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DESCRIPCION DE LA EMPRESA AGROINDUSTRIAL POMALCA S.A.A.

1.- UBICACIÓN: Agroindustrial Pomalca S.A.A, se encuentra ubicada en el Km. 7 de la carretera Chiclayo- Chongoyape en el distrito de Pomalca provincia de Chiclayo – Región Lambayeque; nos dedicamos a producir azúcar a partir del cultivo de caña de azúcar, así como sus derivados (melaza, chancaca y bagazo), al cultivo de remolacha azucarera en fase de experimentación, y a la agro exportación en menor escala con cultivos de pimientos dulces y picantes como páprika, guajillo, jalapeños habaneros y eventualmente alcachofas, basados en normas ambientales y responsabilidad social; estando a la vanguardia en la aplicación de tecnologías de última generación. Las plantaciones de Pomalca se encuentran en la cuenca del valle Chancay, las que son servidas por el río del mismo nombre y por sus ramales río Lambayeque y río Reque. Su ubicación geográfica se encuentra enmarcada entre los 79º26’ y 79º55’ longitud oeste y entre los 6º40’ y 6º51’ latitud sur. 2.- ACTIVIDAD En la actualidad la Empresa Agroindustrial Pomalca S.A.A. tiene como actividad principal la producción de azúcar, utilizando como materia prima la caña de azúcar. La empresa tiene alrededor de 15819 Hectáreas de las cuales tiene bajo riego 11058 Hectáreas, con un rendimiento promedio de 120 Toneladas por hectárea.

ETAPAS DEL PROCESO DE OBTENCION DE AZUCAR DE CAÑA CAÑA

PESADO Y MUESTREO

LIMPIEZA Y PREPARACION

MOLIENDA

BAGAZO

EXTRACCION DEL JUGO

LECHADA DE CAL

CALDERAS JUGO MEZCLADO

Jugo Filtrado

CALENTAMIENTO DE JUGO

Generaci ón eléctrica

CENIZAS BAGAZO

FILTROS

CLARIFICACION Jugo Clarificado

Agua

EVAPORACION Jarabe

Agua

Mieles A y B

CRISTALIZACION Masa Cocida SEPARACION CENTRIFUGA

Melaza SECADO BAGACERA

AZUCAR

TORTAS

CICLO PRODUCTIVO EN LA E.A.I. POMALCA S.A.A A continuación, se procederá a describir cada una de las diferentes secciones del Ingenio a través de las cuales se va llevando a cabo los procesos de separación de los diferentes componentes que trae la caña de azúcar para obtener como producto final el azúcar. I. a)

PREMOLIENDA: TRANSPORTE DE CAÑA:

La caña se transporta hacia la fábrica en tráiler, los cuales son de carrocería metálica. Los trailers presentan las siguientes características:

-Capacidad

: 25 Ton.

- Largo

: 39'-7 1/2" (12,08 m.)

- Ancho

: 10 ' - 6 "

(2,30 m.)

-Profundidad : 9' - 10 3/4" (3.02 m.) en el centro -Potencia

: 335 HP camiones OSHKOSH (Motor Caterpillar).

225 HP camiones VOLVOC b) BASCULA DE CAÑA: El control de la cantidad de caña que ingresa para ser procesado, se realiza en la balanza automática marca "BERKEL", que tiene una capacidad de 60 Tns. y una plataforma de 18,03 de largo y 3,35 m. de ancho.

c) GRUA DE DESCARGA DE CAÑA: Esta operación es realizada por la grúa tipo Hilo del tráiler hacia la mesa alimentadora. Presenta las siguientes características: -Capacidad de Izaje : 25 Ton. -Motor de elevación : 50 HP - 1655 r.p.m. -Velocidad de Izaje: 83 pie/min. El motor de elevación tiene como función accionar a los tambores de cables que hacen posible levantar y bajar el aditamento especial del tráiler para la descarga, mediante una caja de transmisión de fabricación Lambert, relación 47,02 con una reducción a cadena de 35:21 y de paso 2".

