caudal másico de tierras de filtración que se añade es del orden de 10,35 kg/h. - Decoloradora B511. Caudal de aceite a decolorar es de 5174,03 kg/h, se añaden 204 kg/h de tierras (tierras y carbón activo) y 10,35 kg/h de tierras de filtración. El vacío necesario es de 10 mmHg. Y el tiempo de contacto de 30 min por lo que la decoloradora tendrá un volumen de: 5388,38kg / h 1 • h = 3m 3 3 2 920kg / m - Bomba de anillo líquido para provocar un vacío en el secadero pD504. El vacío necesario en el secadero es de 10-30 mmca Hg. - Bomba de salida del decolorador p512. Bombea un caudal: 210 (5174,03 + 204 + 10,35) kg/h = 5388,38 kg/h El fluido a bombear es mezcla de aceite con tierras (4% de tierras); es un fluido por tanto abrasivo. - Filtros para aceite F51A. El caudal a filtrar es de 5388,38 kg/h. Se necesitan dos filtros para trabajar en continuo, mientras uno filtra el otro se limpia y se prepara para su turno. El funcionamiento de un filtro hasta que sea necesario limpiarlo es de 1 hora, de forma que una vez que cambie de filtro será necesario evacuar una cantidad de 210 kg de tierras y un 80% de aceite que irá ocluido en ellas. Por tanto la pasta a evacuar será de 378 kg y para ello se contará con: o Sinfín para torta de los filtros SF501. o Depósito de recogida de tortas de filtrado D505. o Sinfín de vaciado del depósito anterior. - Depósito de recogida de aceite de filtros D501. El tiempo de retención será de dos horas para poder actuar ante cualquier problema sin que se tenga que parar la planta. Por tanto el volumen de dicho depósito debe ser superior a 11 m3. - Bomba salida depósito anterior p503. Caudal 5,6 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 10 m. Temperatura del fluido 90 ºC. - Filtros de seguridad F51B. 211 h. Desodorización. - Depósito pulmón para alimentar a desodorización D601. El volumen para el pulmón será el necesario para alimentar durante unas 3h un caudal de 5075,00 kg/h, y un sobredimensionado de un 15%. 5075kg / h 920kg / m - 3 • 3h • 1,15 ≈ 20m 3 Bomba de salida del pulmón pD601. Caudal 5,6 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 50 m. Temperatura del fluido 70 ºC. - Intercambiador recuperador aceite/aceite E611 y E612. El aceite tras salir del desodorizador y ceder calor en el desgasificador está a 160 ºC. Se va a aprovechar ese calor cediéndoselo al aceite que está entrando a desodorización. El flujo másico de aceite desodorizado es de 5000 kg/h, y la temperatura de salida de este intercambio es de 110 ºC, el calor recuperado es: . m 2 • C p • ∆T2 = 5000kg / h • Cp • (160 − 110)º C = 131.250kcal / h = 155kw Y la temperatura de salida del aceite a calentar si entra a 60 ºC es: . T1s = T1e + - m 2 • C p • ∆ T2 . m1 • C p = 60 + 5000 • 50 = 110 º C 5075 Desgasificador recuperador aceite/aceite G621. El aceite al salir del desodorizador está a 230 ºC y en el desgasificador se va a aprovechar ese calor cediéndoselo al aceite que va a entrar al desodorizador. El flujo másico de aceite desodorizado es de 5000 kg/h, y la temperatura de salida del desgasificador es de 160 ºC por lo que el calor recuperado es: 212 . m1 • C p • ∆T1 = 5000kg / h • Cp • (230 − 160)º C = 236.250kcal / h = 275kw Y como la temperatura de salida del aceite a calentar si entra a 110 ºC y con un caudal de 5075 kg/h es: . T1s = T1e + - m 2 • C p • ∆ T2 . = 110 + m1 • C p 5000 • 70 = 180 º C 5075 Bomba salida del desgasificador pG612. Caudal 5,7 m3/h de aceite y altura de bombeo 20 m. Temperatura del fluido 180 ºC. - Intercambiador de calor aceite/vapor E613. La Temperatura de entrada al desodorizador es de 200 ºC, si la temperatura del aceite es de 180ºC el calor necesario aportar por el vapor es: . m1 • C p • ∆T1 = 5075kg / h • Cp • (200 − 180)º C = 54.000kcal / h = 62kw El vapor a utilizar en este intercambiador es de 22 bar (217 ºC) hfv=1868 kJ/kg . mv = Desodorizador DD611. El caudal másico de aceite a desodorizar es de 5251,14 kg/h y el balance de materia en el desodorizador es: osi ció - 54.000kcal / h = 120kg / h h fv Corriente In Out Destilados Flujo másico (kg/h) 5075 5000 75,00 97,50 98 49,50 Triglicéridos 213 Volátiles 0,22 11 ppm 11,20 a.g.l 0,1 0,03 3,60 Insaponificables 2,1 2 6,60 Humedad 0,08 ------- 4,06 En el desodorizador se debe aportar un calor para elevar la temperatura del aceite a la desodorización (230ºC), para lo cual es necesario un vapor de presión de 30 kg/cm2 (233,8 ºC. hvf=1793kJ/kg) con un caudal: . m1 • C p • ∆T1 = 5075kg / h • Cp • (230 − 200)º C = 80.000kcal / h = 93kw . mv = - 80.000kcal / h = 186kg / h h fv Depósito salida desodorizador D602. El flujo másico de aceite desodorizado es de 5000 kg/h, y el tiempo de residencia es de 2 h y por tanto el volumen es: 5000kg / h 920kg / m 3 - • 2h ≈ 11m 3 Bomba para depósito, p603. Caudal 5,5 m3/h de aceite y altura de bombeo 40 m. Temperatura del fluido 230 ºC. - Bomba p614. Caudal másico 5,5 m3/h de aceite y altura de bombeo 25 m. Temperatura del fluido 110 ºC. - Intercambiador recuperador aceite/agua de proceso E614. Realizamos una recuperación del calor del aceite terminado (5000 kg/h) que se encuentra a unos 60 ºC. Este calor lo utilizamos para precalentar el agua de lavado que tiene una temperatura de 20 ºC. 214 Si la potencia calorífica para precalentar el agua de lavado de caudal máximo 326,6kg/h, desde unos 20ºC (temperatura ambiente) hasta unos 40 ºC es: . m1 • C p • ∆T1 = 326,6kg / h • 4,18kJ / kg º C • (55 − 20)º C = 13,3kw La temperatura del aceite tras el intercambiador es: . T1s = T1e + - m 2 • C p • ∆ T2 . = 60 − m1 • C p 13,3kw = 55 º C 5000 • 2,198 kJ / h º C Intercambiador aceite/agua de refrigeración E605. La temperatura del aceite a refrigerar es de unos 55 ºC y de caudal 5000 kg/h. Si la temperatura de almacenaje del aceite terminado es de 25 ºC el calor que debe ceder al agua de refrigeración es: . m1 • C p • ∆T1 = 5000kg / h • Cp • (55 − 25)º C = 78.750kcal / h = 92kw El agua de refrigeración necesaria para una refrigeración de 92 kw de potencia es: . 92kw = magua • C pf • ∆Tagua . m agua = 92kw - C pf • ∆Tagua = 5.300kg / h ≈ 5,5m 3 Bomba para envío a depósito de almacenaje p605. Caudal 5,5 m3/h de aceite crudo y altura de bombeo 10 m. Temperatura del fluido 90 ºC. - Filtros F602A/B. Caudal a filtrar 5,5 m3/h de aceite refinado. 215 - Inyección de N2. Desarrollado en el punto 1.2.4. i. Destilados. - Separador- lavador de condensables R721/722. - Intercambiador de calor destilados/agua de refrigeración E701. El reflujo del desodorizador debe refrigerarse hasta 40-50 ºC para asegurar una buena separación. Mediante agua de refrigeración de la torre de aguas limpias se elimina una potencia calorífica igual a: . m destilados • C p • ∆T = 10kw Y para ello es necesario un caudal de refrigeración: . m agua = 10kw C pf • ∆Tagua = 575kg / h ≈ 0,6m 3 - Bomba para circuito de reflujo de destilados p701. - Bomba de descarga de ácidos grasos destilados. - Depósito de almacenaje de ácidos grasos destilados. La producción de ácidos grasos destilados es de 75 kg/h, y necesitamos 5 depósitos de 30 m3 cada uno para poder alimentar a la planta piloto de destilación de ácidos grasos para obtener entre otros subproductos, esqualeno. 216 j. Vacío. El sistema de vacío está recogido en el punto 1.2.3. - Equipo termocompresor de vacío. - Termocompresor de 1ª y 2ª etapa V821/822. - Condensador barométrico de 2ª etapa. - Tres eyectores de 1ª etapa. - Bomba de vacío final pV822. - Decantador de aguas condensadas T801 con rebosadero para recuperar las grasas que contienen esas aguas. - Bomba de envío de agua a torre de refrigeración de aguas sucias p801. - Bomba de envío de grasas a depósito pulmón del proceso D101. k. Caldera de vapor de 30 bar (233,8ºC). Las propiedades del vapor son: v = 0,0666m3/kg, hv = 2.802 kJ/kg y hf = 1794 kJ/Kg. Presión del Caudal Másico Vapor (kg/cm2) (kg/h) Desg.&Neutr. 3 270 Winterizado 3 85 Lavado 3 224 Proceso 217 Secado 3 60 Decoloración 3 60 22 120 30 190 Desodorización Consumo másico total 1100 kg/h Este vapor será producido por una caldera de combustible sólido ya existente en las instalaciones. El vapor necesario para el vacío y la inyección de vapor directo será producido por un generador de vapor auxiliar. l. Sistema de frío para la refrigeración de agua glicolada. El sistema de frío necesario es de una potencia de -140 kw. - Intercambiador de calor ACEITE/AGUA GLICOLADA E212. PQ = −68kw - Cristalizadores refrigerados con agua glicolada C201. PQ = −22kw - Sobredimensionado: PQ = −50kw 218 m. Calentador de agua a 90ºC con el vapor de la caldera anterior. agua de proceso fria qm1 agua líquida T = 60 ºC P = 1 bar Um1 = 215 KJ/kg agua de proceso caliente qm3 = 367,6kg/h agua líquida T = 90 ºC P = 1 bar Um1 = 376 KJ/kg vapor qm2 vapor saturado a 3 bar Um2 = 2543 KJ/kg hvf = 2163 KJ/kg Las ecuaciones que definen el problema son: - qm1+qm2=qm3 - ∆U = Q+W = 0 Y resolviendo se tiene que: qm2 = 20kg/h qm1 = 347,6 kg/h n. Torre de refrigeración de aguas limpias. El salto térmico del agua de refrigeración es de 15 ºC, siendo la temperatura fría del agua de 25 ºC y por tanto la caliente de 40 ºC. La temperatura húmeda del aire en la zona donde se va a emplazar la refinería, en el paraje de las Moradillas es de 27 ºC. El caudal a refrigerar según las condiciones descritas se recoge en la siguiente tabla, donde se indican los consumos necesarios para cada intercambiador según su potencia: 219 Potencia Consumo de agua absorbida de refrigeración E211 -68 kw 4 m3 Lavado E304 -1 kw 0,05 m3 Desodorización E605 -92 kw 5,5 m3 Destilados E701 -10 kw 0,6 m3 Proceso Intercambiador Winterización Total de agua de refrigeración 11 m3 Es necesario incorporar en dichas torres unas bombas para el tratamiento químico del agua para evitar así la proliferación de enfermedades como la “Legionela”. 220 1.2.2.6. Bombas y Tuberías. El análisis del sistema hidráulico se va ha realizar diferenciando los distintos sistemas que existen en cada proceso. Para el cálculo de las pérdidas de carga se utiliza la ecuación de Darcy: h f ( m) = f • L ( m) D ( m) • v(m / s ) 2 2 • g (m / s 2 ) Donde L es la longitud total de la línea, resultado de sumar la longitud de la tubería (L1) que conforma dicho tramo más la longitud equivalente (L2) de los accesorios que están instalados en la linea. Las longitudes equivalentes de los accesorios son: Accesorio Longitud equivalente (m) Válvula de retención 155 L/D Válvula de asiento 100 L/D Te normal 40 L/D Codo normal de 90º 50 L/D La pérdida de carga en un intercambiador genérico es de 1,5 kg/cm2, y por tanto se añadirá esta a los tramos donde corresponda. En las tablas siguientes se recoge esta consideración. En la tabla siguiente se describen los datos necesarios para el cálculo de la perdida de carga en cada una de las líneas. 221 Datos técnicos de las líneas L1 Q Dext v (m) (l/h) (mm) (m/s) N2 22 7.150 50,8 N7 25 7.950 N17 12 N17´ Tramo Desg.&Neutr. Winterización V.R. C90 T90 V.E. 0,975 1 8 3 11 50,8 1,085 1 6 1 7 8.000 50,8 1,091 1 3 0 2 11 8.000 50,8 1,091 1 5 0 1 N19´ 25 8.000 50,8 1,091 1 6 3 10 N21 2 200 25,6 0,800 1 3 0 4 N23 8 200 25,6 0,780 1 2 0 4 W1 50 5.925 50,8 0,808 1 10 1 8 W5 10 6.280 50,8 0,856 1 2 0 6 W9 12 6.280 50,8 0,856 1 5 0 5 L1 30 6.110 50,8 0,833 1 6 1 4 L4 15 6.110 50,8 0,833 1 4 0 3 L6 5 6.110 50,8 0,833 1 4 1 5 L9 5 368 25,6 0,980 1 5 0 2 S1 6 5.655 50,8 0,770 1 4 1 5 S6 20 5.175 50,8 0,705 1 4 0 3 Dc1 10 5.625 50,8 0,770 1 4 0 6 Dc4 4 6.000 50,8 0,820 1 2 0 4 Dc8 8 5.520 50,8 0,750 1 3 1 6 Ds1 22 5.520 50,8 0,750 1 8 0 7 Ds5 12 5.620 50,8 0,766 1 12 0 5 Ds9 12 5.435 50,8 0,740 1 6 0 9 Ds13 30 5.450 50,8 0,743 1 10 1 2 Lavado&Secado Decoloración Accesorios Desodorización Para el cálculo del factor de fricción es necesario conocer el régimen del fluido para lo que es necesario saber el valor del número Re. Este es función de la velocidad, 222 del diámetro interior de la tubería y de la viscosidad cinemática. En la siguiente tabla se recogen los valores de la viscosidad cinemática del aceite a diferentes temperaturas. Temperatura (ºC) −5 ν • 10 (m2/s) 20 40 60 80 100 120 8,7 3,7 1,96 1,3 0,86 0,80 El número Re es adimensional y se calcula mediante la fórmula: Re = · υ•D ν Si Re<2.000 el régimen es laminar y el factor de fricción (f) tiene el valor: f=64/Re. · Si Re>4.000 el régimen es turbulento y el factor de fricción depende del Re y de la rugosidad relativa de la superficie del tubo mediante una gráfica. Para el acero comercial (inoxidable) la rugosidad relativa (ε/D) vale 0,045/2´´ = 0,0009. · Si 2000<Re<4000 el régimen es de transición y el cálculo de f se realiza igual que en el caso de régimen turbulento. Realizando los cálculos descritos anteriormente en cada uno de los tramos se obtiene la caracterización dinámica de cada tramo de la linea. En la tabla siguiente se recogen los resultados del cálculo de la pérdida de carga según la ecuación de Darcy pero sin tener en cuenta las pérdidas de carga de los intercambiadores instalados en el proceso. 223 T Tramo (ºC) Desg.&Neutr. Winterización Lavado&Secado Decoloración Desodorización N2 20-50 N7 50-90 N17 20-30 N17´ 20-30 N19´ 20-30 W1 80-30 W5 30-4 W9 4-17 L1 80-90 L4 80-90 L6 80-90 S1 80-90 S6 80-90 Dc1 80-90 Dc4 90 Dc8 80-90 Ds1 60-180 Ds5 180200 Ds9 230-25 Ds13 25 Re (Régimen) 1.750 (laminar) 3075 (transición) 693 (laminar) 693 (laminar) 693 (laminar) 1.450 (laminar) 483 (laminar) 483 (laminar) 3255 (transición) 3255 (transición) 3255 (transición) 3255 (transición 3255 (transición) 3255 (transición) --3255 (transición) 3255 (transición) 3255 (transición) 3255 (transición) 3255 (transición) L2 L=L1+L2 (m) (m) hf h (m) (m) (m) (m) 90,2 112,2 0,0646 4 7 2x15 41 60,7 85,7 0,039 4 8 15 27 25,7 37,7 0,0925 4,2 7 --- 11,2 29 40 0,0925 4,5 6,5 --- 11 80 105 0,0925 11,6 7,5 --- 19,1 76 126 0,044 3,7 8 2x15 42 43,5 53,5 0,1325 5,25 7,5 15 28 38,5 50,5 0,1325 5 8 15 28 45,5 75,5 0,045 2,4 7 2x15 40 33,5 48,5 0,045 1,5 8 --- 9,5 45 50,5 0,045 1,6 2 15 19 45,5 51,5 0,045 1,4 2 15 19 33,3 53,3 0,045 1,2 6,5 --- 7,7 48,6 58,6 0,045 1,6 7 15 24 33,3 37,3 --- --- 2 --- --- 48 56 0,045 1,5 8 --- 9,5 63,8 85,8 0,045 2,2 16 2x15 48.2 66 78 0,045 2 2 15 19 56,9 68,9 0,045 1,7 7,5 2x15 40 45,5 75,5 0,045 1,9 2 --- 3,9 f Inter. H=hf+h 1.2.2.7. Diagrama P&I. 224 1.2.3.