Análisis termodinámico del proceso real de extracción de aceite de palma africana

Wilmer A. Jaimes M.
Stefany Rocha
Jeniffer N. Vesga
Viatcheslav Kafarov


DOI: http://dx.doi.org/10.15665/rp.v10i1.397

Resumen


En este estudio se estimaron las irreversibilidades del proceso de extracción de aceite de palma africana llevado
a cabo en la planta real ubicada en el municipio de San Alberto (Cesar). Esto se hizo con el fin de identificar la
localización y magnitud de los principales sumideros de exergía (relacionados con mayores pérdidas de energía
útil) en el proceso mediante el uso de la primera y segunda ley de la termodinámica. Además, con los resultados
encontrados es posible implementar futuras mejoras en dichas etapas con el fin de hacer más eficiente el proceso
de extracción de aceite.
La metodología llevada a cabo se desarrolló en 3 pasos: primero, se realizó la simulación del proceso en el cual
entran 30.000 kg/h de racimos de fruto fresco y son sometidos mediante efectos de presión y temperatura a las
etapas de esterilización, desfrutamiento, digestión, prensado, clarificación y secado, para obtener un total de
aceite extraído de 6.756 kg/h, con la ayuda del simulador Aspen Plus 2006.5TM. Posteriormente, se realizaron los
balances de energía, entropía y exergía para estimar las irreversibilidades durante el proceso, las cuales fueron de
993,1 GJ/h. También se identificó que el prensado y la digestión son las etapas que presentan las mayores pérdidas
exergéticas con un valor de 388,7 y 225,7 GJ/h respectivamente.
Se calcularon las eficiencias exergéticas para cada etapa del proceso, entre las cuales sobresalieron el secado con
un 99% y la clarificación con un 97%. Finalmente, se compararon los valores obtenidos mediante el teorema de
Gouy-Stodola con los resultados del balance exergético, encontrándose un alto grado de precisión entre ellos.


Palabras clave


Gouy-Stodola; Exergía ;Análisis Exergético.

Texto completo:

PDF

Referencias


Bernal, F., El cultivo de la palma de aceite y su beneficio

- Guía general para el nuevo palmicultor. Fedepalma

y Cenipalma, Bogotá D.C., 2005.

FEDEPALMA, (2012), Balance económico del sector palmero

Colombiano en el tercer trimestre de 2010. [Internet].

Disponible en http://portal.fedepalma.org/documen/2011/

Bol_eco_3trim2010.pdf [Acceso 4 Julio de 2012]

Rojas, I., (2005), Análisis de Exergía en dos puntos críticos

en una industria productora de harina de pescado. Tesis de

Maestría, Universidad de Puerto Rico, Puerto Rico, 2005.

Ronsen, M. A. and Dincer, I., Exergy-cost-energy-mass

analysis of thermal system and processes, Energy conversion

and management, 44 (10), 1633-1652, 2003.

Orellana A., Andrea, (2009), Análisis Exergético de bienes

de equipo, Tesis de pregrado, Escuela Técnica Superior de

Ingeniería Industrial de Barcelona, España, 2009.

Wambeck, Noel. (1999), Oil palm Process Synopsis. Vol.1:

Oil palm mill systems and process. 2 ed. [CD-ROM] Malasia.

. Rodoreda, R., M. (2005), Análisis exergético de una central

termoeléctrica de ciclo de vapor, Tesis pregrado, Universidad

de las Américas Puebla, México, 2005.

Leo, T. J., Raso, M. A., Navarro, E., and Sánchez B.

E., Comparative exergy analysis of direct alcohol fuel cells

using fuel mixtures, Journal of Power Sources, 196 (3),

–1183, 2011.

Dincer, I., Cengel, Y. A., Energy, Entropy and Exergy

Concepts and Their Roles in Thermal Engineering., Entropy,

(3), 116-149, 2001.

Talens, L., Villalba, G., and Gabarrell, X., Exergy

analysis applied to biodiesel production. Resource Conservation

& Recycling, 51 (2), 397-407, 2007.

Szargut, J., Morris, D. R., and Steward, F. R., Exergy

Analysis of Thermal, Chemical, and Metallurgical Processes,

International Journal of Heat and Fluid Flow, 10 (1),

-88, 1989.

Modesto, M., and Nebra, S. A., Exergoeconomic analysis

of the power generation system using blast furnaceand

coke oven gas in a Brazilian steel mill, Applied Thermal

Engineering, 29 (11-12), 2127–2136, 2009.

Wall, G., Exergy flows in industrial processes. Energy,

(2), 197-208, 1988.

Lozano, M. A., and Valero, A., (1986), Determinación

de la exergía para sustancias de interés industrial. Tesis de pregrado,

Universidad de Zaragoza, España, 1986.

Isam, H., Energy and exergy analysis of a steam

power plant in Jordan. Applied Thermal Engineering, 29

(2-3), 324–328, 2009.

Ayres, R., Masini, A., and Ayres, L., An application of

exergy accounting to five basic metal industries, Fontainebleau,

Francia, INSEAD, 2001.

Ojeda, K., Kafarov, V., Exergy analysis of enzymatic

hydrolysis reactors for transformation of lignocellulosic

biomass to bioethanol, Chemical Engineering Journal, 154

(1-3), 390-395, 2009.

Ayres, R. U., and Ayres, W., Accounting for Resources

: The Life Cycle of Materials, Edward Elgar Publishing,

Cheltenham, UK and Lyme, 1999.

Pellegrini, and L.F., Oliveira, S., Exergy analysis of sugarcane

bagasse gasification, Energy, 32 (4), 314–327, 2007.

Bilgen, E., and Takahashi, H., Exergy analysis and

experimental study of heat pump systems, International

Journal of Exergy, 2 (4), 259–265, 2002.

Yumruta, R., Kunduz, M., and Kanoglu, M. Exergy

analysis of vapor compression refrigeration systems, International

Journal of Exergy, 2 (4), 266–272, 2002.

FEDEPALMA, La Federación Nacional de Cultivadores de

Palma de Aceite. Página web: http://www.fedepalma.org/

CENIPALMA, El centro de Investigación e Innovación Tecnológica

en Palma de Aceite. Página web: http://www.cenipalma.

org/

Reid, R. C., Prausnitz, J. M., and Poling B. E., The properties

of gases and liquids, McGraw-Hill, Nueva York,

Diaz, M., Ensinas, A., Nebra, S., Filho, R., Rossell, C.,

and Wolf, M. Production of bioethanol and other bio-based

materials from sugarcane bagasse: Integration to conventional

bioethanol production process, Chemical Engineering

Research and Design, 87 (9),1206–1216, 2009.

Gharagheizi, F., and Mehrpooya, M., Prediction of

standard chemical exergy by a

three descriptors QSPR model, Energy Conversion and

Management, 48 (9), 2453–2460, 2007.

Weast, R. C., Handbook of Chemistry and Physics,

Ed. 64th, Mc Graw Hill, New York, 1986.

Rivero, R., and Garfias, M., Standard chemical exergy

of elements updated, Energy, 31 (15), 3310–3326, 2006.


Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Licencia Creative Commons
Este trabajo esta licenciado bajo una Licencia Internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivados 4.0.

Indexada y registrada en :

  

 

Redes :

Repositorio UAC:

    

Redes sociales:

Licenciada bajo :