Los cables de izaje son de 3/4" de diámetro y 64 m. de longitud, los mismos que en su extremo tienen ubicado a la palanca repartidora de las cadenas del tráiler. d) MESA DE ALIMENTACIÓN DE CAÑA (CONDUCTOR N° 1): Tiene como función recibir la caña de los tráiler y alimentar al Conductor N° 2. Dimensiones básicas de la mesa: -Capacidad de acumulación: 75 Ton -Largo efectivo - Ancho

: 44’ (13.49 m)

: 42’ (12.80 m)

-Tipo de cadena

: Linkbelt N° 698 – 6 1/32 paso

-N° de cadenas

12

-Longitud de cadena: 110’ c/u -Inclinación: 22° hacia el conductor N° 2 -Velocidad del conductor

: 9,44 pies/min.

- Altura pared lateral : T 4" (2,23 m) - Fabrication: Fabrimet - Lima. La mesa de alimentación es del tipo arrastre accionada por un motor de 50 HP -1750 r.p.m., las cadenas y puentes de arrastre se mueve mediante una caja de transmisión de fabricación Linkbelt, relación de 47,02; seguido de tres reducciones a cadena en el siguiente orden: 19:59, 13:39, 13:39. Los puentes de arrastre están constituidos de ángulos de fierro de 4", provistos de planchas de desgaste de forma cuadrada y unos elementos en forma de puntas denominadas arrastraderos. Cuando la caña pasa aproximadamente por el centro de la mesa, se produce el primer lavado de ésta mediante un chorro de agua proveniente de los condensados, a lo ancho de la mesa, la misma que es bombeada desde el canal principal por una bomba; el agua y las impurezas, después del lavado, se juntan al fondo del conductor, en un canal que desemboca en la tubería principal para ser llevado al campo.

e) CONDUCTOR AUXILIAR (CONDUCTOR N° 2): La caña lavada es volteada por la mesa alimentadora sobre el conductor N° 2, cuya labor es transportar la caña hacia el conductor principal (Conductor N° 3); para la transmisión. Presenta las siguientes características: -Largo primera parte inclinada: 56' - 3" (17,15 m.), Inclinación 5°. -Largo segunda parte inclinada: 25' - 9" (7,85 m.), Inclinación 16°. - Ancho: 12'-9" (3,89 m.) -Tipo de cadena: Linkbelt N° 698, 6 1/32" de paso. -Número de cadenas o eslabones: 4 -Velocidad: Variable mediante resistencia de agua máx. 30,50 pies/min. (9,25 m./min.) También este conductor es del tipo arrastre, y lleva un nivelador y el primer juego de machetes. La caña se lava por segunda vez en este conductor, a través de dos chorros de agua ubicados antes y después del nivelador. En esta zona de lavado las planchas del fondo del conductor están provistas de perforaciones, para permitir el paso del agua hacia la tubería de desagüe. El conductor es accionado por un motor de 50 HP - 1160 r.p.m., reduciendo su movimiento por medio de una caja de reducción cuya relación es 1150:84 de 100 HP y dos reductores de engranajes de relación 18:65 y 18:78. f) NIVELADOR EN CONDUCTOR AUXILIAR: Este nivelador se encuentra ubicado en el inicio de la segunda parte inclinada del conductor auxiliar, cuya función es distribuir la caña a todo lo ancho del conductor haciendo un colchón de caña uniforme para obtener un mejor trabajo de los machetes, la altura de caña obtenida es de 46,6" (1,18 m.). Además, el nivelador consiste en un eje colocado transversalmente al conductor auxiliar en el cual están colocados a 90° unos brazos que giran en sentido inverso al flujo de la caña.