- Vacío. Como la presión de desodorización es de 4-6 mmHg el equipo de vacío válido para conseguirlo puede ser como el de la figura 1: Fig. 1, Sección de un grupo de termocompresión para producir vacíos de 4-6 mm Hg: Está formado por los siguientes equipos: A) Termocompresor (1). B) Condensador barométrico (2). C) Eyector (2). A-l) Entrada de vapor, aire y vapores de ácidos grasos. B-l) Salida de incondensables. C-1) Entrada de vapor. D-1) Entrada de agua. E-1) Salida de agua. 225 Pero al ser el vacío necesario para la destilación de ácidos grasos de 1 mmHg, se ha decidido montar un equipo de vacío que produzca dicha demanda aunque en el proyecto actual no se contemple. Se construirá a corto plazo una instalación para la destilación de los ácidos grasos obtenidos en la desodorización. Por tanto la instalación para un vacío de 1 mmHg es: D-1 C-1 Fig 2. Sección de un grupo de aspiración para alto vacío. Formado por: A) Primera etapa de termocompresión. B) Segunda etapa de termocompresión. C) Condensador barométrico al servicio de dos termocompresores. D) Dos Eyectores, uno final con descarga a presión atmosférica.. E-l) condensado barométrico. D-l) Agua para condensar. C-1) Entrada de vapor de alta. 226 Este equipo de alto vacío puede trabajar a una presión de 5 mmHg pero el consumo de vapor de agua es inferior en un 30-35 % en relación a un grupo que trabaja a 1 mmHg. Se va a dimensionar el equipo de vacío para 1 mmHg y así considerar los caudales de vapor y agua de condensación máximos. Este grupo tiene la función de condensar y separar todo el vapor de agua que proviene del equipo de desodorización y de extraer de dicho equipo todos los gases incondensables presentes. Este grupo de alto vacío está integrado por dos etapas de termocompresión montadas en serie que trabajan con el siguiente régimen de presiones: a) Primera etapa de termocompresión: 0,5-1 mmHg en el orificio de aspiración y 4-6 mmHg en el de compresión. b) Segunda etapa de termocompresión: 4-6 mmHg en el orificio de aspiración y 25-30 mmHg en el de compresión (función de la temperatura del agua). Estos dos termocompresores de arranque están unidos a un condensador barométrico que tiene la función de condensar y recoger todo el vapor de agua que llega de las toberas de los termocompresores así como el vapor de agua que proviene de los equipos de desodorización o destilación de los ácidos grasos. Todos los gases incondensables que puedan estar presentes en el sistema de aspiración se extraen por tres eyectores montados en serie: los dos primeros están unidos a un condensador barométrico, mientras que el tercero descarga el gas a presión atmosférica. 227 El consumo de vapor y de agua varía en función de la temperatura de ésta y de la presión del vapor en las toberas de los termocompresores. El diagrama de la figura 3 representa el consumo de agua (línea continua) y de vapor (línea de trazos) con unas temperaturas del agua de 18 y 30 °C. Este diagrama nos indica que la temperatura del agua tiene una gran influencia sobre el rendimiento de estos grupos de aspiración. En efecto considerando los dos casos, agua a 18°C y 30°C, vemos que usando vapor a 12 kg/cm2 el consumo de agua en el primer caso sería de 32 m3/hora, mientras que en el segundo caso sería de 65 m3/hora. El diagrama de la figura 3 está referido a las siguientes condiciones de trabajo: - presión absoluta en el equipo: 6 mm Hg. - vapores de gas aspirado a la hora: Vapor.. . . . . . . . . . . 1 3 6 K g Aire. . . . . . . . . . . . . 1 0 K g Ácidos grasos..........8Kg TOTAL 154Kg 228 Fig 3. Consumos de agua de enfriamiento y vapor en función de la presión del vapor en las toberas de los termocompresores. La variación del consumo de vapor es función de la presión. Los datos comparativos aparecen en el gráfico de la figura 4 en base a la presión del vapor en las toberas del termocompresor. Como ejemplo, el gráfico indica que para el funcionamiento de un eyector se necesitan 100 kg/h de vapor a la presión de 7 kg/cm2; si se utiliza vapor a 10 kg/cm2 el consumo sería de unos 90 kg/hora. Con presiones de vapor superiores a los 15 kg/cm2 el consumo de vapor no presenta variaciones apreciables. 229 Fig. 4. Consumo de vapor en las toberas de los termocompresores en función de su presión. En la tabla 18.2 se dan algunos datos técnicos indicativos de estos equipos que trabajan a un régimen de 1 mm Hg. Cantidad aspirada Tempera tura del Vapor, agua, kg/h °C Aire, kg/h Consumo total Presión Vapores del de Presión Vapor, Agua, ácidos absoluta vapor, kg m3 grasos, , mm Hg (kg/cm2) kg/h 15 136 10 8 1 720 55 12 18 136 10 8 1 750 65 12 20 136 10 8 1 800 85 12 25 136 10 8 1 875 105 12 30 136 10 8 1 950 130 12 TABLA 18.2 230 Los principales componentes del equipo de alto vacío son: a) Eyectores. Ordinariamente cuando uno se refiere a los aparatos de chorro se acostumbra usar el término "eyector " que cubre todos los tipos de bombas de chorro que no cuentan con partes móviles, que utilizan fluidos en movimiento bajo condiciones controladas y que descargan a una presión intermedia entre las presiones del fluido motor y de succión. El eyector a chorro de vapor es el aparato más simple que hay para extraer el aire, gases o vapores de los condensadores y de los equipos que operan a vacío en los procesos industriales. Es un tipo simplificado de bomba de vacío o compresor, sin partes móviles, como válvulas, pistones, rotores, etc. Su funcionamiento está dado por el principio de conservación de la cantidad de movimiento de las corrientes involucradas. Los eyectores o bombas de chorros, son máquinas cuyo trabajo se basa en la transmisión de energía por impacto de un chorro fluido a gran velocidad, contra otro fluido en movimiento o en reposo, para proporcionar una mezcla de fluido a una velocidad moderadamente elevada, que luego disminuye hasta obtener una presión final mayor que la inicial del fluido de menor velocidad. Los eyectores se emplean muy comúnmente para extraer gases de los espacios donde se hace vacío, por ejemplo, en los condensadores, en los sistemas de evaporación, en torres de destilación al vacío y en los sistemas de refrigeración, donde los gases extraídos son generalmente incondensables, tales como el aire. Los intervalos típicos del vacío producido por lo diferentes arreglos de eyectores son los siguientes: 231 Vacío que es capaz de proporcionar Tipo de arreglo de eyectores pulg Hg mm Hg 26 66 un eyector de una etapa 29.3 74.4 un eyector de dos etapas 29.9 75.95 un eyector de tres etapas Un eyector no es más que una combinación de tobera con un difusor, acoplado convenientemente en un mismo equipo y está formado, en general, por cinco partes como se muestra en la figura: La tobera permite la expansión de la corriente o fluido motriz (también llamado primario o actuante) hasta un estado con alta velocidad. La cámara de eyección incluye la sección de entrada de la corriente o fluido eyectado (también llamado secundario); en esta cámara, el fluido eyectado es arrastrado por el fluido motriz. La cámara de mezcla permite el mezclado íntimo entre los fluidos motriz y eyectado, lo que implica la aceleración del fluido eyectado y la desaceleración del fluido mezclado (mezcla del motriz y el eyectado), con el consiguiente aumento de presión. 232 De acuerdo al fluido motriz el eyector, se denomina: de vapor, cuando lo que circula por su interior es vapor de agua, o hidráulico cuando su fluido motriz es agua. Los cálculos para el diseño de un eyector son engorrosos (ocurren tres procesos distintos: expansión, compresión y mezclado, por lo que hay métodos específicos para cada tipo de eyector), el mismo consiste en determinar las longitudes de la tobera, el difusor y la cámara de mezcla, así como las áreas de flujo y sus ángulos. Una vez diseñado el equipo, el mismo debe operar a las condiciones estacionarias para las cuales se diseñó y el cálculo fundamental es el del coeficiente de eyección o relación de arrastre: Coeficiente de eyección = flujo motor / flujo arrastrado Con el objetivo de aumentar la capacidad de arrastre del eyector y disminuir la presión en la succión, se pueden utilizar sistemas de eyectores, en cuyo caso entre eyector y eyector se acopla un condensador barométrico. Ventajas: Son de diseño simple con gran flexibilidad, fáciles de construir, ocupan poco espacio, son fáciles de manejar, confiables. Su costo de mantenimiento (no necesita lubricación, ni se desgasta) es bajo, no tienen partes móviles como válvulas, pistones, rotores, etc. y las sustituciones de piezas o partes son poco frecuentes (los más comunes son de toberas de acero inoxidable y de cámara y difusor de hierro fundido, los materiales cambian según su uso), 233 y bajo costo de servicio o operación. No necesita cimentación y puede ser sujetado conectando las tuberías. Desventajas : Su costo operacional es relativamente alto debido al consumo de fluido motor, generalmente vapor. En este caso utiliza vapor tomado directamente de los generadores (alta presión), el que, después de expandirse, mezclarse y comprimirse es totalmente condensado, descargándose al pozo barométrico con pérdidas de todo su calor latente. Sobre base anual el costo de operación es generalmente mayor que el costo inicial del equipo, de aquí que su rendimiento económico sea bajo. Y tienen una baja eficacia mecánica y falta de flexibilidad para las variaciones de las condiciones de operación. b) Termocompresores El termocompresor no es otra cosa que una bomba de vapor que aprovecha la energía cinética desarrollada por el vapor al pasar de una presión alta a otra más baja. En la figura I aparece la sección de un termocompresor. Fig. I. Sección de un termocompresor: A) Entrada de vapor de agua, B) Entrada de vapores y gases, C) Salida de vapores y gases. En la tabla II se dan una serie de datos informativos sobre las características de estos equipos indispensables en la desodorización de las sus- 234 tancias grasas, y, corno se verá posteriormente, en la refinación física y destilación de los ácidos grasos libres presentes en las mismas. Consumo de Consumo agua de de vapor enfriamiento (16-18°C) kg/h Aspiración Compresión Salida m3/h Torr Torr Diámetro de orificios, mm Entrada Presión absoluta Vapores aspirados Aire kg/h Vapor kg/h 30 200 150 4,5 25 120 16-20 2,5 300 250 4,5 25 240 30-35 5,0 60 400 300 4,5 25 350 40-50 9,0 110 500 400 4,5 25 450 70-90 12,0 160 TABLA II En la desodorización de aceites y grasas es suficiente instalar una sola etapa de termocompresión porque en estas instalaciones es suficiente alcanzar una presión absoluta de 4-6 Torr. Si fuera necesario llegar a presiones inferiores sería preciso instalar dos termocompresores en serie, como se verá al tratar de la refinación física, destilación de ácidos grasos y equipos de alto vacío. c) Condensador barométrico. Para la condensación de los vapores y gases provenientes de los desodorizadores se utilizan condensadores barométricos, llamados así porque se colocan a altura no inferior a la correspondiente a la presión atmosférica expresada en m.c.a., es decir, 10,30 m. Normalmente se instalan a cota de 11 m. 235 En la figura III aparecen dos tipos clásicos de dichos condensadores. Fig. III. Sección de dos condensadores barométricos: A) Entrada de gas y vapor. B) Salida de gases incondensables. C) Entrada de agua. D) Salida de agua. También para estos equipos se dan datos indicativos en la tabla IV. Dada su simplicidad, no parece necesario insistir sobre estos equipos. Diámetro de orificio de entrada, mm Dimensiones Consumo de Diámetro de agua de la columna enfriamiento barométrica, (16mm 18°C)m3/h Diámetro, mm Altura, mm 150 350 1.000 10-12 80 200 380 1.100 16-20 100 250 480 1.200 20-25 125 275 600 1.300 25-30 150 300 700 1.400 30-40 175 400 800 1.600 60-70 175 TABLA IV 236 Los inconvenientes que presentan estos útiles, pero a la vez delicados, equipos son: · Agua de enfriamiento. El funcionamiento de estos grupos de alto vacío está estrechamente ligado a las características del agua (temperatura-caudal). Por esto es muy útil instalar en los condensadores barométricos dos termómetros: uno que registre la temperatura de entrada y otro que registre la de salida. · Toberas de los termocompresores y eyectores. Para el buen funcionamiento de estos equipos es indispensable utilizar vapor seco. La presencia de agua en el vapor causa torbellinos en el difusor, con los consecuentes inconvenientes sobre el régimen de aspiración y, por tanto, sobre la presión en los aparatos. Por otra parte, el agua condensada puede originar una corrosión rápida en el difusor y en los eyectores. Si se notan saltos de presión en los aparatos es indispensable verificar los difusores y eventualmente sustituirlos. · Condensación de ácidos grasos. Cuando se tratan aceites ácidos o aceites que contienen glicéridos de bajo punto de ebullición que trabajan a alto vacío y alta temperatura, se puede producir la formación de depósitos de productos sólidos, especialmente en la primera etapa de la termocompresión, con la consiguiente reducción de la sección de paso en la zona del difusor. Es deseable recalentar esta zona del termocompresor con doble camisa con circulación de vapor e inspeccionar a menudo el equipo. 