VI CAIQ 2010
AAIQ Asociación Argentina de Ingenieros Químicos
MINIMIZACIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA EN LA
INDUSTRIA VITIVINÍCOLA
Rosa Ana Rodríguez*, Stella Maris Udaquiola, Susana Beatriz Acosta
Facultad de Ingeniería. Univ. Nac.de San Juan– San Martín 1109 (O).Capital San Juan. Argentina
E-mail: [email protected]
RESUMEN. - La industria vitivinícola es una de las principales
actividades económicas de la Provincia de San Juan, Argentina. El mayor
consumo de energía en este tipo de industrias es el de energía eléctrica,
que además es una de las más caras y de mayor impacto medioambiental,
por lo que requiere de mayor esfuerzo de estudio para la optimización de
su consumo. Durante la elaboración del vino, existen diversas etapas en las
cuales la temperatura debe mantener un nivel óptimo, para lo cual los
sistemas de refrigeración son imprescindibles. Se estima que
aproximadamente, se consume sólo en refrigeración, entre un 50 y un 70%
del total de la energía usada en una bodega. En este trabajo, se presenta el
diseño de una red de intercambio de calor aplicando la tecnología Pinch,
en base a los requerimientos mínimos de frío durante las distintas etapas de
vinificación en blanco, cuyo objetivo principal es disminuir el consumo de
energía (servicios auxiliares de frío) en el proceso. Para ello, se trabajó en
una bodega de mediana envergadura ubicada en la provincia. La reducción
del consumo de energía eléctrica obtenida varió entre un 51 % y un 75,2%.
Palabras clave: refrigeración, vitivinícola, optimización.
* A quien debe enviarse toda la correspondencia
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1. Introducción
En el sector vitivinícola, el principal problema medioambiental lo originan los
elevados consumos de agua, energía eléctrica, el volumen de residuos generados o
los efluentes vertidos, que presentan notables variaciones estacionales.
La gran mayoría de los sistemas productivos actuales no se pueden considerar
compatibles con la sostenibilidad del ecosistema terrestre. El consumo de recursos
no renovables ha ido evolucionando de manera creciente y en la actualidad, las
empresas deben plantearse su situación en relación a estos factores para ser
competitivas en una sociedad, que cada vez valora más la protección del medio
ambiente. En este marco, para la convergencia hacia una vitivinicultura sostenible,
es importante considerar los impactos ambientales derivados de todas las etapas
del ciclo de vida de la elaboración del vino, para reducirlos en las etapas que esto
sea posible.
El concepto de ecoeficiencia desarrollado por el Consejo Empresarial Mundial
sobre el Desarrollo Sostenible, en la década de 1990, (Schmidheiny, 1992), es
adecuado para esta industria, ya que el enfoque práctico hace posible el equilibrio
ambiental y económico en una forma integrada. Este concepto representa uno de
los caminos más tangibles de la sostenibilidad para los agentes económicos. Sus
objetivos son reducir el consumo de recursos (energía, agua y materias primas),
así como el impacto en la naturaleza (por ejemplo, las emisiones transmitidas por
el agua, eliminación de residuos y la dispersión de sustancias nocivas), mientras
que por otro lado, mantener o mejorar el valor del producto fabricado (producción
de una cantidad equivalente, o incluso más).
La industria del vino tiene la capacidad de manejar algunos de los aspectos
ambientales y potencialmente reducir la extensión de los impactos. Éstos afectan
potencialmente a la comunidad y al clima mundial. Los impactos relacionados con
la elaboración del vino son: el consumo de agua y energía, las emisiones gaseosas
y la generación de grandes cantidades de residuos sólidos.
Focalizándose en el consumo de energía, cabe destacar que el elevado
crecimiento de la economía en los últimos años se ha traducido en una
extraordinaria expansión de dicho consumo. El uso eficiente de la energía
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constituye una de las más importantes opciones tecnológicas para enfrentar la
expansión antes mencionada.