Sus características son las siguientes: -Número de brazos: 32 -Tipo de brazos

: Sable turco

-Largo de brazo

: 30"(desde el centro del eje)

-Accionador por un motor: 70 HP - 870 r.p.m. pasando por una caja de transmisión Pomini de 100 HP de relación 1 150:84 -r.p.m. (actualmente 870/63,5 r.p.m.) -Cantidad de machetes

: 30 (tipo sables turcos)

-Largo de machetes: 41" (desde centro del eje) -Espesor

: 3/4"

-r.p.m. del eje

: 65,74

g) PRIMER JUEGO DE MACHETES: Esta unidad se encuentra ubicado al finalizar el conductor auxiliar, constituido por un eje transversal al conductor, en el que están fijados 28 hojas girando en sentido del flujo de la caña y a una velocidad de 500 r.p.m., las hojas son de acero desfasados a 30° de su centro y distanciados entre si 5 1/4", la altura del fondo del conductor a los machetes es de 12" accionado por un motor de 300 HP y 1170 r.p.m., por intermedio de una transmisión de faja en "V", las dimensiones de los machetes son: 25" de largo x 6" de ancho x 1" de espesor . La caña trozada en tamaño de 2 - 3 pies de longitud, cae al conductor principal para continuar su preparación.

h) CONDUCTOR PRINCIPAL (CONDUCTORN°3)

Este conductor es del tipo arrastre, accionado por un motor de 50 HP y 1160 r.p.m., esta velocidad es reducida por una caja de reducción de 100 HP cuya relación es de 1150:84 y dos reducciones de cadenas que presentan las siguientes relaciones 14:35 y 14:72. Sus características son las siguientes: -Largo primera parte: 18 ' - 7 "

(5.66 m) inclinación 1°

-Largo segunda parte: 79' - 1"

(24.10m) inclinación 14°

-Ancho

: 66"

-Tipo de cadena: Linkbelt N° 698, 6 1/32" de pasoCantidad de cadenas

2

-Longitud total de cadena : 534' - 2" -Velocidad máxima: 47,72 pies/min, la velocidad se arregla mediante una resistencia de agua. Al inicio de la segunda parte de este conductor se encuentra un segundo juego de machetes y al final del mismo, el segundo nivelador ó "Kiker", que proyecta la caña en un chute al desfibrador Shredder. i)

SEGUNDO JUEGO DE MACHETES:

Esta unidad se encuentra ubicado al inicio del conductor principal, formado por un eje transversal al conductor constituido de 40 hojas de acero, desfasados entre si 18° de su centro, la distancia entre ellos es de 6", giran en sentido del flujo de la caña y una velocidad de 614 r.p.m., la altura del fondo del conductor a los machetes es de 14,5". Se accionan por un motor de 300 HP y 1170 r.p.m., el movimiento se transmite a través de fajas en "V",

las dimensiones de los machetes son: longitud 25" x ancho 4" x espesor 1". Los porta machetes consisten en discos, en cada uno de los cuales se encuentran empernados cuatro machetes.

j)

NIVELADOR O KIKER:

Esta unidad está ubicado al lado de descarga del conductor principal y arriba del Shredder, provisto de 24 brazos (machetes) con dimensiones 24" x 3" x 1/2", giran a una velocidad de 575 r.p.m. El nivelador está accionado por un motor de 100 HP - 1740 rpm., mediante un reductor con una relación de 30,51. k) DESFIBRADOR SHREDDER: Es una maquinaria que completa la preparación de caña, desintegrándola para facilitar la extracción del jugo por los molinos, funciona dentro de una tolva de metal, donde llega la caña por su parte superior y sale triturada por acción de golpes a la caña mediante unos martillos giratorios sobre unas placas de choque de 2 1/2" de espesor, llamados yunques, que van colocados en su parte inferior, los martillos que son en número de 69 distribuidos concéntricamente del cilindro que los soporta. -Marca

