Análisis termodinámico del proceso real de extracción de aceite de palma africana
DOI:
https://doi.org/10.15665/rp.v10i1.397Palabras clave:
Gouy-Stodola, Exergía, Análisis Exergético.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.
Citas
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.
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