Teniendo en cuenta la industria vitivinícola, una de las más importantes en la
provincia de San Juan, es importante señalar que el mayor consumo de energía en
la industria vitivinícola es el de energía eléctrica. La incidencia del consumo
energético sobre el costo de producción bruto, en este sector, es aproximadamente
del 0,5-2% del precio de venta de un hl de vino (Jolibert, 1991). Cabe aclarar que,
si bien este insumo ha disminuido sus precios en este último tiempo, el mismo
constituye un ítem de costo importante para los industriales, comerciantes y
usuarios residenciales.
En el proceso de elaboración del vino, existen diversas etapas donde la
temperatura debe mantenerse por debajo de la temperatura ambiente, siendo los
sistemas de refrigeración imprescindibles para asegurar la calidad del producto
obtenido. En esta industria, la energía eléctrica es usada especialmente en las
etapas prefermentativas, fermentativas y post-fermentativas de elaboración del
vino (López, 1994) y (López et al., 1999). Los procesos de enfriamiento son
caracterizados por altos consumos de energía, como así también de agua, y la
toxicidad de los refrigerantes usados. Se estima que aproximadamente, se
consume en refrigeración, entre un 50 y un 70% del total de la energía usada en
una bodega (Palacios et al., 2009).
Con el objetivo de minimizar el consumo de energía eléctrica, y así, tender a un
desarrollo de la industria sostenible, se planteó el diseño de una nueva red de
intercambio calórico, que optimizara el uso de este recurso. Los datos fueron
recabados en una bodega de mediana envergadura de la provincia de San Juan.
2. Proceso de elaboración de vino
La vendimia tiene lugar desde principios de febrero mediados de abril. Una vez
recepcionada la uva en la bodega, es transportada al lagar. El sinfín conduce la
uva directamente a la estrujadora, previo análisis del fruto para determinar su
estado sanitario y su contenido en azúcares y ácidos. La pasta resultante es
trasladada por medio de la bomba de vendimia hasta las prensas, donde se separa
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el mosto, que se le adiciona anhídrido sulfuroso con el fin de evitar que se
produzcan fermentaciones no deseadas.
La pasta sobrante va recibiendo presiones crecientes conforme se va
solidificando por falta de líquido. Estos últimos, son mostos de inferior calidad
que se procesan por separado.
Antes de entrar en la fase de fermentación se realiza un desborre a fin de que
las partículas sólidas suspendidas en ellos se vayan depositando, por decantación,
en el fondo del depósito.
La fermentación es el proceso mediante el cual los azúcares contenidos en el
mosto se transforman en alcohol, principalmente, junto con otros compuestos
orgánicos. Esta fermentación alcohólica se lleva a cabo por la acción de las
levaduras que al quedarse sin aire van metabolizando los azúcares en alcohol y
gas carbónico.
Finalizada la fermentación se somete el vino a dos o tres trasiegos para
eliminar los restos sólidos. Por último, se lleva a cabo una clarificación para
eliminar los posibles sólidos en suspensión y se concluye con el filtrado. Todas las
etapas pueden ser visualizadas en la figura 1.
En la elaboración de vinos finos blancos, es fundamental tener un estricto
control de la temperatura en las distintas etapas de vinificación, ya que ésta afecta
directamente la calidad del producto. A fin de mantener una temperatura óptima,
durante todo el proceso es necesario extraer el calor generado en cada una de las
etapas; siendo de fundamental importancia los sistemas de refrigeración,
responsables del elevado consumo de energía eléctrica total en las bodegas.
3. Integración calórica. Tecnología Pinch
En un proceso existente, es posible separar las operaciones tendientes a
recuperar calor del resto de las operaciones (por ejemplo, transformaciones
químicas, transformaciones físicas, separaciones, etc.). Conforme a sus
necesidades o disponibilidades energéticas, las corrientes materiales que
intervienen en el proceso se pueden clasificar en corrientes frías y corrientes
calientes.