: Gruendler

-Modelo / tamaño: 50 XD - A ,(f) 50" x 60" -Cantidad de martillos: 69 El desfibrador es accionado por dos motores BROWN BOVER1 de 200 HP -1170 r.p.m., cada uno transmitiéndose a través de fajas en "V", otorgándole al eje una velocidad de 910 r.p.m. La capacidad de este Shredder es de 225 Ton. de caña/hora. La preparación de la caña desfibrada que entra al primer molino, es catalogada como buena, obteniéndose un porcentaje de células abiertas de 75 - 80%, con un porcentaje de pedazos de caña entre 5 y 8%.

l) ELEVADOR DE CAÑA (CONDUCTOR N°4)

Esta recibe la caña preparada después de haber pasado por los dos juegos de machetes y el desfibrador, para ser llevado al trapiche. Sus dimensiones básicas son las siguientes: -Largo: 40' (12.19 m.) inclinada 33°. -Ancho:66"(1.68m.). -Tipo conductor: Tablillas (metal, madera). -Tipo de cadena: Linkbelt SS - 2130 - 6" de paso. -Número de cadenas:2 -Longitud de cadena: 117" c/u. -Velocidad máxima: 109 pies/min. ( 32,54 m./min) Este conductor recibe la carga triturada y lo descarga en un chute de alimentación al primer molino. El conductor es accionado por un motor Challmers de 20 HP -1750 r.p.m., a través de una caja de reducción Linkbelt, de relación de transmisión 25,6 y una segunda reducción a través de cadenas, de relación 10:38.

II)

MOLIENDA:

a) TRAPICHE: La razón de ser del trapiche es la extracción del jugo de la caña, y se logra cuando este posea una buena preparación y los molinos se encuentren en buen estado de funcionamiento, influyendo en esta operación, las calidades de caña. Este Tándem consta de siete molinos, siendo seis de ellos marca JOHN Me NE1LL y uno de marca FULTON; cada uno de funcionamiento independiente, están accionados por motores eléctricos BROWN BOVERI, utilizando cajas de transmisión LUIGUI POMINI con reducción final mediante engranajes principales. El quinto molino se encuentra fuera de servicio, por lo que se ha reemplazado simplemente por un pase directo del cuarto al sexto con una plancha de fierro fundido, funcionando como conductor intermedio.

Cada molino consta de dos vírgenes o soportes de mazas, tres mazas con sus respectivas chumaceras, un puente, una cuchilla, un conductor intermedio, un alimentador forzado; están incorporados también los sistemas de lubricación hidráulica y de imbibición. b) MAZAS DE TRAPICHE: Son cilindros de fierro fundido que tienen la superficie ranurada (dientes), cuya distancia entre ranuras (paso) es de 2 1/2" para el primer y segundo molino y 2"

para el tercero, cuarto, quinto, sexto y séptimo molino. Sus dimensiones son 34"x66", chumaceras diámetro 16" x 21" de largo. Hay tres tipos de mazas denominadas superior, cañera y bagacera, la superior y la cañera poseen chevrones (muescas) que tienen el objeto de facilitar el agarre de caña, evitando atoros. Entre la masa cañera y la bagacera se encuentra la cuchilla. c) VÍRGENES Y BANCADAS: Las bancadas del 1°, 2°, 3° y 4° molino son de hierro fundido. Una bancada del 2° molino (lado libre), ha sido reemplazada por una unidad de acero soldado, fabricado en el Taller de la empresa. Las bancadas del 5°, 6° y 7° molino son de acero. Las superficies de todos los molinos están seriamente corroídas, curadas parcialmente; aplicando cemento de hierro. Las vírgenes del 2° y 3° molino son de hierro fundido, el resto de acero fundido. Las vírgenes del 1°, 2° y 3° son de un diseño con chumaceras empernadas y puentes de cuchillas fijadas por cuñas. Las guías de las cuñas también están remendadas. Las vírgenes del 4°, 5° y 6° molinos tienen tapas superiores fijadas por cuñas. Ambas vírgenes estaban rajadas, las rajaduras han sido soldadas y reforzadas por planchas de acero. Las vírgenes del 7° molino son Fulton legítimas, inclinadas con tapas fijadas con cuñas y puente de cuchillas oscilantes ajustables. d) AJUSTE DE LOS MOLINOS: Para que los molinos extraigan el mayor porcentaje de jugo es necesario que entre las masas y la cuchilla exista una separación adecuada. La separación entre mazas se denomina settinas y la separación entre la maza superior y la cuchilla se denomina altura de cuchilla. La acción de mantener siempre el setting denominado también "Aberturas" y