237 · Obstrucción de la columna barométrica. Se ha de lavar esta columna con inyección de vapor, dado que con el tiempo se obstruye debido a la condensación de ácidos grasos. · Vapor. Es necesario que el vapor sea suministrado siempre seco y a presión constante. Se deben observar periódicamente los filtros que se colocan antes de las toberas para estar seguros de su eficacia. Una obstrucción en estos filtros puede inducir a error, ya que un manómetro puede indicar una presión que no se obtiene en el inyector. · Control de presión. Para el control de los equipos de alto vacío es muy útil instalar aparatos de medida antes y después de cada sección (termocompresor, eyector). Controlando estas presiones es fácil determinar el mal funcionamiento de un equipo. 238 1.2.4.- NITROGENO I - GENERALIDADES Las grasas y aceites comerciales destinados a la alimentación pueden sufrir alteraciones tanto en el proceso de elaboración como en su almacenado posterior, cuestión que preocupa, tanto a los elaboradores como a al ulterior consumidor. Los aceites comerciales exentos de sabores extraños se producen merced a unas condiciones de elaboración cuidadosamente controladas. El aceite puede refinarse utilizando cualquiera de las técnicas apropiadas para ello; posteriormente se somete a un tratamiento para eliminar sus impurezas. Con vapor a alta temperatura se consigue privar al aceite de los principios volátiles olorosos y aromáticos que posee. La desodorización o arrastre con vapor destruye también los peróxidos que contiene el aceite, eliminando cualquier producto volátil resultante de una oxidación atmosférica. Una vez desodorizado, la estabilidad del aceite se sitúa a nivel óptimo. En este estado, el aceite comestible puede preservarse del enranciamiento durante prolongados periodos de tiempo, siempre y cuando se pueda impedir eficazmente la presencia de oxígeno a todo lo largo del proceso, desde la fase de desodorización hasta que se ultima el sellado del producto dentro del recipiente de almacenamiento. En esta fase de la elaboración, el aceite comestible posee una capacidad para absorber el oxígeno relativamente alta, lo que hace indispensable protegerlo para que resulte mínima la formación de peróxidos y, por consiguiente el enranciamiento. En el cuadro siguiente se indican las solubilidades del oxígeno y nitrógeno en algunos aceites comestibles, expresado como mililitros de gas (en condiciones normales) por mililitro de aceite. 239 PRODUCTO GAS COEFICIENTE DE SOLUBILIDAD 22 °C 24-25 °C Oxígeno 0.110 Nitrógeno 0.061 Aceite de semilla de algodón Oxígeno 0.110 Nitrógeno 0.063 Aceite de maíz El fenómeno de deterioro de una grasa o aceite en presencia del oxígeno recibe el nombre de enranciamiento por oxidación. Hay que distinguir la oxidación en aceites altamente insaturados (en cuyo caso va acompañada de un fenómeno de polimerización, del que cabe sacar partido) de aceites menos insaturados, donde se provoca el desarrollo de peróxidos y por tanto el enranciamiento. La primera fase de la oxidación de un aceite consiste en la adición de la molécula de oxígeno sobre el doble enlace o en el átomo de carbono contiguo, formando compuestos inestables que se designan con el nombre genérico de peróxidos. Esta reacción es la siguiente: En el caso del ácido oleico la reacción ocurre de la siguiente manera: (esta reacción entraña una fase previa de formación de hiperóxidos): 240 Cuando se sigue experimentalmente el curso de la oxidación, bien sea midiendo el oxígeno absorbido, o bien determinando el índice de peróxidos, se ve que esta manifiesta dos fases diferenciadas. Durante la fase inicial o de inducción, la oxidación tiene lugar con relativa lentitud, siendo la reacción más o menos uniforme. Los peróxidos formados son relativamente estables aumentando su número de forma paralela a la absorción de oxígeno. Tras alcanzar un grado crítico de oxidación, la reacción inicia su segunda fase, caracterizada por una aceleración de la velocidad de oxidación. El punto en que la muestra comienza a poseer un olor y sabor rancio coincide con el comienzo de esta segunda fase. La figura siguiente muestra el desarrollo del proceso en aceite de maíz, definiendo las dos fases antes mencionadas en función del porcentaje de oxígeno absorbido. Figura I 241 Puede verse en la misma que la retención de oxígeno está directamente relacionada con la reactividad química de este gas frente al aceite comestible. Este efecto tiende a pronunciarse aún más durante la fase posterior de almacenado. El fenómeno resultante de acortamiento del período de inducción, reflejado en una disminución del tiempo de autoconservación del producto, se describe en las figuras II a IV): (A) Aceite hidrogenado después de oxigenación hasta casi enranciamiento (E) Aceite óxido tras desodorización con vapor (las flechas indican los puntos de enranciamiento organoléptico) ( C ) Aceite de cacahuete hidrogenado 2.5 20 30 40 50 ÓQ 70 80 90 Tiempo en horas Figura II CUEVAS DE ENSAYO DE INESTABILIDAD (aireación a 110 ºC) La figura anterior muestra que el enranciamiento organoléptico se alcanza a las 70 horas de almacenado en un aceite de buena estabilidad (curva C). El enranciamiento organoléptico se alcanza con mucha mayor rapidez en las curvas A y B que ilustran el efecto de que tiene el acortar el período de inducción. En la figura III se observa que el período de inducción o de retraso dura aproximadamente dos meses en el caso de un aceite de soja no tratado. Si, por el 242 contrario, las muestras han sufrido tratamiento, este mismo período se prolonga hasta los seis meses. La difusión del nitrógeno en el seno del aceite conduce aproximadamente al mismo efecto de ampliación de la fase de inducción, como se observa en las figuras III, IV y V. Figura III 243 Figura IV Figura V 244 En resumen, las figuras II a V muestran claramente que el tratamiento de difusión con nitrógeno opera en la estabilidad debido a la ampliación de la fase de inducción. Se ve asimismo, que la difusión de nitrógeno disminuye la pendiente de la curva justo en la zona en que el aceite comestible entra en la fase secundaria de oxidación. El tratamiento con nitrógeno inhibe la formación de compuestos peroxidados durante el período de inducción y, por tanto, sirve como buen indicador de las características de estabilidad del aceite durante su almacenamiento. Existe considerable disparidad en cuanto a cómo se deteriora el aroma de las diferentes grasas durante la oxidación. La cantidad de oxígeno que un aceite debe absorber para que se produzca enranciamiento varía según: - La composición del aceite. - La presencia o ausencia de antioxidantes. - Las condiciones de la oxidación. En general, la oxidación suele alcanzar valores comprendidos entre el 15 y el 150% del aceite, en volumen, o entre 0,02 y 0,20% en peso. Las grasa en que predomina el ácido oleico sobre el linolénico se enrancian absorbiendo menos oxígeno que aquellas otras grasas en que ocurre lo contrario. La facilidad de oxidación viene determinada tanto por el, número de dobles enlaces, como por la posición relativa de estos en la cadena molecular del ácido graso. Concretamente, un grupo metileno (- CH2 -) situado entre dos dobles enlaces constituye un centro de oxidación altamente activo. En el cuadro siguiente se muestran las diferentes tendencias a la oxidación de diferentes esteres puros de 245 ácidos grasos. Los índices tienen como base 100, referida arbitrariamente a las características de oxidación del ácido linolénico. ÁCIDO GRASO ESTRUCTURA DE LA A 100ºC A 40ºC A 20ºC A 37ºC CADENA ESTEÁRICO -c-c-c- 0,6 OLEICO -C-C= C-C- (cis) 6,0 4 LINÓLICO -C-C=C-C-C=C-C- (cis) 64,0 48 10:11,12:13 LINÓLICO -C-C=C-C-C=C-C-C- (cis) -C-C=C-C-C=C-C-C=C-C(cis) -C-C=C-C-C=C-C-C=C-C-CARAQUÍDICO C-C- (trans) -C-C=C-C=-C-C--C-Cβ ELAEOESTEÁRICO (trans) LINOLÉNICO α ELAEOESTEÁRICO -C-C-C-C=-C-C=-C-C- (cis) 42 42 100 100 100 100 199 196 515 250 La velocidad de absorción de oxígeno se acelera marcadamente por el calor o la exposición a la luz, sobre todo en la zona del ultravioleta o próximo a éste. El efecto de la temperatura sobre la velocidad de oxidación degradante, viene indicado esquemáticamente en a figura VI. El coeficiente de reacción se incrementa rápidamente por encima de los 60°. Por debajo de esta temperatura la velocidad de oxidación se duplica al subir 45° C, mientras que superados los 60° C, la velocidad se duplica al subir 11°C. 246 10000 1000 10 20 30 40 50 &0 70 80 90 100 110 120 130 110 Temperatura, en 'C Figura VI.- EFECTO DE LA ELEVACIÓN DETEMPERATUBA SOBRE EL GRADO DE OXIDACIÓN DE DIVERSAS GRASAS (A) Di versas mantecas comerciales sometidas a aireación hasta enranciamiento (B) Oleato de metilo puro, aireado hasta un valor de peroxido de 500 miliequivalentes. (C) Esteres metílicos purificados de la mezcla de ácidos grasos que posee el aceite de soja, aireados hasta un valor de peróxido de 500 miliequivalentes. (D] y (E) Mantecas c comerciales atase de aceites vegetales, incubadas a 65ºC, y almacenada; a 21º y 32 ºC hasta enranciamiento. La oxidación ejerce un importante efecto sobre el color de las grasas y aceites. Al tiempo que hace blanquear los pigmentos carotenoides, la oxidación tiende a desarrollar el color de otro tipo de productos colorantes y, en algunos casos, 247 desarrolla incluso compuestos coloreados de naturaleza quinoide, partiendo de ácidos grasos o glicéridos de los aceites. El aceite de semilla de algodón y, en algunos casos, el aceite de soja, sufren un marcado oscurecimiento durante la oxidación. El efecto de la oxidación o de la aireación sobre la estabilidad de color de los aceites se muestra en la figura VII. Es interesante advertir que la muestra 1, protegida plenamente de la acción de la atmósfera, no mostró ningún enranciamiento oxidante durante el almacenado, ni en condiciones normales ni en condiciones aceleradas. Otras muestras aumentaron sus contenidos de peróxidos proporcionalmente a la cantidad de oxígeno presente en el recipiente de almacenamiento. También se observa como el aumento de temperatura influye sobre la formación de peróxido. La relación teórica entre el oxígeno activo y la formación de peróxidos, tal y como se muestra en la figura VIII, define los contenidos de peróxidos que puede llegar a desarrollar el oxígeno disuelto en el seno de un aceite almacenado bajo una cobertura protectora de nitrógeno. Figura VIII 248 Tras examinar las figuras I a V se percibe la necesidad de manipular los aceites de modo uniforme, tanto desde el punto de vista del elaborador como del usuario, procurando la mínima exposición al contacto con el oxígeno atmosférico si se quiere conservar un aceite de alta calidad. Cuando los aceites se protegen con nitrógeno, se consigue mantener el mismo nivel de calidad que poseían antes de iniciar el tratamiento; en suma, el nitrógeno permite conservar la calidad preexistente pero en modo alguno mejorarla. En la figura siguiente (Figura IX), se representa la afinidad relativa del aceite según se halle este en el tanque de almacenamiento, en el circuito de llenado o en la fase de envasado final. Cualquier exposición que un aceite sufra durante el proceso de elaboración y subsiguientes fases de manipulación, puede anular en gran parte de los beneficios que resultarían de un tratamiento de preservación de calidad aplicado antes de su utilización final. Figura IX 249 La aptitud para absorber oxígeno por parte de los aceites tratados con nitrógeno, por exposición a la atmósfera, es mucho menor que si el mismo producto no hubiese sido tratado con difusión de nitrógeno o cobertura protectora. Puede, por tanto, afirmarse rotundamente que el tratamiento y preservación del aceite con nitrógeno, desde el momento en que comienza su elaboración hasta los estadios finales de su utilización, conducen a un producto de alta calidad. El aumento de estabilidad del aceite tratado parece ser atribuible a una ampliación del período de inducción. III.- FASES DE TRATAMIENTO CON NITRÓGENO EN ACEITES COMESTIBLES A.