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Fig. 1. Etapas de elaboración de vino blanco
Esta clasificación no se basa en las temperaturas de las respectivas corrientes
sino en las tareas que hay que efectuar sobre ellas. De este modo, se designan
como corrientes calientes a aquéllas que deben liberar energía (corrientes a ser
enfriadas) y, como corrientes frías a aquéllas que deben recibir un flujo calórico
(corrientes a ser calentadas).
Dado que el calor fluye desde una temperatura mayor hacia otra menor, es
posible satisfacer la demanda de calentamiento de las corrientes frías con la
energía disponible en las corrientes calientes, mediante el solapamiento de ambas
corrientes.
Un problema de síntesis de redes de intercambio calórico consiste en
determinar la estructura que se corresponda con el costo total anual mínimo de la
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red (costos de capital anualizados y costos de servicios auxiliares para los equipos
de intercambio energético).
La tecnología pinch representa un conjunto de técnicas termodinámicas que
garantizan un nivel de energía mínimo en el diseño de la red de intercambiadores.
Es una metodología simple para el análisis sistemático de los procesos químicos y
de los servicios auxiliares a partir de la primera y segunda ley de la
termodinámica. La aplicación de estas técnicas facilita el diseño ingenieril del
proceso para discernir la ganancia fundamental dentro de la integración térmica
entre el proceso químico y los sistemas de utilidades circundantes. Esto facilita la
optimización del consumo total de utilidades y de las áreas del proceso y la
configuración, a priori, del sistema de utilidades para la simulación detallada final
Se debe determinar el requerimiento de servicio de frío en el sistema, con el
objetivo de reducirlo en el circuito de refrigeración. El método utilizado es el De
los Intervalos de Temperatura (Linnhoff et al., 1978a) y (Linnhoff et al., 1978b).
Este método nos permite estimar los requerimientos mínimos de todas las redes de
intercambio posible, conociendo los requerimientos de calentamiento y
enfriamiento de las corrientes de proceso como así también, la mínima
aproximación de temperatura en los intercambiadores de calor.
Para aplicar el método elegido, se considera que las capacidades caloríficas de
las corrientes del proceso son constantes, y no existen restricciones de disposición
en la planta o razones de seguridad por la que dos corrientes no se puedan acoplar
y la mínima diferencia de temperatura permitida para la transferencia de calor
(ΔTmin), se aplica para todos los acoplamientos posibles. En este trabajo, la
aproximación mínima de temperatura para la red fue elegida como una variable de
diseño y se realizaron el cálculo para valores iguales a 5, y 10 K.
En la primera etapa se ajustan las temperaturas de entrada y de salida de todas
las corrientes, según ecuación (1) y (2).
2min
ΔT
CT*
CT (1)
2min
ΔTT*H
H
T (2)
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Donde:
:*C
T Temperatura ajustada corriente fría
:*H
T Temperatura ajustada corriente caliente
:minT Diferencia mínima de temperatura
Una vez ajustadas las temperaturas queda definido un conjunto de intervalos
por los límites de temperaturas de inicio y final de las corrientes. Por ejemplo,
para el caso de Tmin: 5 los intervalos resultantes fueron:
Intervalo I: Definido por la temperatura de inicio de la corriente caliente (H1),
y por la temperatura final de las corrientes frías (C1, C2). En este intervalo
solamente se encuentra la corriente caliente (H1).
Intervalo II: Limitado por la temperatura final de las corrientes frías (C1, C2)
y final de la corriente caliente (H1). En este intervalo se encuentran las corrientes:
H1, C1 y C2.
Intervalo III: Temperatura de inicio de las corrientes calientes (H1, H3), y por
la temperatura inicial de la corriente C1. En este intervalo se encuentran las
corrientes: C1, C2, H2 y H3.