la altura de cuchilla es conocida como ajuste. e) MOTORES DE LOS MOLINOS: Cada molino es accionado por un motor de comente continua, de velocidad variable, siendo el primero y el séptimo de 400 K\v, de 1000 a 1800 r.p.m. y los cinco restantes de 300 K\v de 1000 a 1200 r.p.m. Los motores están acoplados directamente a cajas de transmisión Pomini, poseen un regulador de comente tipo Leonard.

f)

REDUCTORES DE ALTA VELOCIDAD:

La velocidad transmitida de los motores a las mazas sufre dos reducciones, la primera formada por cajas de reducción Pomini de 400 HP de relación 1200:25 en las mismas que hay instaladas unas bombas de engranajes accionados por motores de 2,94 Kw y 850 r.p.m. para hacer circular el lubricante hacia un enfriador y retomar nuevamente a la caja. La segunda reducción llamada también transmisión final consta de piñón y catalina g) SISTEMA DE PRESIÓN HIDRÁULICA: La presión que ejerce la maza superior sobre el colchón de caña, está dada por una botella hidráulica Edwars, construida de acero y en su paite superior interna posee una vejiga con contenido de nitrógeno a presión y en la parte inferior aceite a presión, el cual está conectada a un cilindro que empuja a un pistón que ejerce presión sobre las chumaceras de la maza superior. h) CONDUCTORES INTERMEDIOS: Tienen la finalidad de transportar la caña de un molino a otro. Están constituidos por tablillas de acero, accionados por las masas cañeras del molino siguiente a través de cadenas. Estos conductores pueden detener su marcha por efecto de un embrague de discos accionados por aire que se encuentra ubicado en el eje

de mando; su inclinación es de 22°.

i) RODILLOS DE ALIMENTACION FORZADA: Son cilindros huecos provistos en su parte exterior de venas en forma de "V", que le permite alimentar uniformemente al molino, los rodillos de alimentación forzada del molino N° 1 es accionado por la maza cañera, y los molinos siguientes por el eje principal de los conductores intermedios. El diámetro del rodillo de alimentación del primer molino es 20" y de los molinos siguientes es 18". j) SISTEMA DE IMBIBICIÓN: El sistema de imbibición de agua del Trapiche, es el de imbibición múltiple compuesta el cual consiste en los siguientes pasos:  El jugo extraído por el primero, segundo y tercer molino denominado jugo crusher, es bombeado al tamiz vibratorio para separar el bagacillo que cae al conductor N° 4, para ingresar a los molinos nuevamente y el jugo colado es bombeado a la fábrica para su elaboración.  El jugo del cuarto molino es bombeado a la entrada del segundo molino.  El jugo del quinto molino es bombeado a la entrada del tercer molino.  El jugo del sexto molino es bombeado a la entrada del cuarto molino.  El jugo del sétimo molino es bombeado a la entrada del quinto molino.  A la entrada del sexto y sétimo molino se le agrega agua en un promedio de 30 Ton. / h., lo que equivale a 8,3 It / seg. El proceso descrito tiene la finalidad de obtener la mayor extracción de sacarosa. Del sétimo molino sale el bagazo que es trasladado a los calderos y a la pampa bagacera mediante los conductores de traslado. El bagazo es usado para la generación de vapor y por consiguiente de corriente eléctrica. De los molinos 1°, 2° y 3° se obtiene el jugo mezclado que pasa a elaboración

para obtener los azúcares cocidos y refinados. Los jugos de los molinos fluyen hacia los cilindros con entradas tangenciales y fondos cónicos, la finalidad del proceso es obtener mayor extracción de sacarosa, así mismo es necesario mencionar la configuración y tamaño de los molinos