- En el proceso de desodorización o durante el ciclo de enfriamiento previo al almacenado. - En la planta elaboradora. La desodorización de un aceite prensado y refinado, tal y como se ha descrito anteriormente, consiste en esencia en un arrastre con vapor que elimina del aceite ciertos constituyentes volátiles que le imparten sabor y olor. Cuando un aceite refinado se expone a la influencia de temperaturas o vacíos elevados, queda en estado de alta pureza. El aceite refinado que haya sufrido un tratamiento de arrastre con vapor queda relativamente limpio de peróxidos y otros productos de degradación. La alta temperatura que requiere el proceso de desodorización hace que la reacción del oxígeno en presencia del aceite sea extremadamente rápida. Completado el ciclo de desodorización, la grasa o aceite debe preservarse cuidadosamente de la contaminación del aire durante la manipulación. Los puntos en que el aceite caliente puede quedar expuesto a la acción del aire, y por 250 consiguiente, al oxígeno atmosférico son las estaciones de bombeo, o bien cuando se le bombea evacuando el desodorizador y pasando a través de los refrigerantes exteriores. El uso de aparatos para desodorización con doble pared reduce considerablemente el problema de las pérdidas de hermeticidad frente al aire en esta fase. Ultimado el proceso de desodorización, el aceite debe enfriarse antes de descargarlo en los recipientes de almacenamiento. Para refrigerar las grasas líquidas y aceites se aconseja utilizar temperaturas comprendidas entre los 38 ºC y 42ºC. Una vez enfriado, el aceite se somete a difusión con nitrógeno antes de transvasarlo a sus recipientes de almacenamiento, y lo mismo debe hacerse si se descarga directamente a los tanques de transporte. Asimismo, los tanques o recipientes de almacenado deben de protegerse mediante cobertura con nitrógeno. El equipo básico y necesario para inyectar nitrógeno en el aceite desodorizado y frío, antes de su almacenado, consta de los siguientes elementos: - Manorreductor. - Caudalímetro. - Válvula de seccionamiento. - Inyector. - Diversos accesorios y mangueras de presión. El inyector representado en la figura X, ha demostrado ser eficaz en la eliminación del oxígeno arrastrado o disuelto. Procura pequeñas burbujas de nitrógeno que se inyectan en el líquido hasta la sobresaturación, mediante el empleo de presiones y caudales de gas más elevados que las presiones y caudales del 251 producto. Cuando la mezcla del producto con nitrógeno alcanza el punto donde se produce la pérdida de carga total, como es la llegada al tanque de almacenamiento o transporte, las burbujas de nitrógeno se dirigen hacia el espacio muerto del recipiente arrastrando el oxígeno contenido en el producto. La velocidad de emigración de las burbujas de nitrógeno depende de la presión diferencial entre el líquido y la atmósfera que gravita sobre él. La emigración continuará hasta alcanzar el equilibrio. El flujo de nitrógeno desde el líquido hacia el espacio muerto cumple la doble finalidad de arrastrar el oxígeno que contenga el líquido y desalojar el oxígeno que pudiera existir en el espacio muerto. INYECTOR DE GASES Figura X B -En el almacenado a granel de grasas y aceites- Después del tratamiento de desodorización y antes del uso o transvasado a vagones cisterna o tanques sobre camión - En la planta elaboradora. El aceite tratado con nitrógeno debe mantenerse bajo la continua protección de ese gas durante el período en que se extrae del tanque de almacenado. La cobertura de nitrógeno sobre el nivel del líquido se mantiene en condiciones de 252 ligera presurización. La figura siguiente muestra esquemáticamente un montaje de instalación destinado a conseguir dicha finalidad. Figura XI Según se ha dicho anteriormente, debe mantenerse una ligera sobrepresión de nitrógeno (30 y 150 mm de columna de agua) en el espacio muerto, sobre el nivel del líquido, del tanque de almacenamiento. Como seguridad se instala una válvula vacuoreguladora que evita la formación de un exceso de vacío y el subsiguiente abollado del tanque o recipiente para casos en que faltara la alimentación de nitrógeno al evacuar por bombeo el aceite del recipiente. 253 C.- En el llenado de tanques sobre camión o vehículo, a partir del recipiente de almacenamiento- En la planta elaboradora. Para asegurar el mantenimiento de la calidad así como la estabilidad del aceite, se ha visto la necesidad de un tratamiento adicional del aceite con nitrógeno después de bombeado éste para evacuar los tanques de almacenado y cargarlo en tanque sobre el camión o vehículo. Tanto el equipo como el método operativo que ha de emplearse para ello es el mismo de los apartados anteriores. Se recomienda una vez más el empleo de un inyector de nitrógeno para tratar el aceite cuando circula por el circuito y mientras se bombea. La presencia de burbujas de nitrógeno en el aceite reduce al mínimo la absorción de oxígeno cuando se transvasa el aceite al tanque de transporte. El subsiguiente desprendimiento de nitrógeno por parte del aceite que ha sufrido tratamiento de difusión reduce el contenido de oxígeno a su nivel inicial. Asimismo y para preservar la calidad del producto durante el transporte se considera beneficioso reducir el contenido de oxígeno del espacio muerto que gravita sobre el líquido en el interior del tanque de transporte. Quizás la mayor ventaja que procura la difusión con nitrógeno es que, durante el transporte, se impide que el producto absorba el oxígeno por las fugas casi inevitables que pueden existir en el tanque de transporte. La acción gradual de limpieza que el nitrógeno difundido en el interior de la masa de producto desarrolla al desprenderse durante el transporte disminuye la capacidad de reabsorber oxígeno por parte del producto, debido a la diferencia de presión que existe entre el líquido y el espacio muerto que le sobrenada. Debe de introducirse el nitrógeno a un régimen tal que asegure su distribución a lo largo del período de carga, por ejemplo para cargar un tanque motorizado de 254 30.000 litros a razón de un factor de carga de 7.600 litros/hora hay que añadir nitrógeno a un régimen comprendido entre 7 y 8,5 m3/hora. Asimismo son recomendables las purgas si se desea reducir el contenido de oxígeno del espacio muerto que gravita sobre el nivel del líquido, dentro del tanque de transporte, a valores inferiores a los que se tendrían si se deja que el aceite tratado por difusión vaya desprendiendo el nitrógeno hacia la cámara vacía. Para garantizar en ésta un contenido de oxígeno inferior al 1,5% en volumen, es menester utilizar un volumen de nitrógeno para la purga de tres veces el volumen de dicha cámara, naturalmente, si se desea asociar a las ventajas de la difusión las provenientes de la purga en la cámara vacía es imprescindible la hermeticidad del tanque de transporte. D.- En el almacenado a granel del aceite.- Tratamiento con nitrógeno durante la descarga del aceite desde el tanque sobre el camión al recipiente de almacenamiento en el cliente. Es muy aconsejable la difusión de nitrógeno en el seno del aceite mientras se bombea éste desde el tanque de transporte al de almacenamiento ya que es la única forma de que el aceite mantenga continuadamente su estabilidad durante el período de almacenamiento. Cualquier contaminación con oxígeno en el bombeo o mientras el aceite se transvasa a un recipiente abierto al aire, puede desbaratar todos los cuidados y precauciones que se tomaron al manipularlo durante la elaboración y el transporte. 255 Figura XII E.-En el almacenado en tanques del cliente antes y durante su utilización. Si la grasa o aceite comestibles ha de conservarse durante algún tiempo en un tanque de almacenamiento, es imprescindible que el espacio vacío que existe sobre el nivel de líquido se cubra con nitrógeno. Cuando el período de almacenaje del aceite sea corto basta con la cobertura que procura el nitrógeno desprendido espontáneamente por el producto que, a su vez, ha sufrido previamente un tratamiento de difusión. En realidad, el oxígeno que hubiera podido contener el espacio muerto sufre una dilución, debido al desprendimiento de nitrógeno, lo que lo sitúa en un nivel más bajo. Ensayos experimentales han demostrado que los contenidos de oxígeno en un espacio muerto dentro de un tanque cerrado, con la abertura de evacuación cerrada, 256 se reducen a un 1% de oxígeno en volumen, gracias a la acción del gas que emigra y se desprende después de la operación de difusión. Sin embargo, cuando el aceite haya de permanecer almacenado durante largo tiempo, es recomendable cubrirlo con nitrógeno. El caudal de nitrógeno se controla por el nivel que alcanza el aceite en el interior del tanque y por la pérdida de presión del nitrógeno que sobrenada este nivel, asegurando de esta forma la continuada presencia de gas inerte en el espacio muerto. De este modo cabe asegurar que en ningún caso el contenido de oxígeno en el espacio muerto excederá del 1,5%. F.- Tratamiento en el circuito de aceite que se transvasa a la línea de elaboración o al punto de utilización o de embotellado. Para mantener constantemente la alta calidad de la grasa o del aceite a lo largo de cualquier operación de bombeo u otras destinadas a transvasar el producto de los recipientes de almacenamiento a las líneas de producción o embotellado, es imprescindible que la grasa o aceite hayan sido sometidas a una difusión con nitrógeno. La contaminación con oxígeno durante el bombeo, durante su estancia en recipientes abiertos o durante el proceso de llenado, puede reducir la capacidad de auto conservación del producto final después de envasado. Para evitarlo se difunde nitrógeno en el aceite al igual que se hacía en otras fases previas; la presión del gas debe situarse entre 300 y 500 gr/cm2 por encima de la presión que alcance el producto. Los frascos de envasado deben protegerse adecuadamente cerrándolos con tapa de hermeticidad absoluta. El desprendimiento de nitrógeno del aceite (tratado por difusión) garantiza que la contaminación por el oxígeno atmosférico será mínima. 257 No se cree necesario proteger con una cobertura de nitrógeno el colector de llenado de los envases si el aceite ha sufrido previamente un proceso de difusión. G.- Cierre y sellado de envases. La sección de taponado o cierre es el último punto en que el aceite (o producto que lo contenga) puede tomar oxígeno del aire que le rodea, en el supuesto de que el cierre final del recipiente sea hermético. La protección del producto puede realizarse purgando con nitrógeno el espacio muerto del recipiente, sin embargo, no puede asegurarse una purga efectiva haciendo que circule una corriente de nitrógeno, directamente, hacia el espacio muerto. IV. SUMARIO Para asegurar una adecuada protección de los aceites o grasas comestibles en orden a mantener su conservación, es necesario preservarlos de la atmósfera circundante. Aparte de que se limiten al máximo los contactos del aceite con el oxígeno atmosférico, es preciso eliminar cualquier oxígeno arrastrado o disuelto en el seno del aceite durante las operaciones de almacenamiento, transporte y manipulación. En el cuadro siguiente se muestran las fases de operación en las que es recomendable un tratamiento con nitrógeno y que pueden resumirse en dos grandes grupos: a.- Tratamiento del aceite con nitrógeno durante la elaboración, almacenamiento y transporte. b.- Tratamiento del aceite con nitrógeno por parte del cliente. 258 MÉTODO PARA ZONA DE TRATAMIENTO INTRODUCIR EL NITRÓGENO BOMBEADO PARA EVACUAR EL ACEITE DEL DESODORIZADOR TANQUES DE TRANSPORTE O RECIPIENTES MÓVILES APROXIMADO A OPERACIÓN EMPLEAR EN LITROS DE GAS DIFUSIÓN APROXIMADO: UN LITRO POR LITRO DE ACEITE EL NITRÓGENO PROVENIENTE DEL DIFUSOR VA DIRECTAMENTE AL ESPACIO MUERTO COBERTURA EL SUFICIENTE PARA MANTENER UN LIGERO EXCESO DE PRESIÓN EN CIRCUITO; ENTRE EL TANQUE DE ALMACENAMIENTO Y DE TRANSPORTE DIFUSIÓN UN LITRO DE GAS POR CADA LITRO DE CAPACIDAD ESPACIO MUERTO DEL TANQUE DE TRANSPORTE, UNA VEZ LLENO ESTE COBERTURA INDETERMINADO DIFUSIÓN EN CIRCUITO DURANTE EL BOMBEO DIFUSIÓN UN LITRO POR LITRO DE ACEITE COBERTURA EL SUFICIENTE PARA MANTENER UN LIGERO EXCESO DE PRESIÓN DIFUSIÓN EN CIRCUITO DURANTE BOMBEO DIFUSIÓN UN LITRO POR LITRO DE ACEITE ENTRADA EN EL RECIPIENTE O COLECTOR DE LLENADO, CERRADO COBERTURA EL SUFICIENTE PARA MANTENER UN LIGERO EXCESO DE PRESIÓN DE ACEITE DE TRANSPORTE TIPO DE EN CIRCUITO; ENTRE EL REFRIGERANTE Y EL TANQUE DE ALMACENAMIENTO ALMACENADO A GRANEL LLENADO DE TANQUES VOLUMEN EL EN INSTALACIÓN DEL CLIENTE, BOMBEADO DESDE EL TANQUE DE TRANSPORTE AL TANQUE FIJO DEALMACENAMIENTO DE ACEITE DIRECTAMENTE AL ALMACENADO EN TANQUES ESPACIO MUERTO, MAS EL NITRÓGENO PROVENIENTE DEL DIFUSOR BOMBEO DESDE EL LUGAR DE ALMACENAMIENTO AL DE LLENADO ALIMENTADOR PARA ENVASADO O COLECTOR MAQUINA DE CIERRE O TAPONADO TÉCNICA DE TAPONADO COBERTURA O CON NITRÓGENO O PURGA PURGA INDETERMINADO 259 DATOS DEL GAS TABLA DE CONVERSIONES Fase sólida: Fase gas: Fase líquida: 3 peso [kg] volumen [m ] volumen[I] 1.000 0.842 1.238 1.187 1.000 1.470 0.8082 0.680 1.000 m3 (metro cúbico): volumen de gas medido a 1.013 bar y 15ºC de temperatura. l (litro) : volumen líquido medido a 1.013 bar y a temperatura de ebullición . 260 PROPIEDADES FÍSICAS Masa atómica Fase líquida (a temperatura de ebullición) Temperatura de ebullición Fase gaseosa 28.01 Peso específico (agua = 1) 0.808 @ 1,013 bar Calor específico 2.042 kJ/kg °C Temperatura -195.80°C @ 1,013 bar Calor latente de evaporación 199.1 kJ/kg Peso específico (aire = 1) 0.9737 Calor específico 1.0400 kJ/kg °C Densidad 1.2506 kg/m3 Temperatura -210.0°C Presión 12.5 kPa abs Temperatura -146.90°C Presión 3399 kPa abs Densidad 314.9 kg/m3 Punto triple Punto crítico Conductibilidad térmica 0.0260 W/m °K @ 300 °K 261 Un sistema de almacenamiento de gases licuados en sus propias instalaciones. El suministro de gas a partir de depósitos que contienen los gases en fase líquida es muy común. AIR LIQUIDE ofrece a sus clientes una amplia gama de depósitos de diferentes tamaños y capacidades para asegurar a cada usuario una autonomía adecuada a sus necesidades y para adaptarse a la disponibilidad de espacio en cada caso concreto. Los principales elementos del sistema de almacenamiento que AIR LIQUIDE pone a disposición del cliente en sus instalaciones, han sido diseñados y construido por el Grupo AIR LIQUIDE. El sistema se compone de: 262 - Depósito evaporador ó tanque (dependiendo de la presión de utilización). - Gasificadores (para utilización en fase gas). - Dispositivos de control. - Valvulería, codos, racores, etc. para la unión entre depósito y gasificadores. - Armario eléctrico. - Paneles de advertencia y seguridad. 263 2. PLANOS. Paraje de las Moradillas…………………………………Plano nº 1 Diagrama de Flujo ………………………………………Plano nº 2 Esquema del Balance de Materia………………………Plano nº 3 Esquema del Balance de Energía………………………Plano nº 4 Diagrama P&I ……………………………………………Plano nº 5 Distribución de equipos en planta………………………Plano nº 6 Detalle cristalizador y decantador………………………Plano nº 7 264 3. PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES. INDICE: 1 2 DEFINICION Y ALCANCE DEL PLIEGO 1.1 OBJETO 1.2 CUERPO NORMATIVO 1.3 DOCUMENTOS QUE DEFINEN LAS OBRAS 1.4 COMPATIBILIDAD Y RELACION ENTRE DICHOS DOCUMENTOS 267 CONDICIONES FACULTATIVAS 269 2.1 269 OBLIGACIONES DEL CONTRATISTA. 2.1.1 Art.1. Condiciones técnicas. 2.1.2 Art.2. Marcha de los trabajos. 2.1.3 Art.3. Personal. 2.1.4 Art.4. Precauciones a adoptar durante la construcción. 2.1.5 Art.5. Responsabilidades del contratista. 2.1.6 Art.6. Desperfectos en propiedades colindantes. 2.1.7 Art.7. Seguro de incendios. 2.1.8 Art. 8. Obligaciones no especificadas. 