Estudio de mejora a una fábrica de aceite y cáscara deshidratada de limón realizada por Corporación Primax para el cambio de matriz energética de petróleo diesel y residual a gas licuado de petróleo

Abstract

This work presents the Improvement Study to switch the energy source of a factory producing lime oil and dried lime peel in Northern Peru. The design of the LPG system considered the technical characteristics and requirements for the consumption equipment and its distance towards the storage area in accordance with Peruvian Technical Standards NTP 321.123 and NTP 321.121 (NTP, for its Spanish acronym), and other international standards including NFPA 58, CE and ASME. This study confirmed that the client’s plant layout in the lime oil production line could be optimized by relocating the steam boilers to a different area. The storage system ensures a fuel stock that allows for autonomy to respond to any shortages due to an undersupply of LPG or strikes that may interrupt access to LPG units. The forced vaporization system was designed to ensure a constant pressure and flow during periods of high consumption. The piping networks and LPG accessories were designed to avoid load losses or pressure drops during the production operation. It was recommended that high speed burners for drying furnaces and Monoblock burners for steam boilers be installed. The power of the burners for rotary furnaces was calculated through a matter and energy balance considering the amount of the product to be dried, the entry and exit humidity, the drying time, the heat losses through furnace walls and the losses in the air flow. Emissions and maintenance service costs were reduced by replacing residual oil burners with LPG burners. Furthermore, additional automation accessories were installed (humidity controls, modulating temperature controls, among others), thus optimizing the production processes. The duration of the project is five years, and its economic profitability indicators were determined in the study. Moreover, the contract with the client stated that if the fuel consumption in this period of time was reached earlier, the contract would then expire. Otherwise, the contract would be extended until consumption was reached. The annual savings resulting from switching from oil to LPG allowed the client to achieve a higher profit margin for the sale of its products.

El presente trabajo contempla el estudio de mejora para el cambio de matriz energética en una fábrica de aceite de limón y cáscara de limón deshidratada, en el norte del país. En el diseño del sistema de gas licuado de petróleo (GLP) se consideraron las características técnicas y requerimientos de los equipos de consumo y su distancia hacia la zona de almacenamiento según la NTP 321.123, NTP 321.121 y otras normas internacionales (NFPA 58, CE, ASME,…). En este proceso se pudo verificar que el cliente podía optimizar su disposición de planta en la línea de producción de aceite de limón trasladando las calderas de vapor a otra zona. El sistema de almacenamiento garantiza un stock de combustible que permite una autonomía para reaccionar ante cualquier desabastecimiento por escasez de GLP o eventos que podrían interrumpir el ingreso de las unidades de GLP. El sistema de vaporización forzada fue diseñado para garantizar una presión y caudal constantes durante las máximas demandas de consumo. Las redes de tuberías y accesorios de GLP fueron calculados para evitar pérdidas de carga o caídas de presión durante la operación de producción. Se recomendaron instalar quemadores de alta velocidad para los hornos de secado y quemadores monotobera para las calderas de vapor. La potencia de los quemadores para los hornos rotativos se calculó realizando balance de materia y energía considerando la cantidad de producto a secar, la humedad de entrada y de salida, el tiempo de secado y las pérdidas de calor de las paredes de los hornos y las del flujo de aire. Al reemplazar los quemadores de petróleo residual por GLP se redujeron las emisiones y los costos de los servicios de mantenimiento. Adicionalmente se instalaron accesorios de automatización adicionales (control de humedad, control de temperatura con modulación, entre otros), logrando optimizar los procesos de producción. La duración del proyecto es de 5 años y se determinaron indicadores económicos que hacían rentable el proyecto. El contrato con el cliente especificaba además que si el consumo de combustible en este periodo de tiempo lo realizaban antes, el contrato culminaba, caso contrario se extendía el periodo hasta cumplir el consumo. El ahorro anual por el cambio de combustible de petróleo a GLP le permitió al cliente obtener un mayor margen por la venta de sus productos.