Intervalo IV: Temperatura de inicio de la corriente fría C1 y por la temperatura
final de H2. Se encuentran las corrientes: C2, H2 y H3.
Intervalo V: Temperatura final corriente caliente (H2), y por la temperatura
inicial de corriente fría C2. Encontramos las corrientes C2 y H3.
Intervalo VI: Temperatura de inicio de la corriente C2 y temperatura final de
la corriente H3. Se encuentra solamente la corriente caliente (H3).
Una forma sencilla de visualizar los intervalos de temperatura definidos y las
corrientes involucradas en cada intervalo se muestran en la tabla 2, para ΔTmin= 5
K y en tabla 3 para ΔTmin= 10 K. En la tabla se grafican los niveles de
temperatura en forma decreciente mediante líneas horizontales, y cada una de las
corrientes mediante líneas verticales.
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Tabla 2. Corrientes del proceso para ΔTmin =5 K
IntervalosT*
Temperatura
(ºK )
H1
C 1 C 2 H2
H3
VI266,0
283,5
IV278,5
V
288,5
III
C ORR IE NTE S DE L PROC E S O
295,5
I293,5
II
271,0
Tabla 3. Corrientes del proceso para ΔTmin = 10 K
IntervalosT*
Temperatura
(ºK )
H1
C 1 C 2 H2
H3
263,5
273,5
V
276,0
IV
III
C ORR IE NTE S DE L PROC E S O
296,0
286,0
I293,0
II
Si se observa detenidamente los rangos de temperaturas de las corrientes y los
intervalos definidos, se advierte que en cada intervalo están incluidas una o más
corrientes, tanto frías como calientes. En función de ello y teniendo en cuenta que
la capacidad calorífica de cada una de las corrientes es conocida, podemos
calcular el contenido calórico de cada uno de los intervalos (ΔHi), mediante la
ecuación (3) obteniendo los contenidos calóricos de todos los intervalos,
expuestos en tabla 4, para ΔTmin= 5 K y en tabla 5 para ΔTmin= 10 K.
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ervalopHPCi TmCmCH int. ( 3)
Donde:
CpCm. Caudal de capacidad calorífica de la corriente fría
HpCm. Caudal de capacidad calorífica de la corriente caliente
ervaloTint Diferencia de temperatura del intervalo
Tabla 4. Contenido calórico de intervalos para ΔTmin = 5 K
IntervalosTemperatura
(ºK)
ΔT intervalo
(K)
ΔHi- intervalo
(W/K)
ΔH intervalo (W)
Deficiencia / Exceso
I -2,0 -1,81E+04 3,62E+04293,5
II -3,94E+04 Exceso
295,5Deficiencia
288,51,54E+03 DeficienciaIII -5,0 -3,08E+02
-5,0 7,87E+03
283,5IV -5,0 -1,45E+04 7,24E+04 Deficiencia
278,5V 7,10E+01 Deficiencia
VI -5,0 -1,18E+04
-7,5 -9,47E+00
266,0
271,05,90E+04 Deficiencia
Tabla 5. Contenido calórico de intervalos para ΔTmin = 10 K
IntervalosTemperatura
(ºK)
ΔT intervalo
(K)
ΔHi- intervalo
(W/K)
ΔH intervalo (W)
Deficiencia / Exceso
IV -2,5 -9,47E+00 2,37E+01273,5
V -10,0 -1,18E+04 1,18E+05263,5
II -7,0 7,87E+03 -5,51E+04286,0
III -10,0 -1,45E+04 1,45E+05276,0
I -3,0 2,60E+04 -7,79E+04296,0
Exceso293,0
Exceso
Deficiencia
Deficiencia
Deficiencia
Para la localización del punto pinch, así como la determinación del consumo
mínimo de servicios se efectúa el balance de energía en cada uno de los intervalos,
mediante un diagrama de cascada.