2.1.9 Art.9. Documentos que puede reclamar el contratista. 2.1.10 Art.10. Seguros. 2.2 2.3 FACULTADES DE LA DIRECCION TECNICA 2.2.1 Art.1. Interpretación de los documentos de Proyecto. 2.2.2 Art.2. Aceptación de materiales. 2.2.3 Art.3. Mala ejecución. 2.2.4 Art.4. Reformas en el proyecto. DISPOSICIONES VARIAS 2.3.1 Art.1. Replanteo. 2.3.2 Art.2. Libro de Ordenes, Asistencia e Incidencias. 272 274 2.3.3 Art.3. Modificaciones en las unidades de Obra. 3 2.3.4 Art.4. Controles de obra: Pruebas y ensayos. 2.3.5 Art.5. Correspondencia oficial. 2.3.6 Art.6. Accesos a la obra. 2.3.7 Art.7. Gastos de obra. CONDICIONES ECONOMICAS 276 3.1 276 MEDICIONES 3.1.1 Art.1. Forma de medición. 3.1.2 Art.2. Valoración de unidades no expresadas en este Pliego. 3.1.3 Art.3. Equivocaciones en el presupuesto. 265 3.2 4 277 3.2.1 Art.1. Valoraciones 3.2.2 Art.2. Valoración de las obras no incluidas ó incompletas. 3.2.3 Art.3. Precios contradictorios. 3.2.4 Art.4. Relaciones valoradas. 3.2.5 Art.5. Obras que se abonarán al contratista: Precio de las mismas. 3.2.6 Art.6. Abono de las partidas alzadas. CONDICIONES LEGALES 280 4.1 280 4.2 4.3 5 VALORACIONES RECEPCION DE OBRAS 4.1.1 Art.1. Recepción de las obras. 4.1.2 Art.2. Plazo de garantía. 4.1.3 Art.3. Pruebas para la recepción. CARGOS AL CONTRATISTA 4.2.1 Art.1. Planos para las instalaciones. 4.2.2 Art.2. Autorizaciones y Licencias. 4.2.3 Art.3. Conservación durante el plazo de garantía. DISPOSICIONES VARIAS 4.3.1 Art.1. Normas de aplicación. 4.3.2 Art.2. Suspensión de las obras. 4.3.3 Art.3. Prorroga de las obras. 4.3.4 Art.4. Rescisión de contrato. 4.3.5 Art.5. Personal en obra. CONDICIONES TECNICAS GENERALES 5.1 ART.1. CALIDAD DE LOS MATERIALES. 5.2 ART.2. PRUEBAS Y ENSAYOS DE MATERIALES. 5.3 ART.3. MATERIALES NO CONSIGNADOS EN PROYECTO. 5.4 ART.4. CONDICIONES GENERALES DE EJECUCIÓN. 281 282 284 6 CUMPLIMIENTO DE LOS PLAZOS 285 7 PLAN DE OBRA Y RELACIÓN DE MAQUINARIA 286 7.1 MATERIALES EN DEPOSITO 286 7.2 MAQUINARIA Y MEDIOS AUXILIARES 286 8 CONTROL DE CALIDAD E INSPECCION Y CONTROL 287 9 MANUALES DE MANTENIMIENTO Y PLANOS "AS BUILT" 287 266 1. DEFINICION Y ALCANCE DEL PLIEGO 1.1. OBJETO El presente pliego regirá en unión de las disposiciones que con carácter general y particular se indican, y tienen por objeto la ordenación de las condiciones técnico-facultativas que han de regir en la ejecución de las obras para la construcción de una Planta de Refino de aceites vegetales en el término municipal de las Moradillas, en Palenciana (Córdoba). 1.2. CUERPO NORMATIVO El cuerpo normativo de aplicación en la ejecución de las obras objeto del presente proyecto será el formado por toda la LEGISLACION DE OBLIGADO CUMPLIMIENTO que le sea de aplicación en la fecha de la forma del Contrato de adjudicación de las obras. Si entre la normativa de aplicación existiesen discrepancias, se aplicarán las más restrictivas, salvo que por parte de la Dirección Facultativa se manifieste por escrito lo contrario en el Libro de Ordenes. Si entre la normativa de aplicación existiese contradicción será la Dirección Facultativa quien manifieste por escrito la decisión a tomar en el Libro de Ordenes. Será responsabilidad del Contratista cualquier decisión tomada en los supuestos anteriores si esta no está firmada en el Libro de Órdenes por la Dirección Facultativa y por tanto estará obligado a asumir las consecuencias que deriven de las órdenes que debe tomar la Dirección Facultativa para corregir la situación creada. 1.3. DOCUMENTOS QUE DEFINEN LAS OBRAS El presente Pliego, conjuntamente con los otros documentos, memorias, planos y mediciones, forman el proyecto que servirá de base para la ejecución de las obras. Los planos constituyen los documentos que definen la obra en forma geométrica y cuantitativa. 1.4. COMPATIBILIDAD Y RELACION ENTRE DICHOS DOCUMENTOS Lo mencionado en los Pliegos de Condiciones y omitido en los Planos, o viceversa, habrá de ser ejecutado como si estuviese expuesto en ambos documentos. En caso de contradicción entre los Planos y los Pliegos de Condiciones, prevalecerá lo prescrito en estos últimos. Las omisiones en Planos y Pliegos de Condiciones o las descripciones erróneas de los detalles de obra que sean manifiestamente indispensables para llevar a cabo el espíritu o la intención expuestos en los Planos y Pliegos de Condiciones, o que, por uso y costumbre, deben 267 ser realizados, no sólo no eximen al contratista de la obligación de ejecutar esos detalles de obra omitidos o erróneamente descritos, sino que, por el contrario, deberán ser ejecutados como si hubieran sido completa y correctamente especificados en los Planos y Pliegos de Condiciones sin que suponga variación en el presupuesto de la unidad o el capítulo. 268 2. CONDICIONES FACULTATIVAS 2.1. OBLIGACIONES DEL CONTRATISTA. Art.1. Condiciones técnicas. Las presentes condiciones técnicas serán de obligada observación por el contratista a quien se adjudique la obra, el cual deberá hacer constar que las conoce y que se compromete a ejecutar la obra con estricta sujeción a las mismas en la propuesta que formule y que sirva de base a la adjudicación. Art.2. Marcha de los trabajos. Para la ejecución del programa de desarrollo de la obra, el contratista deberá tener siempre en la obra un número de obreros proporcionado a la extensión de los trabajos y clases de estos que estén ejecutándose. Art.3. Personal. Todos los trabajos han de ejecutarse por personas especialmente preparadas. Cada oficio ordenará su trabajo armónicamente con los demás procurando siempre facilitar la marcha de los mismos, en ventaja de la buena ejecución y rapidez de la construcción, ajustándose a la planificación económica prevista en el proyecto. El contratista permanecerá en la obra durante la jornada de trabajo, pudiendo estar representado por un encargado apto, autorizado por escrito, para recibir instrucciones verbales y firmar recibos y planos o comunicaciones que se lo dirijan. Art.4. Precauciones a adoptar durante la construcción. Las precauciones a adoptar durante la construcción serán las previstas en el REAL DECRETO 1627/1997, de 24 de Octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y de salud en las obras de construcción. El contratista se sujetará a las leyes, Reglamentos y Ordenanzas vigentes, así como a los que se dicten durante la ejecución de las obras. Art.5. Responsabilidades del contratista. En la ejecución de las obras que se hayan contratado, el contratista será el único responsable, no teniendo derecho a indemnización alguna por el mayor precio a que pudiera costarle, ni por las erradas maniobras que cometiese durante la construcción, siendo de su 269 cuenta y riesgo e independiente de la inspección del Ingeniero. Asimismo será responsable ante los Tribunales de los accidentes que, por inexperiencia o descuido, sobrevinieran, tanto en la construcción como en los andamios, ateniéndose en todo a las disposiciones de Policía Urbana y leyes comunes sobre la materia. Art.6. Desperfectos en propiedades colindantes. Si el contratista causase algún desperfecto en propiedades colindantes tendrá que restaurarlas por su cuenta dejándolas en el estado en que las encontró al comienzo de la obra. El contratista adoptará cuantas medidas encuentre necesarias para evitar la caída de operarios, desprendimiento de herramientas y materiales que puedan herir o matar a alguna persona. Art.7. Seguro de incendios. Queda obligado el contratista a asegurar las obras en Compañía de reconocida solvencia inscrita en el Registro de Ministerio de Hacienda en virtud de la vigente Ley de Seguros. En caso de no asegurar las obras se entiende que es el contratista el asegurador. La póliza habrá de extenderse con la condición especial de que si bien el contratista la suscribe con dicho carácter es requisito indispensable que, en caso de siniestros una vez justificada su cuantía, el importe íntegro de la indemnización lo cobre la entidad propietaria, para ir pagando la obra que se reconstruya a medida que esta se vaya realizando, previas las certificaciones facultativas, como los demás trabajos de la construcción. Art. 8. Obligaciones no especificadas. Es obligación del contratista ejecutar cuanto sea necesario para la terminación completa y buena construcción y aspecto de las obras, aunque algún detalle complementario no se halle expresamente determinado en estas condiciones, siempre que, sin separarse de su espíritu y recta interpretación, lo disponga el Ingeniero-Director. Las dudas que pudieran ocurrir en las condiciones y demás documentos del contrato se resolverán por el Ingeniero-Director así como la inteligencia e interpretación de los planos, detalles y descripciones debiendo someterse el contratista a lo que dicho facultativo decida. Art.9. Documentos que puede reclamar el contratista. El contratista conforme a lo dispuesto en el Pliego de Condiciones, podrá sacar a sus expensas copias de los documentos del Proyecto de Contrata, cuyos originales le serán facilitadas por el Ingeniero-Director, el cual autorizará con su firma las copias, si el contratista lo desea. 270 Art.10. Seguros. El contratista estará asegurado en Compañía solvente para cubrir todos los accidentes que ocurran en la obra, si la Compañía no los abonase, los abonará el contratista directamente. En cualquier momento estos documentos podrán ser exigidos por la propiedad y la Dirección Facultativa. 271 2.2. FACULTADES DE LA DIRECCION TECNICA Art.1. Interpretación de los documentos de Proyecto. El contratista queda obligado a que todas las dudas que surjan en la interpretación de los documentos del Proyecto o posteriormente durante la ejecución de los trabajos serán resueltas por la Dirección Facultativa de acuerdo con el “Pliego de Condiciones Técnicas de la Dirección General de Arquitectura”, Pliego de Condiciones que queda en su articulado incorporado al presente de Condiciones Técnicas. Las especificaciones no descritas en el presente Pliego con relación al Proyecto deben considerarse como datos en cuenta en la formulación del Presupuesto por parte de la Empresa que realice las obras así como el grado de calidad de las mismas. En las circunstancias en que se vertieran conceptos en los documentos escritos que no fueran reflejados en los Planos del Proyecto, el criterio a seguir lo decidirá la Dirección Facultativa de las obras, recíprocamente cuando en los documentos gráficos aparecieran conceptos que no se ven reflejados en los documentos escritos, la especificación de los mismos, será decidida por la Dirección Facultativa de las obras. La Contrata deberá consultar previamente cuantas dudas estime oportunas para una correcta interpretación de la calidad constructiva y de características del Proyecto. Art.2. Aceptación de materiales. Los materiales serán reconocidos antes de su puesta en obra por la Dirección Facultativa, sin cuya aprobación no podrán emplearse en dicha obra; para ello la contrata proporcionará al menos dos muestras para su examen por parte de la Dirección Facultativa, ésta se reserva el derecho de desechar aquellos que no reúnan las condiciones que a su juicio, no considere aptas. Los materiales desechados serán retirados de la obra en el plazo más breve. Las muestras de los materiales una vez que hayan sido aceptados, serán guardados juntamente con los certificados de los análisis para su posterior comparación y contraste. Art.3. Mala ejecución. Si a juicio de la Dirección Facultativa hubiera alguna parte de la obra mal ejecutada, el contratista tendrá la obligación de demolerla y volverla a realizar cuantas veces sea necesario, hasta que quede a satisfacción de dicha Dirección, no otorgando estos aumentos de trabajo derecho a percibir ninguna indemnización de ningún género, aunque las condiciones de mala ejecución de la obra se hubiesen notado después de la recepción provisional, sin que ello pueda repercutir en los plazos parciales o en el total de ejecución de la obra. 272 Art.4. Reformas en el proyecto. Si durante el curso de las obras el Ingeniero-Director estimase conveniente introducir modificaciones en el proyecto, el contratista estará obligado a realizarlas, siempre y cuando la cantidad de las obras nuevamente proyectadas no aumentasen en una sexta parte las de igual índole, consignadas en el Presupuesto de Contrata, abonándosele la parte que resulte con arreglo a los precios del Proyecto. 273 2.3. DISPOSICIONES VARIAS Art.1. Replanteo. Como actividad previa a cualquier otra de la obra se procederá por la Dirección Facultativa a la comprobación del replanteo de las obras en presencia del Contratista marcando sobre el terreno conveniente todos los puntos necesarios para su ejecución. De esta operación se extenderá acta por duplicado que firmar la Dirección Facultativa y la Contrata, la cual, facilitará por su cuenta todos los medios necesarios para la ejecución de los referidos replanteos y señalamiento de los mismos, cuidando bajo su responsabilidad de las señales o datos fijados para su determinación. Asimismo para el resto de replanteos que se verifiquen en obra, estos se realizarán por el Contratista con la consiguiente aprobación de la Dirección Facultativa para el inicio de la correspondiente unidad. Art.2. Libro de Órdenes, Asistencia e Incidencias. Con objeto de que en todo momento se pueda tener un conocimiento exacto de la ejecución e incidencias de la obra, se llevará, mientras dure la misma, el Libro de Ordenes Asistencia e Incidencias, en el que se reflejarán las visitas facultativas realizadas por la Dirección de la obra, incidencias surgidas y en general, todos aquellos datos que sirvan para determinar con exactitud si por la contrata se han cumplido los plazos y fases de ejecución previstas para la realización del proyecto. El Ingeniero-Director de la obra, y los demás facultativos colaboradores en la dirección de las mismas, irán dejando constancia, mediante las oportunas referencias, de sus visitas e inspecciones y las incidencias que surjan en el transcurso de ellas y obliguen a cualquier modificación en el proyecto o la ejecución de las obras, las cuales serán de obligado cumplimiento. Las anotaciones en el Libro de Ordenes, Asistencias e Incidencias, harán fe a efectos de determinar las posibles causas de resolución e incidencias del contrato. Sin embargo, cuando el contratista no estuviese conforme, podrá alegar en su descargo todas aquellas razones que abonen su postura, aportando las pruebas que estime pertinentes. Efectuar una orden a través del correspondiente asiento en este Libro, no será obstáculo para que cuando la Dirección Facultativa lo juzgue conveniente, se efectúe la misma también por oficio. Dicha orden se reflejará también en el Libro de Ordenes. 