III) PROCESAMIENTO DEL JUGO:

a) DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN. Agua + Caña = Jugo + Bagazo El jugo mezclado previamente colado ( pH 5,5 - 6,0 ), es bombeado a la balanza neumática Foxboro donde es pesado en descargas de 13,0 Ton. cada una. El descargue automático de una balanza de jugo va acompañado del agregado simultáneo de lechada de cal para su clarificación y por lo tanto de una buena retención. El jugo ya encalado a pH 7,6 - 8,0 es retenido 15 minutos, aproximadamente, para el mejor contacto de la lechada de cal con los fosfatos de los jugos dando lugar la formación de los flóculos de fosfato tricálcico con la acción de calor logrado en los calentadores verticales de carcaza y tubos, en dos etapas: - De 30 °C (303 °K) a 75 °C (348 °K) con vapor del 2° efecto de evaporadores. - De 75 °C (348 °K) a 102 °C (375 °K) con vapor de 1° efecto de evaporadores El jugo calentado entra en los pinoles o tanque flash para disminuir la velocidad de los jugos a la vez que es descomprimido eliminando vapores y gases que interferirían en la clarificación de éstos: la buena clarificación de los jugos redunda ventajosamente en las operaciones posteriores, es decir en la retención de elaboración. Para esto antes de ingresar a los clarificadores, el jugo ingresa al prefloculador, el cual se encarga de formar los flocules, donde se junta la sacarosa, y prepara al jugo para una eficiente clarificación En los clarificadores (Tanques BACH) se obtienen los jugos clarificados que

salen por la parte superior (pH 6,8 - 7,2), que son limpios brillantes, pasan luego a los evaporadores. Mientras tanto en función de los pesos específicos, por la parte inferior salen las cachazas que son tratadas en los FILTROS ROTATORIOS AL VACIO para recuperar los jugos contenidos en las mismas, y se denominan jugos filtrados. El desecho de las cachazas son las tortas de filtros que van al desagüe para ser utilizados en el riego de caña. Los jugos filtrados son retornados al encalado donde son mezclados con los jugos provenientes del Trapiche. Los jugos clarificados antes de entrar a los EVAPORADORES son colocados en una zaranda fija de malla 100 para eliminar el bagacillo existente en su serio, pues su presencia en los evaporadores es negativa tanto para la transmisión de calor como en el calor de los materiales azucarados y muy difíciles de subsanar dando lugar a pérdidas significativas.

b) TRATAMIENTO DEL JUGO: El jugo que se obtiene se somete a un tamizado, porque los guarapos que extraen los molinos contienen partículas de bagazo llamado "bagacillo" que es necesario eliminar antes que el jugo pase al proceso de clarificación. c) ENCALADO: Una vez que el jugo crudo es pesado para evitar la inversión del azúcar es necesario elevar su pH, que se consigue con el agregado de lechada de cal; en esta etapa se realiza los controles de pH del jugo crudo y del jugo encalado, Brix, Purga y otros. IV

CALENTAMIENTO DEL JUGO:

El jugo encalado se calienta a una temperatura de 100 °C (373 °K) a 102 °C (375 °K) lo cual hace que la viscosidad del jugo disminuya a la vez que permite una evaporación parcial del agua en el tanque flash (revaporizado). El jugo fluye a una velocidad de 1,5 m/seg. por grupos de tubos horizontales que están fijos en un marco de fierro fundido al cual llega vapor producido en

el evaporador. El jugo procedente del sistema de clarificación contiene el agua natural que se exprime de la caña con parte del agua de imbibición en proporción media aproximada: de 85% de agua y 15% de sólidos para lo cual hay que eliminar la mayor parte del y quede un jarabe con un contenido en sólidos del 60% o más, para ello se emplea evaporadores de múltiple efecto, porque se logra que el vapor trabaje varias veces. V.