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Tabla 6. Diagrama de cascada ∆Tmin:: 5
Donde:
:SQ Servicio auxiliar de vapor
:CWQ Servicio agua de enfriamiento
El procedimiento para el diagrama de cascada consta de dos etapas: en la
primera etapa, se asume que con Qi = 0, se obtiene la cascada de calor con el
mayor déficit. En la segunda etapa, se elimina el mayor déficit de la cascada
adicionando calor de alguna fuente externa (servicio auxiliar) al primer intervalo,
271,0
295,5
293,5
283,5
278,5
1
4
288,5
2
3
5
R1
R2
R3
R4
R5
Ro Ro=0 W
R1= 3,62E+04
R2= -3,17E+03
R3= -1,63E+03
R4= 7,08E+04
R5= 7,09E+04
R0= 3,17E+03=Qs
R1= 3,94E+04
R2= 0 (PINCH)
R3= 1,54E+03
R4= 7,40E+04
R5= 7,40E+04
266,0
6
R6
R5= 1,30E+05 R5= 1,33E+05=QCW
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lo que provoca que un flujo de calor dé justamente cero en un intervalo. Este
punto es el punto pinch.
En las tablas 6 y 7 se representa los diagramas de cascada para ΔTmin = 5K y
ΔTmin = 10 K respectivamente.
Tabla 7. Diagrama de cascada ∆Tmin:: 10
La cantidad de calor adicionada al primer intervalo es el mínimo de servicio
auxiliar de caliente y el calor que queda hasta el final de la cascada es el mínimo
de servicio auxiliar frío.
Así, en tabla 6, el intervalo I, posee una disponibilidad de calor de +3,62.104W,
por lo tanto no necesita del servicio auxiliar de vapor (Qs = 0 W). El calor del
intervalo I, se transfiere al intervalo II, que posee un defecto -3,94. 104W,
263,5
296
293
276
273,5
1
4
286
2
3
5
R1
R2
R3
R4
R5
Ro Ro=0 W
R1= -7,79E+04
R2= -1,33E+05
R3= 1,18E+04
R4= 1,19E+04
R5= 1,30E+05
R0= 1,33E+05=Qs
R1= 5,51E+04
R2= 0 (PINCH)
R3= 1,45E+05
R4= 1,45E+05
R5= 2,63E+05=QCW
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quedando un valor residual en defecto de -3,17. 103W. Este valor debe satisfacerse
mediante vapor del servicio auxiliar. En la última columna de la tabla se muestra
el balance final con un ingreso de energía de + 3,17. 103 W y un egreso de
energía (por vapor) +1,33. 105W, o sea constituyen los mínimos requerimientos de
calentamiento RHmin y enfriamiento RCmin que satisfacen el 1 y 2 principio de la
Termodinámica.
En consecuencia, el consumo mínimo de servicio caliente está dado por el
ingreso de calor al intervalo cuyos flujos sean positivos o cero. De otro lado, el
consumo mínimo de servicio frío, está especificado por el flujo de calor de salida
del intervalo más frío.
Teniendo en cuenta los requerimientos mínimos, queda definido el punto
pinch, temperatura a la cual el flujo de calor es cero, y se calcula por las
ecuaciones 4 y 5 (Siemiatycze et al., 2009), el punto pinch superior e inferior para
cada una de las zonas frías y calientes.
2min
∆T
PinchTPinch.inf.T (4)
2min
∆T
PinchTPinch.sup.T (5)
Donde:
:Pinch.inf.T Temperatura Pinch inferior o zona fría.
:Pinch.sup.T Temperatura Pinch superior o zona caliente
Los valores son expuestos en la Tabla 8.
Tabla 8. Requerimientos mínimos de Energía
Punto Pinch
inferior
Punto Pinch
superior RHmín RCmín
ΔTmin= 5K 286,0 K 291,0 K 3,17.103 W 1,33.105 W
ΔTmin= 10K 281,0 K 291,0 K 1,33.105 W 2,63.105 W
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Esta tabla proporciona una información valiosísima para el diseño.