274 Art.3. Modificaciones en las unidades de Obra. Cualquier modificaciones en las unidades de obra que suponga la realización de distinto número de aquellas, más o menos de las figuradas en el estado de mediciones del presupuesto, deberá ser conocida y aprobada previamente a su ejecución por el Director Facultativo, haciéndose constar en el Libro de Obra, tanto la autorización citada como la comprobación posterior de su ejecución. En caso de no obtener esta autorización, el contratista no podrá pretender, en ningún caso, el abono de las unidades de obra que se hubiesen ejecutado de más respecto a las figuradas en el proyecto. Art.4. Controles de obra: Pruebas y ensayos. Se ordenará cuando se estime oportuno, realizar las pruebas y ensayos, análisis y extracción de muestras de obra realizada para comprobar que tanto los materiales como las unidades de obra están en perfectas condiciones y cumplen lo establecido en este Pliego. El abono de todas las pruebas y ensayos será de cuenta de la propiedad. En caso que sean efectuados pruebas y/o ensayos y no se cumplan las especificaciones recogidas bien en normativa vigente o especificaciones de la Dirección Facultativa, los gastos del ensayo, reparación de los elementos defectuosos y nuevos ensayos, correrán por cuenta del contratista. Art.5. Correspondencia oficial. El contratista tendrá derecho a que se le acuse recibo, si lo pide, de las comunicaciones y reclamaciones que dirija al Ingeniero-Director y a su vez está obligado a devolver a dicho Ingeniero, ya en originales, ya en copias, todas las ordenes y avisos que de él reciba poniendo al pie el “enterado” y su firma. Art.6. Accesos a la obra. Se facilitarán los accesos a todas las partes de la obra por medio de chaperas, andamiaje con tablones, pasamanos, etc…, de tal manera que todas las personas que accedan a los diversos sitios de la obra tengan la seguridad necesaria para la revisión de los diferentes trabajos. Art.7. Gastos de obra. Serán por cuenta del promotor salvo que se indique en contrato, los gastos referentes a licencia de obras, honorarios de Proyecto y Dirección Facultativa, así como todos los originados para dotar a la obra de acometidas de agua, electricidad, etc. 275 3. CONDICIONES ECONOMICAS 3.1. MEDICIONES Art.1. Forma de medición. La medición del conjunto de unidades de obra que constituyen el proyecto se verificará aplicando a cada unidad de obra la unidad de medida que le sea apropiada y con arreglo a las mismas unidades adoptadas en el presupuesto, unidad completa, partida alzada, metros cuadrados, cúbicos o lineales, kilogramos, etc. Tanto las mediciones parciales como las que se ejecuten al final de la obra, se realizarán conjuntamente con el contratista, levantándose las correspondientes actas que serán firmadas por ambas partes. Todas las mediciones que se efectúen comprenderán las unidades de obra realmente ejecutadas, no teniendo el contratista derecho a reclamación de ninguna especie por las diferencias que se produjeran entre las mediciones que se ejecuten y las que figuren en el proyecto, así como tampoco por los errores de clasificación de las diversas unidades de obra que figuren en los estados de valoración. Art.2. Valoración de unidades no expresadas en este Pliego. La valoración de las obras no expresadas en este Pliego se verificará aplicando a cada una de ellas la medida que le sea más apropiada y en forma de condiciones que estime justas el Ingeniero, multiplicando el resultado final por el precio correspondiente. Art.3. Equivocaciones en el presupuesto. Se supone que el contratista ha hecho un detenido estudio de los documentos que componen el Proyecto, y por lo tanto, al no haber hecho ninguna observación sobre errores posibles o equivocaciones del mismo, no hay lugar a disposición alguna en cuanto afecta a medidas o precios, de tal suerte que si la obra ejecutada con arreglo al proyecto contiene mayor número de unidades de las previstas, no tiene derecho a reclamación alguna, si por el contrario el número de unidades fuera inferior, se descontará del presupuesto. 276 3.2. VALORACIONES Art.1. Valoraciones Las valoraciones de las unidades de obra que figuran en el presente proyecto, se efectuarán multiplicando el número de estas por el precio unitario asignado a las mismas en el presupuesto. En el precio unitario aludido en el párrafo anterior se consideran incluidos los gastos del transporte de materiales, las indemnizaciones o pagos que hayan de hacerse por cualquier concepto, así como todo tipo de impuestos fiscales que graven los materiales por el Estado, Provincia o Municipio, durante la ejecución de las obras, y toda clase de cargas sociales. También serán de cuenta del contratista los honorarios, las tasas y demás gravámenes que se originan con ocasión de las inspecciones, aprobación y comprobación de las instalaciones con que esté dotado el inmueble. El contratista no tendrá derecho por ello a pedir indemnización alguna por las causas enumeradas. En el precio de cada unidad de obra van comprendidos los de todos los materiales accesorios y operaciones necesarias para dejar la obra terminada y en disposición de recibiese. Art.2. Valoración de las obras no incluidas ó incompletas. Las obras no incluidas se abonarán con arreglo a precios consignados en el Presupuesto, sin que pueda pretenderse cada valoración de la obra fraccionada en otra forma que la establecida en los cuadros de descomposición de precios. Art.3. Precios contradictorios. Si ocurriese algún caso excepcional e imprevisto en el cual fuese necesaria la designación de precios contradictorios entre la propiedad y el contratista, estos precios deberán fijarse con arreglo a los determinados para unidades análogas, después de haber convenido lo mismo el Ingeniero en representación de la Propiedad y el contratista. Art.4. Relaciones valoradas. El Contratista de la obra formulará mensualmente una relación valorada de los trabajos ejecutados desde la anterior liquidación con sujeción a los precios del presupuesto. 277 La Dirección Facultativa, que presenciará las operaciones de valoración y medición, tendrá un plazo de diez días para examinarlas. Deberá dentro de este plazo dar su conformidad o, en caso contrario, hacer las observaciones que considere convenientes. Estas relaciones valoradas no tendrán más que carácter provisional a buena cuenta, y no supone la aprobación de las obras que en ellas se comprenden. Se formará multiplicando los resultados de la medición por los precios correspondientes, y descontando si hubiera lugar la cantidad correspondiente al tanto por ciento de baja o mejora producido en la licitación. Art.5. Obras que se abonarán al contratista: Precio de las mismas. Se abonarán al contratista la obra que realmente se ejecute con sujeción al proyecto que sirve de base al contrato, o a las modificaciones del mismo, autorizadas por la superioridad, o a las órdenes que con arreglo a sus facultades le haya comunicado por escrito el Director de la obra, siempre que dicha obra se halle ajustada a los preceptos del contrato y sin que su importe pueda exceder de la cifra total de los presupuestos aprobados. Por consiguiente, el número de unidades que se consignan en el Proyecto o en el Presupuesto no podrá servirle de fundamento para entablar reclamaciones de ninguna especie, salvo en los casos de rescisión. Tanto en las certificaciones de obra como en la liquidación final, se abonarán las obras hechas por el contratista a los precios de ejecución material que figuran el presupuesto para cada unidad de obra. Si excepcionalmente se hubiera realizado algún trabajo que no se halle reglado exactamente en las condiciones de la contrata pero que sin embargo sea admisible a juicio del Director, se dará conocimiento de ello, proponiendo a la vez la rebaja de precios que se estime justa, y si aquella resolviese aceptar la obra, quedará el contratista obligado a conformarse con la rebaja acordada. Cuando se juzgue necesario emplear materiales para ejecutar obras que no figuren en el proyecto, se evaluará su importe a los precios asignados a otras obras o materiales análogos si los hubiera, y cuando no, se discutirá entre el Director de la obra y el contratista, sometiéndoles a la aprobación superior. Los nuevos precios convenidos por uno u otro procedimiento se sujetarán siempre a lo establecido en el contrato general de la obra. Al resultado de la valoración hecha de este modo, se le aumentará el tanto por ciento adoptado para formar el presupuesto de la contrata, y de la cifra que se obtenga se descontará lo que proporcionalmente corresponda a la rebaja hecha, en el caso de que exista ésta. 278 Cuando el contratista, con la autorización del Director de la obra emplease materiales de más esmerada preparación o de mayor tamaño que lo estipulado en el proyecto, sustituyéndose la clase de fábrica por otra que tenga asignado mayor precio, ejecutándose con mayores dimensiones o cualquier otra modificación que resulte beneficiosa a juicio de la Propiedad, no tendrá derecho, sin embargo, sino a lo que correspondería si hubiese construido la obra con estricta sujeción a lo proyectado y contratado. Art.6. Abono de las partidas alzadas. Las cantidades calculadas para obras accesorias, aunque figuren por una partida alzada del presupuesto, no serán abonadas sino a los precios de la contrata, según las condiciones de la misma y los proyectos particulares que para ellos se formen o en su defecto, por lo que resulte de la medición final. Para la ejecución material de las partidas alzadas figuradas en el proyecto de obra, deberá obtenerse la aprobación de la Dirección Facultativa. A tal efecto, antes de proceder a su realización se someterá a su consideración el detalle desglosado del importe de la misma, el cual, si es de conformidad podrá ejecutarse. 279 4. CONDICIONES LEGALES 4.1. RECEPCION DE OBRAS Art.1. Recepción de las obras. Una vez terminadas las obras, y hallándose en las condiciones exigidas, se procederá a la recepción de las mismas. Al acto de recepción concurrirán la propiedad, el facultativo encargado de la dirección de la obra y el contratista, levantándose el acta correspondiente. En caso de que las obras no se hallen en estado de ser recibidas se actuará conforme a lo dispuesto en contrato establecido. El plazo de la garantía comenzará a contarse a partir de la fecha de la recepción de la obra. Al realizarse la recepción de las obras deberá presentar el contratista las pertinentes autorizaciones de los Organismos oficiales de la provincia para el uso y puesta en servicio de las instalaciones que así lo requieran. No se efectuará esa recepción de las obras si no se cumple este requisito. Art.2. Plazo de garantía. Sin perjuicio de las garantías que expresamente se detallan en el contrato el contratista garantiza en general todas las obras que ejecute, así como los materiales empleados en ellas y su buena manipulación. El plazo de garantía será el establecido en contrato y durante este período el contratista corregirá los defectos observados, eliminará las obras rechazadas y reparará las averías que por dicha causa se produzcan, todo ello por su cuenta y sin derecho a indemnización alguna, ejecutándose en caso de resistencia dichas obras por la Administración con cargo a la fianza. El contratista garantiza a la Propiedad contra toda reclamación de tercera persona, derivada del incumplimiento de sus obligaciones económicas o disposiciones legales relacionadas con la obra. Una vez aprobada la recepción y liquidación definitiva de las obras, la Propiedad tomará acuerdo respecto a las retenciones efectuadas. Tras la recepción de la obra el contratista quedará relevado de toda responsabilidad salvo lo referente a los vicios ocultos de la construcción debidos a incumplimiento doloso del contrato por parte del empresario, de los cuales responderá en el término de 10 años. Transcurrido este plazo quedará totalmente extinguida la responsabilidad. 280 Art.3. Pruebas para la recepción. Con carácter previo a la ejecución de las unidades de obra, los materiales habrán de ser reconocidos y aprobados por la Dirección Facultativa. Si se hubiese efectuado su manipulación o colocación sin obtener dicha conformidad deberán ser retirados todos aquellos que la citada dirección rechaza, dentro de un plazo de treinta días. El contratista presentará oportunamente muestras de cada clase de material a la aprobación de la Dirección Facultativa, las cuales conservarán para efectuar en su día comparación o cotejo con los que se empleen en obra. Siempre que la Dirección Facultativa lo estime necesario serán efectuadas por cuenta de la contrata las pruebas y análisis que permitan apreciar las condiciones de los materiales a emplear. 