La característica principal en este método de diseño de una red óptima de
intercambio calórico, es que “para mantener requerimientos mínimos de energía,
no se debe transferir energía a través del punto pinch” (Linnhoff et al.,1983).
3.3. Diseño de la red interior de intercambiadores
El diseño de redes de intercambiadores de calor se inicia en las inmediaciones
del punto Pinch. El mismo es importante porque divide al proceso, en dos
subsistemas termodinámicamente diferentes. Arriba de la división, el proceso
necesita calentamiento en términos netos; por lo tanto, sólo se requerirán servicios
de calentamiento. Abajo de la división, el proceso tiene exceso de calor en
términos netos, por lo que necesita únicamente servicios de enfriamiento. Dado que
no es posible transferir energía a través del punto pinch, se debe, diseñar dos redes de intercambio
calórico, una por encima y otra por debajo de dicho punto.
3.4. Red por encima del punto pinch del sistema
Para que los cruzamientos de corrientes sean efectivos el sistema debe
satisfacer las siguientes condiciones (Linnhoff et al., 1983).
Número de corrientes
Se debe disponer de un enlace para que se enfríe cada una de las corrientes
calientes, evitando así la transferencia de calor en el pinch.
Es decir, se debe cumplir la regla: Nº CH ≤ N ºCC
Siendo:
Nº CH el número de corrientes calientes y
N ºCC número de corrientes frías.
Si no se cumplen las reglas, entonces las corrientes se deben bifurcar hasta
satisfacer dichas condiciones.
Flujos calóricos específicos
Para que en la parte superior, los enlaces entre corrientes después de aquéllos
realizados en las inmediaciones del punto pinch, no tengan temperaturas
decrecientes, se debe satisfacer la igualdad: PHCp CmCm ..
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Siendo CpCm. el flujo calórico específico de las corrientes frías y PHCm. es el
flujo específico de las corrientes calientes.
Diferencia de flujo calóricos
Los diferenciales de flujo calóricos para los enlaces entre corrientes se definen
como:
globalpcrucep mCmC
Una regla importantísima para que el diseño sea factible, es que la para
ΔmCpcruce entre las corrientes a enlazar sea igual o menor que ΔmCpglobal.
PHPCcruce CmCmC ..
PHPCglobal CmCmC ..
Donde:
CpCm. Flujo específico de la corriente fría
HpCm. Flujo específico de la corriente caliente
3.5. Red por debajo del punto pinch del sistema
Para que los cruzamientos de corrientes sean efectivos, el sistema debe
satisfacer las condiciones establecidas por Linnhoff y Hindmarsh (Linnhoff et al.,
1983), las cuales son las mismas que las anteriores invirtiendo los signos de
desigualdad:
Número de corrientes
Se debe cumplir la regla: Nº CC ≥ Nº CH
Flujos calóricos específicos
Se debe satisfacer la igualdad: PHCp CmCm ..
Diferencia de flujo calóricos
Los diferenciales de flujo calóricos para los enlaces entre corrientes se definen
como:
globalpcrucep mCmC
La red de intercambio de calor por encima y debajo del punto pinch, se expone
en la tabla 9, para los dos valores de ΔTmin de 5 y 10 K.
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3.5. Diseño de los servicios auxiliares
La temperatura final establecida para las corrientes de Mosto y Vino a
Estabilizar estaba establecida en 8ºC y - 4,5ºC respectivamente, por lo que será
necesario el uso de servicio auxiliar de frío en ambas corrientes. Las
características de los servicios auxiliares necesarios se detallan en la Tabla 10.
Tabla 9. Red Interna de Intercambiadores
Intercambiador Corriente
Fría Corriente Caliente
H (W) Para ΔT=5 K
H (W) Para
ΔT =10 K
I 1 Mosto a
Fermentar Estrujado
de Uva 7,09.104 6,97.104
I 2 Vino
Estabilizado Estrujado
de Uva 5,57.104 5,70.104
I 3 Mosto a
fermentar Mosto 7,08.104 1,47.104
I 4 Vino a
estabilizar Vino a
estabilizar 2,06.104 -
Total Todas las corrientes
frías.
Todas las corrientes calientes
4,04.105 2,74.105
Tabla 10. Servicios Auxiliares
Requerimientos mínimos ΔT=5 K ΔT=10 K
Auxiliar Mosto 7,39.104 W 1,45.105 W
Auxiliar Vino 5,92.104 W 1,18.105 W
RCmín 1,33.105 W 2,63.105 W
La figura 2 muestra la red de intercambiadores de calor resultante de considerar
ΔT igual 5 K. Puede observarse que la red interior está constituida por cuatro
intercambiadores de calor (1-4). En este caso, la red interior está constituida por
tres intercambiadores de calor (1-3). La red auxiliar posee dos intercambiadores
de calor. En la figura 3 se observa la red de intercambio calórico con ΔT igual 10
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K. En este caso, la red interior está constituida por tres intercambiadores de calor
(1-3). La red auxiliar posee dos intercambiadores de calor. En ambas figuras, las
cargas calóricas transferidas en cada intercambiador se indican debajo de los
círculos que representan los equipos de transferencia de calor. En la figura 4 y 5
se muestra el flowsheet de proceso con la red de calor integrado, para ΔT= 5 y
10K, respectivamente.
Fig. 2. Red de intercambiadores propuesta para ΔT=5 K.
.
Fig. 3. Red de intercambiadores propuesta para ΔT=10 K.
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Se observan los cruces de las corrientes y los servicios auxiliares para alcanzar
la temperatura del proceso. La corriente de estrujado de uva, es enfriada con la
corriente de mosto a fermentar y la corriente de vino estabilizado. El enfriamiento
de la corriente de mosto se realiza con la corriente de mosto a fermentar, y con un
servicio auxiliar de frío. La corriente de vino a estabilizar se enfría con la
corriente de vino estabilizado, y requiere de servicio auxiliar para alcanzar la
temperatura del proceso.
Fig. 4. Flowsheet de proceso con la red de calor integrado, para ΔT=5K.
4. Conclusiones
En este trabajo, se aplicó la tecnología pinch, usando el método de intervalos
de temperatura, con el objetivo de obtener una red de intercambio calórico que
minimice el consumo de energía de los servicios auxiliares de frío.
Para cada valor de ΔTmín, se calcula los requerimientos mínimos de servicio de
frío y se compara con la situación actual en la bodega donde se realizó la
recolección de datos. Se puede concluir que al disminuir el ΔTmín de trabajo, se
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observa que, si bien los ahorros de energía son mayores, la complejidad de la red
de intercambio calórico aumenta.
Fig. 5. Flowsheet de proceso con la red de calor integrado, para ΔT=10K.
Así, la reducción del consumo de energía eléctrica obtenida fue del 51% para
ΔT igual a 10K y hasta de un 75,2 % en el caso de utilizarse un ΔT igual a 5 K,
con las consiguientes reducciones de costo de proceso. Desde el punto de vista del
ahorro energético, el ΔT óptimo es de 5K, que da el mayor ahorro de energía
respecto de un sistema de refrigeración sin recuperación de frío, sin embargo, la
complejidad del sistema de intercambio calórico es mayor, aumentando el número
de intercambiadores en la red.
El procedimiento aplicado en este trabajo es una primera aproximación,
teniendo en cuenta que la producción vitivinícola es discontinua, sin embargo, hay
que resaltar que los consumos energéticos obtenidos para este caso en particular,
son los consumos mínimos (el caso más favorable). Por otra parte, es el primer
paso para la obtención de una red de consumo energético óptima.
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