4.2. CARGOS AL CONTRATISTA Art.1. Planos para las instalaciones. El contratista, de acuerdo con la Dirección Facultativa entregará en el acto de la recepción provisional, los planos de todas las instalaciones ejecutadas en la obra, con las modificaciones o estado definitivo en que hay quedado. Art.2. Autorizaciones y Licencias. El contratista se compromete igualmente a entregar las autorizaciones que perceptivamente tienen que expresar las delegaciones Provinciales de Industria, Sanidad, etc, y autoridades locales, para la puesta en servicio de las referidas instalaciones. Son también de cuenta del contratista todos los arbitrios, licencias municipales, vallas, alumbrado, multas, etc, que ocasionen las obras desde su inicio hasta su total terminación, salvo que se especifique lo contrario en el contrato entre la Propiedad y el contratista. Art.3. Conservación durante el plazo de garantía. El contratista durante el tiempo que media entre la recepción provisional y la definitiva, será el conservador de las obras, donde tendrá el personal suficiente para atender a todas las averías y reparaciones que puedan presentarse, aunque el establecimiento fuese ocupado o utilizado por la propiedad antes de la recepción definitiva. 281 4.3. DISPOSICIONES VARIAS Art.1. Normas de aplicación. Para todo aquello no detallado expresamente en los artículos anteriores, y en especial sobre las condiciones que deberán reunir los materiales que se emplean en obra, así como la ejecución de cada unidad de obra, y las normas para su medición y valoración regirá el Pliego de Condiciones Técnicas de la Dirección General de Arquitectura. Se cumplimentarán todas las normas vigentes y las sucesivas que se publiquen en el transcurso de las obras. Art.2. Suspensión de las obras. Cuando la entidad propietaria desee suspender la ejecución de las obras tendrá que avisarlo con un mes de anticipación y el contratista tendrá que suspender los trabajos sin derecho a indemnización, siempre que se le abone el importe de la obra ejecutada y el valor de los materiales acumulados al pie de obra, al precio corriente en la localidad; igual se hará en los casos de rescisión justificada. Si la suspensión de las obras fuese motivada por el contratista, el propietario se reserva el derecho a la rescisión del contrato, abonando al contratista tan sólo la obra ejecutada con pérdida de la retención como indemnización de perjuicios irrogados a la entidad propietaria; quedando obligado el contratista a responder de los perjuicios superiores a esta cantidad, salvo que se indique lo contrario en el contrato. En caso de muerte o de quiebra del contratista, quedará rescindida la contrata, a no ser que los herederos o los síndicos de la quiebra ofrezcan llevarla a cabo bajo las condiciones estipuladas en la misma. El propietario puede admitir o desechar el ofrecimiento, sin que en este caso tengan aquellos derecho a indemnización alguna. Tanto en estos casos de rescisión como en los que legalmente se pudiesen presentar, las herramientas y demás elementos de trabajo que sean de pertenencia del contratista, tendrá éste obligación a recogerlos en un plazo de ocho días; de no ser así se entiende que los abandona a favor de la obra. Art.3. Prorroga de las obras. Si se diese el caso de que por alguna contingencia, la Empresa Constructora solicitase una ampliación de plazo para la terminación de las obras, este se determinará de acuerdo con la Dirección Facultativa y siempre y cuando las causas alegadas sean por motivos ajenos al discurrir normal de la obra. 282 Art.4. Rescisión de contrato. En caso de que hubiese rescisión de contrato, la valoración de las obras incompletas se haría aplicando los precios del presupuesto, sin que el contratista tenga derecho alguno a reclamación. Si no existiesen precios descompuestos, o en el precio dado no estuviesen claramente especificados, se aplicarán a los materiales los precios corrientes de almacén de la localidad. Art.5. Personal en obra. Todo el personal que desarrolle cualquier actividad en la obra, deberá tener su situación laboral de acuerdo con la legislación vigente. 283 5. CONDICIONES TECNICAS GENERALES ART.1. CALIDAD DE LOS MATERIALES. Todos los materiales a emplear en la presente obra serán de primera calidad y reunirán las condiciones exigidas vigentes referentes a materiales y prototipos de construcción. ART.2. PRUEBAS Y ENSAYOS DE MATERIALES. Todos los materiales a que este capítulo se refiere podrán ser sometidos a los análisis o pruebas, por cuenta de la propiedad, que se crean necesarios para acreditar su calidad. Cualquier otro que haya sido especificado y sea necesario emplear deberá ser aprobado por la Dirección de las obras, bien entendido que será rechazado el que no reúna las condiciones exigidas por la buena práctica de la construcción. ART.3. MATERIALES NO CONSIGNADOS EN PROYECTO. Los materiales no consignados en proyecto que dieran lugar a precios contradictorios reunirán las condiciones de bondad necesarias, a juicio de la Dirección Facultativa, no teniendo el contratista derecho a reclamación alguna por estas condiciones exigidas. ART.4. CONDICIONES GENERALES DE EJECUCIÓN. Todos los trabajos, incluidos en el presente proyecto se ejecutarán esmeradamente, con arreglo a las buenas prácticas de la construcción, de acuerdo con las condiciones establecidas en el Pliego de Condiciones de la Edificación de la Dirección General de Arquitectura y cumpliendo estrictamente las instrucciones recibidas por la Dirección Facultativa, no pudiendo por tanto servir de pretexto al contratista el bajo contrato, para variar esa esmerada ejecución, ni la primerísima calidad de las instalaciones proyectadas en cuanto a sus materiales y mano de obra, ni pretender proyectos adicionales. 284 6. CUMPLIMIENTO DE LOS PLAZOS El contratista está obligado al cumplimiento de los plazos parciales fijados definitivamente por la Administración, así como del plazo final para la total terminación de obra. Si el retraso fuera producido por motivos no imputables al contratista y ésta se ofreciera a cumplir sus compromisos mediante prórroga del tiempo convenido, se concederá por la Administración un plazo que será, por lo menos, igual al tiempo perdido. El contratista dará comienzo a las obras una vez firmada el Acta de Inicio de las mismas. 285 7. PLAN DE OBRA Y RELACIÓN DE MAQUINARIA Al inicio de las obras, el contratista estará obligado ante el requerimiento de la Dirección Facultativa a complementar el Plan de Obra que hay previsto con la relación de medios humanos y su cualificación profesional, así como con la relación de medios auxiliares y maquinaria que se compromete a mantener durante la ejecución de las obras. Asimismo, el contratista deberá aumentar los medios auxiliares y personal técnico, siempre que la Administración compruebe que ello es necesario para el desarrollo de las obras en los plazos previstos. La aceptación del Plan de Obra y de la relación de medios auxiliares propuestos no implicará exención alguna de responsabilidad para el contratista, en caso de incumplimiento de los plazos parciales o del final. 7.1. MATERIALES EN DEPÓSITO Los materiales que se entreguen por la Administración al contratista se considerarán en depósito desde el momento de la entrega, siendo el contratista responsable de su custodia y conservación hasta tanto la obra sea recibida. A tal fin, el contratista responde con la fianza de cumplimiento de los daños, deterioros, pérdidas, extravíos, robos o cualquier otro accidente que puedan sufrir los citados materiales. 7.2. MAQUINARIA Y MEDIOS AUXILIARES Toda la maquinaria y medios auxiliares empleados por el contratista serán de su exclusiva cuenta, sin que en ningún caso pueda exigirse que la Administración se las abone, ya que su coste presumible y gastos de amortización y conservación han sido tenidos en cuenta en la formación de los distintos precios. No podrá, el contratista, alegando lo costoso de las instalaciones auxiliares, exigir que se le abone cantidad alguna en concepto de anticipo sobre dichos medios. 286 8. CONTROL DE CALIDAD E INSPECCION Y CONTROL Previamente al inicio de las obras, el contratista deberá presentar al Ingeniero-Director, para su aprobación, el Plan de Control de Calidad y el de Puntos de Inspección y Control de la obra, que será de aplicación tanto a la obra civil como a los equipos eléctricos y mecánicos a instalar. Para la ejecución de todas las unidades de obra, estas se someterán a los controles establecidos por la normativa legal de vigente aplicación, o los que por cualquier motivo considerase necesario la Dirección Facultativa, siendo el coste de los mismos por cuenta del contratista. En los mencionados planes se recogerá de forma clara la identificación de cada unidad de obra, el tipo de ensayo a realizar y la normativa de aplicación, la frecuencia de realización de cada tipo de ensayo, y las condiciones de aceptación o rechazo. Para materiales y equipos definirá los certificados de origen, pruebas y garantías que deberá aportar el proveedor de los mismos, así como las pruebas y ensayos a realizar en obra, la frecuencia de los mismos y las condiciones de aceptación o rechazo. 9. MANUALES DE MANTENIMIENTO Y PLANOS "AS BUILT" Concluidas las obras, el contratista está obligado a entregar los “Manuales de mantenimiento” de aquellas instalaciones o equipos que hubiese instalado, así como los planos “As-Built” de todas las obras realizadas. Tanto los manuales como los planos se entregarán por triplicado. En los citados manuales de mantenimiento se recogerán, tanto la descripción detallada de los equipos o instalaciones, como lista de repuestos, operaciones de mantenimiento preventivo y operativo y, en general, todo lo necesario para el correcto funcionamiento y conservación de las citadas instalaciones y/o equipos. 287 4. PRESUPUESTO. REFINERÍA DE ACEITES VEGETALES DESCRIPCIÓN MAQUINARIA Y EQUIPOS UDS TOTAL PRECIO UD. IMPORTE TOTAL IMPORTE TOTAL I.- NEUTRALIZACIÓN Depósito pulmón de alimentación de aceite crudo a la planta. Construido con chapa de acero inoxidable con capacidad de 35 m³. 1,00 1,00 2.404,05 2.404,05 Bomba Grunfos CRNE 8-60 2,00 Filtro de aceite tipo cesto construido en acero inoxidable AISI-316 1,00 Caudalímetro másico de aceite, magnético, 0-10.000 kg/h, con accesorios de montaje, totalmente instalado 1,00 2,00 1.100,00 2.200,00 1,00 700,00 700,00 1,00 721,21 721,21 1,00 1,00 2.352,28 2.352,28 1,00 1,00 2.400,00 2.400,00 1,00 1,00 2.500,00 2.500,00 1,00 1,00 3.305,57 3.305,57 1,00 1,00 1.300,00 1.300,00 1,00 1,00 2.200,00 2.200,00 1,00 1,00 2.500,00 2.500,00 1,00 1,00 5.500,00 5.500,00 1,00 1,00 3.000,00 3.000,00 1,00 1,00 3.000,00 3.000,00 1,00 1,00 1.682,83 1.682,83 Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de 100 kw Intercambiador de placas Alfa Laval M3-X de flujo diagonal de 120 kw. Con vapor de 3 kg/cm2 Mezcladora de ácido fosfórico-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas Madurador agitado cilíndrico vertical con un agitador modelo “LKRE agitador” de Alfa Laval, de capacidad 2,4 m³. Bomba Grundfos CR 8-40. Intercambiador de placas modelo M3-X de flujo diagonal de 60 kw. Mezcladora de sosa cáustica-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Separadora PX65 Alfa Laval para desgomado y neutralizado de aceites y grasas de capacidad 8.500 kg/h. Depósito de pastas. Construido con chapa de acero inoxidable con capacidad de 55 m³. Caja múltiple de seis compartimentos de 10 m³ c.u.. Construida en acero inoxidable y de dimensiones 3mx4,5mx4,5m. Bomba de pistón mod. Bretones BREMAN BDP-III para evacuación de pastas de los depósitos de la caja múltiple, de 7,5 CV. Depósito cilíndrico horizontal para ácido fosfórico de 33,5 m3, de 3 m de diámetro y 5 m de largo. Construido en “Plástico reforzado con fibra de vidrio”. 1,00 Bomba centrífuga de 1,5 CV para ácido fosfórico. 1,00 Depósito cilíndrico vertical para ácido fosfórico de 5 m³, de 1,5 m de diámetro y 2,8 m de alto. Construido en poliester. 1,00 2.600,00 2.600,00 1,00 500,00 500,00 1.000,00 1.000,00 Bomba centrífuga de 1 CV para ácido fosfórico. 1,00 430,00 430,00 1,00 288 Depósito cilíndrico horizontal de 43,5 m³ para sosa cáustica, de 3m de diámetro y 6,5m de largo. Construido en acero inoxidable y dotado de aislamiento térmica y calefacción por vapor. 1,00 1,00 2.650,00 2.650,00 Bomba centrífuga de 1,5 CV para sosa cáustica. Depósito cilíndrico vertical para sosa cáustica de 10 m³, de 2,5 m de diámetro y 2 m de alto. Construido en poliester. 1,00 1,00 450,00 450,00 1,00 1,00 1.500,00 1.500,00 Bomba centrífuga de 2 CV para sosa cáustica. Depósito en acero inoxidable para ácido fosfórico (y sosa) de volumen 0,5 m³ con caudalímetro de vidrio 0-250 l y bomba dosificadora de 0,75 CV. 1,00 1,00 500,00 500,00 4,00 4,00 900,00 3.600,00 1,00 1,00 12.000,00 12.000,00 Armario mandos eléctricos. Armario metálico para los mandos eléctricos, interruptores, pulsadores, etc…, provisto de los equipos de regulación y medida correspondientes. Total Neutralización: 60.995,94 289 II.- WINTERIZACIÓN Bomba Grundfos CR 8-50 Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de 80kw de potencia, aceite agua glicolada. Madurador agitado de baja velocidad. Depósito en acero inoxidable con un “agitador LKR-5”. Bomba Grundfos CR 8-40 Cristalizador agitado con refrigeración interna, depósito de 25 m³ cada uno de acero inoxidable y encamisados para la circulación del fluido refrigerante Intercambiador de placas Modelo M3-X de flujo diagonal de 60 kw Separadora PX80 de Alfa Laval para el descerado de aceites y grasas, con capacidad nominal 8.000 kg/h. 2,00 2,00 1.500,00 3.000,00 1,00 1,00 2.300,00 2.300,00 1,00 1,00 2.100,00 2.100,00 1,00 1,00 1.350,00 1.350,00 3,00 3,00 4.000,00 12.000,00 1,00 1,00 2.200,00 2.200,00 1,00 1,00 4.500,00 4.500,00 Compresor freón para la producción de frío, con 100 CV de potencia, para 150.000 Kfr. 1,00 1,00 Depósito cilíndrico vertical para glicol, con dos compartimentos. ø= 1'2 m, h= 4 m, 5 m³. (P. baja). 6.000,00 6.000,00 1,00 1,00 2.100,00 2.100,00 1,00 1,00 1.400,00 1.400,00 1,00 1,00 1.300,00 1.300,00 1,00 1,00 1.300,00 1.300,00 1,00 1,00 12.000,00 12.000,00 Bomba centrífuga para recirculación de glicol, 5'50 CV. Bomba para recirculación del equipo de frío, 2'50 CV. Bomba centrífuga para enviar glicol al intercambiador aceite-glicol ó a los maduradores cerrados. 5CV. Armario mandos eléctricos. Armario metálico para los mandos eléctricos, interruptores, pulsadores, etc…, provisto de los equipos de regulación y medida correspondientes. Total Winterización: 51.550,00 290 III.- LAVADO Bomba Grundfos CHI 12-30. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de potencia 140kw Intercambiador de placas modelo es M3-X de flujo diagonal de 100 kw. Depósito para agua descalcificada de 2m3, cilíndrico vertical de 1,5 m de diámetro y 1,2 m de altura, construido en acero al carbono. Madurador agitado cilíndrico vertical con un agitador modelo “LKRE agitador” de Alfa Laval, de capacidad 0,5 m³. 1,00 1,00 1.500,00 1.500,00 1,00 1,00 2.200,00 2.200,00 1,00 1,00 2.000,00 2.000,00 1,00 1,00 900,00 900,00 1,00 1,00 2.100,00 2.100,00 Bomba Grundfos CH 8-30 Separadora centrífuga Alfa Laval PX65 para lavado, capacidad 8.000 kg/h. Bomba Grundfos CH 12-30 Intercambiador de placas modelo Alfa Laval M3-X de flujo diagonal de 50 kw Mezcladora de agua caliente-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas Decantador de aguas jabonosas, recuperador de aceite. Balsa trapezoidal de volumen 4,2 m3, con separador de aceite, agua y lodos. 1,00 1,00 1.500,00 1.500,00 2,00 2,00 5.500,00 11.000,00 1,00 1,00 1.800,00 1.800,00 1,00 1,00 2.100,00 2.100,00 1,00 1,00 2.500,00 2.500,00 1,00 1,00 1.200,00 1.200,00 Bomba centrífuga de velocidad variable de 3 CV. Bomba centrífuga de velocidad variable de 5 CV. Armario mandos eléctricos. Armario metálico para los mandos eléctricos, interruptores, pulsadores, etc…, provisto de los equipos de regulación y medida correspondientes. 2,00 2,00 900,00 1.800,00 1,00 1,00 990,00 990,00 1,00 1,00 12.000,00 12.000,00 Total Lavado: 43.590,00 291 IV.- SECADO Bomba Grundfos modelo CRI 5-6. Intercambiador de placas Alfa Laval M3-X de flujo diagonal de 50 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. · 1 Depósito cilíndrico vertical para ácido cítrico, llanos., ø1'6m, h=0,4m, 300 l. (P. baja). DEPÓSITO en acero inoxidable para ácido cítrico de volumen 0,5 m³ con caudalímetro de vidrio 0100 l y bomba dosificadora de 0,5 CV. MEZCLADORA de ácido cítrico-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas SECADERO A VACIO para aceite, construido en acero inoxidable, de forma cilíndrica y fondo semiesférico. Provisto de indicadores de nivel, alarmas, y todos los elementos necesarios para su funcionamiento. Bomba Monoblock de anillo líquido para provocar un vacío en el secadero de 30-60 mmHg. Bomba Grundfos modelo CHI 8-10. Armario mandos eléctricos. Armario metálico para los mandos eléctricos, interruptores, pulsadores, etc…, provisto de los equipos de regulación y medida correspondientes. Total Secado: 1,00 1,00 1.700,00 1.700,00 1,00 1,00 2.100,00 2.100,00 1,00 1,00 750,00 750,00 1,00 1,00 1.100,00 1.100,00 1,00 1,00 2.500,00 2.500,00 1,00 1,00 7.500,00 7.500,00 1,00 1,00 1.800,00 1.800,00 1,00 1,00 1.500,00 1.500,00 1,00 1,00 12.000,00 12.000,00 30.950,00 292 V.- DECOLORACIÓN Bomba Grundfos modelo CHI 8-25. Intercambiador de placas Modelo es Alfa Laval M3-X de flujo diagonal de 50 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. 1,00 1,00 1.350,00 1.350,00 1,00 1,00 2.100,00 2.100,00 Silo para tierras de decoloración Silo para carbón activo ( tierras de filtración) Decoloradora de aceite cilíndrico vertical, construida en acero inoxidable AISI-304, provisto de agitador interior de 10 CV y con capacidad de 3.000 l 1,00 1,00 1.100,00 1.100,00 2,00 2,00 990,00 1.980,00 1,00 1,00 5.500,00 5.500,00 1,00 1,00 1.690,00 1.690,00 2,00 2,00 6.100,00 12.200,00 1,00 1,00 2.100,00 2.100,00 1,00 1,00 1.350,00 1.350,00 2,00 2,00 2.900,00 5.800,00 1,00 1,00 12.500,00 12.500,00 Bomba centrífuga de velocidad variable, para un caudal de 10.000 l/h, y una potencia de 5,5 CV. Filtro cilíndrico vertical (Niágara) a presión, de 13 placas, superficie filtrante 49,5 m2 c.u., con válvulas de mariposa con reductor manual DN400, para descarga. Depósito de recogida de aceite de filtros. Depósito cilíndrico horizontal de 11 m3, construido en acero inoxidable y de dimensiones: 2 m de diámetro y 3,5 de longitud Bomba Grundfos modelo CRE 8-30. Filtro “Amafilter Bubble Cap” de seguridad. Armario mandos eléctricos, para los mandos eléctricos interruptores, pulsadores, etc…, provisto de los equipos de regulación y medida correspondientes Total Decoloración: 47.670,00 293 VI.- DESODORIZACIÓN Depósito cilíndrico vertical de acero inoxidable de 21 m3, 3 m de diámetro y 3 de altura. Dotado de indicadores de nivel y alarmas, así como los accesorios necesarios para entrada y salida de aceite. 1,00 1,00 3.000,00 3.000,00 Bomba Grundfos modelo CRNE 8-120. Intercambiador de placas Alfa Laval modelo M15FML de 155 kw de potencia. VHE Economizar de 275kw de Alfa Laval. Desgasificador de aceite con funcionamiento a vacío y recuperación de calor. 1,00 1,00 1.600,00 1.600,00 1,00 1,00 2.900,00 2.900,00 1,00 1,00 3.500,00 3.500,00 Bomba Grundfos modelo CRE 8-60. Intercambiador de placas AlfaRex de 75 kw de Alfa Laval, con vapor de 22 bar. Alfa Laval SoftColumnTM. Depósito cilíndrico horizontal de acero inoxidable de 1 m3. Bomba Grundfos modelo CRE 8-80. Bomba Grundfos modelo CRE 8-60 Intercambiador de placas Alfa Laval modelo M15 de 30 kw de potencia Intercambiador de placas Alfa Laval modelo M15 de 100 kw de potencia. Bomba Grundfos modelo CRE 8-30. Filtro de aceite tipo cesto, construido en acero inoxidable AISI-316. Bomba centrífuga para ácidos grasos en ac. inox. 5 CV. (Planta baja, en sala caldera). Intercambiador en ac.inox. ácidos grasos/agua. Depósitos cilíndricos verticales de poliéster, para ácidos grasos. h = 5 m, ø=3'2m, 30 m³ c.u. (Exterior edificio). 1,00 1,00 1.600,00 1.600,00 Bomba centrífuga para descarga de ácidos grasos de depósitos anteriores, 4 CV, bombeo a planta piloto. (Exterior) Modelo 600 de Sistema de Desodorización con vapor a Alta Presión. Bombas multietapa para alimentación de agua en caldera, 10 CV c.u. (Exterior, recinto caldera). Deposito de agua en recinto de caldera para alimentación de la misma, 10 m³. Bomba dosificadora para tratamiento de agua en caldera (junto a depósito anterior). 0-8 l/h Armario mandos eléctricos, para los mandos eléctricos interruptores, pulsadores, etc…, provisto de los equipos de regulación y medida correspondientes Total Desodorización: 1,00 1,00 2.800,00 2.800,00 1,00 1,00 25.000,00 25.000,00 1,00 1,00 1.500,00 1.500,00 1,00 1,00 1.500,00 1.500,00 1,00 1,00 1.400,00 1.400,00 1,00 1,00 2.100,00 2.100,00 1,00 1,00 2.300,00 2.300,00 1,00 1,00 1.650,00 1.650,00 1,00 1,00 900,00 900,00 1,00 1,00 1.322,23 1.322,23 1,00 1,00 1.925,00 1.925,00 5,00 5,00 3.005,00 15.025,00 1,00 1,00 1.322,23 1.322,23 1,00 1,00 15.000,00 15.000,00 2,00 2,00 1.202,00 2.404,00 1,00 1,00 1.581,82 1.581,82 1,00 1,00 601,01 601,01 1,00 1,00 12.500,00 12.500,00 103.431,29 294 VII.- BODEGA. ALMACENAMIENTO. (EXTERIOR DEL EDIFICIO) Depósitos para ACEITE DE ORUJO CRUDO, 3 ud. de 350 m³ c.u. Fondo cónico, techo de casquete esférico, boca de hombre, mirilla, boya de nivel, valvulería y p.p. de tubería de acero inoxidable. Bomba de engranajes para descarga de depósitos de aceite orujo crudo en bodega, Pot. = 30 CV. Bomba centrífuga, para descarga de camiones,(en bodega exterior), Pot. = 10 CV. Caja de acero inox. para la descarga de aceite de orujo crudo , (3 x 1'5 x 1 )m, 6 m³. Bomba tipo mono, para descarga de DP16 ó DP17 a caja anterior y envío a depósito nodriza. Pot. = 10 CV. Depósitos (inertizados) para almacenamiento de ACEITE OLIVA REFINADO, 150m³ c/u. Fondo cónico, techo de casquete esférico, boca de hombre, mirilla, boya de nivel, valvulería y p.p. de tubería de acero inoxidable. Deposito (inertizado) para ACEITE DE OLIVA REFINADO, 1.000 m³. Depósitos (inertizados) para almacenamiento de ACEITE DE OLIVA REFINADO, 350 m³ c/u. Fondo cónico, techo de casquete esférico, boca de hombre, mirilla, boya de nivel, valvulería y p.p. de tubería de acero inoxidable. Bomba centrífuga para carga de aceite de oliva, 3 CV. Bomba de engranajes para trasiego de aceite en bodega, 5'50 CV Bomba centrífuga, carga aceite oliva 7'50 CV. Bomba dosificadora,1'50 CVcon caudalímetro. Bomba centrífuga multietapa, 5'50 CV, para trasiego de aceite. Filtros carbón activo, Bomba centrífuga, 15 CV, para carga de aceite de orujo refinado. Bomba centrífuga 1.500 rpm para carga de aceite de orujo refinado, 5'50 CV. Total bodega, almacenamiento (ext.ed.): 5,00 5,00 15.571,00 77.855,00 1,00 1,00 2.002,00 2.002,00 1,00 1,00 1.501,00 1.501,00 1,00 1,00 1.200,62 1.200,62 1,00 1,00 1.332,23 1.332,23 3,00 3,00 10.000,00 30.000,00 1,00 1,00 30.050,00 30.050,00 4,00 4,00 18.222,00 72.888,00 1,00 1,00 1.202,02 1.202,02 1,00 1,00 1.803,00 1.803,00 1,00 1,00 1.502,53 1.502,53 1,00 1,00 990,66 990,66 1,00 1,00 1.580,82 1.580,82 2,00 2,00 1.200,52 2.401,04 1,00 1,00 2.303,04 2.303,04 1,00 1,00 1.822,23 1.822,23 230.434,19 295 VIII.- EQUIPOS VARIOS Equipo descalcificador para tratamiento de agua mod. HYDROCOMBUS, con 2 columnas de h=2m, ø=0'75m, y 1 depósito de ø=1m, h=2m. 40.000l. Compresor (ATLAS), 300 l, 20 CV. Depósito para almacenamiento de nitrógeno (AIRLIQUID). Depósito cilíndrico vertical de poliéster, h = 5m, ø=3'2m, 30 m³, para almacenamiento de salmuera de alta. Bomba centrífuga para salmuera de alta, en depósito anterior, 4 CV. Depósito cilíndrico vertical de poliéster, h=3'5m, ø=2'5m, 5'5 m³, para almacenamiento de salmuera de alta. Bomba centrífuga para salmuera de alta, en depósito anterior. 4 CV. Depósito poliéster, h = 2, ø=1'5m, 5 m³, para preparación de salmuera de baja Bomba centrífuga para salmuera de baja, junto a depósito anterior. Pot.= 3 CV. Total Equipos varios: TOTAL PRESUPUESTO: 1,00 1,00 5.900,55 5.900,55 1,00 1,00 4.000,07 4.000,07 1,00 1,00 15.000,00 15.000,00 1,00 1,00 3.000,00 3.000,00 1,00 1,00 750,01 750,01 1,00 1,00 1.802,02 1.802,02 1,00 1,00 1.000,01 1.000,01 1,00 1,00 1.300,87 1.300,87 1,00 1,00 990,71 990,71 33.744,24 602.365,66 € 296 Análisis de rentabilidad: COBROS.- La empresa procesará 30.000 Tm de aceite al año, de las cuales se prevén 15.000 Tm de aceite de oliva refinable (lampantes y otros), 7.500 Tm de aceite de orujo y 7.500 Tm de girasol. Así mismo obtendrá como único subproducto de valor a considerar oleínas, en un porcentaje del 3% referido al aceite. Aceite virgen (lampante) de oliva refinado Para 15.000 Tm/año x 3.000 €/Tm = 45.000.000 €/año Aceite de orujo de oliva refinado 7.500 Tm/año x 1.800 €/Tm = 13.500.000 €/año. Aceite de girasol refinado 7.500 Tm/año x 500 €/Tm = 3.750.000 €/año. Oleínas 0'03 X 30.000 Tm/año = 900 Tm/año. 900 Tm/año x 300 €/Tm = 270.000 €/año. TOTAL COBROS = 62.520.000 €/año. PAGOS. ACEITES PARA REFINAR Aceite de oliva refinable 19.140 Tm/año x 2.350 €/Tm = 44.980.000 €. Aceite de orujo de oliva (base 10 grados) 9.570 Tm/año x 1.320 €/Tm = 12.632.400 €. Aceite de girasol 9.570 Tm/año x 400 €/Tm = 3.828.000 €. Total pagos aceites para refinar 61.440.000 €/año. 297 HIDROXIDO SODICO Se estiman 300 Tm al año dependiendo de la acidez de los aceites a 300 €/Tm. 300 Tm/año x 300 €/Tm = 90.000 €/año. TIERRAS DECOLORANTES Se calculan unos 0,008 Tm por Tm de aceite a decolorar, a 750 €/Tm. 0,008 Tm/Tm x 35.000 Tm x 750 €/Tm = 210.000 €/año. ACIDO FOSFORICO Según datos empíricos del desgomado 3 €/Tm de aceite. 40.000 Tm x 2,5 €/Tm = 100.000 €/año. COADYUGANTES DE FILTRACION Se estiman 60 Tm al año a 1.000 €/Tm = 60.000 €/año. OTRAS MATERIAS PRIMAS Incluimos en este apartado, aditivos cuyo uso es de menor cuantía, como el ácido cítrico, sulfúrico, coagulantes de ceras, etc… Por este concepto según datos empíricos estimamos 2 € por Tm de aceite refinado. 30.000 Tm x 2 €/Tm = 60.000 €/año. VAPOR Consideramos 500 Kg por Tm de aceite tratado a 0,006 € el Kg de vapor con combustible de biomasa del olivar. 430 Kg/Tm x 0,006 €/Kg x 35.000 Tm/año = 90.000 €/año. MANO DE OBRA 9 € por Tm de aceite tratado, 300.000 €/año. TOTAL PAGOS = 62.350.000 €/año. COBROS-PAGOS = 62.520.000-62.350.000 €/año = 170.000€/año. 298 Considerando que hay que sumar los costes de la construcción y de las instalaciones (agua, electricidad, contraincendios, aire comprimido y vapor) al presupuesto del proyecto actual (equipos) para obtener así el valor total de la inversión, la inversión total ascenderá a: Construcción + Instalaciones + Equipos = 360.000 € + 185.000 € + 602.365 € Inversión = 1.147.365 € Considerando una vida media de los equipos de la refinería de 10 años, teniendo en cuenta un valor residual de los mismos del 15%, de un 50 % para la construcción e instalaciones, siendo los cobros y pagos constantes durante los 10 años, el estudio de rentabilidad es el que sigue: FLUJOS DE CAJA (En miles de euro). Año Concepto 0 1 al 9 10 INVERSION -1.147,365 COBROS -------- 62.520 62.520 PAGOS -------- 62.350 62.350 -------- -------- -------- -------- 0,5 x 545 = 272,5 -1.147,365 170 533,154 Valor residual de la maquinaria 0,15 x 602,365 = 90,35 Valor residual de la construcción e instalaciones FLUJOS DE CAJA 299 VALOR ACTUALIZADO NETO (VAN) VAN para r = 5 %. Para r =5 %, V.A.N = 189.442 €. VAN para r = 35 %. Para r = 15 %, V.A.N = -230.442 €. T.I.R. TASA DE RENDIMIENTO INTERNO VAN = 0 para TIR = 8,54 % Existe un documento de excel llamado “FLUJOS CAJA ANÁLISIS RENTABILIDAD REFINERÍA” donde se incluyen todos estos cálculos y consideraciones para realizar el análisis de rentabilidad aquí contenido. 300