CLARIFICACIÓN:

El objetivo de la clarificación es eliminar la cantidad máxima de impurezas del jugo, la cal y el calor son los agentes para este propósito conocido como proceso de defecación simple, en general, se añade la cal suficiente para neutralizar los ácidos orgánicos que contiene el jugo y después se eleva la temperatura a 102 °C (375 °K), este tratamiento a base de cal y calor forma un precipitado pesado de composición compleja, este precipitado floculante lleva consigo la mayor parte del material fino que está en suspensión en el guarapo y no ha sido extraído por el tamizado mecánico; la separación de este precipitado del jugo que lo rodea se logra por sedimentación y de cantación. El grado de clarificación que se logra toma efecto sobre lo siguiente: - Afecta la cocción en tachos. - El centrifugado o pureza. - La calidad de los productos sobre todo el rendimiento en azúcar cruda. - La velocidad de filtración. - La facilidad de elaboración del azúcar en la refinería. La cantidad cíe cal que hay que añadir al guarapo es variable, considerando para condiciones normales 1.25 Ib. (565 gr.) de CaO por tonelada de caña. La adición de la cantidad de cal es la base de una clarificación, la adición de ínfima cantidad de cal producirá una decantación defectuosa y un jugo turbio; y la adición de exceso de cal produce oscurecimiento de los jugos, aumento de gomas en los productos de baja pureza, y una producción excesiva de melaza final.

Para ello se determina la acidez del guarapo de caña mediante el control de pH para la cual existen métodos entre ellos tenemos: Control de pH con papeles indicadores: son pequeñas tiras de papel empastadas en un cuadernillo y que se arrancan a medida que se necesita, una sección de cada pa-pel está impregnada con la solución indicadora correspondiente. La porción sensible se intercala con seis bandas angostas y coloreadas, cada una de las cuales da el color que tomará la banda sensible cuando se sumerja en un líquido con un pH dado; los seis valores de pH correspondientes se eligen en pasos de 0,2 ó 0,3 este papel se sumerge en el jugo y se determina su pH. VI.

SISTEMA DE EVAPORACIÓN:

El jugo clarificado colado es bombeado a los pre evaporadores en donde es introducido vapor de 2,06 bar (actualmente 1,79 bar) para su concentración a jarabe. Los jugos se van concentrando en serie desde el 1° al 5° efecto, de donde sale el jarabe que es bombeado a la Sección de Vacumpanes o tachos. El vapor de escape de 2,06 bar proveniente del escape de los turbogeneradores solo es adicionado en el 1° efecto, condensándose el vapor para retornar a los calderos; el vapor de agua del jugo evaporado del 1° efecto actúa como elemento calefactante del 2° efecto, el condensado de este vapor retorna a los calderos; asimismo el vapor del jugo del 2° efecto sirve para evaporar el jugo del 3° efecto, el condensado del vapor retoma a los calderos; y así sucesivamente, hasta que el vapor del agua del material del último efecto es conducido a un condensador, donde por acción del agregado de agua fría de 30 - 35 °C es "con-densado" utilizándose una parte para el lavado de la caña y el remanente es conducido a una poza de enfriamiento para su recuperado como agua fría y su inutilización como tal. Para los evaporadores del tipo estándar disponibles, el nivel de jugo recomendado es del 30 - 40% de la altura de los tubos de su calandria y; para los de tubo largo, de flash o tipo kestrier de 15 - 20%, para lograr niveles eficientes de evaporación y mantener la capacidad de los aparatos para lo que fueron diseñados.

Los gases incondensables existentes en los aparatos son extraídos mediante una bomba de vacío del tipo de anillo de líquido. Hasta esta estación, los materiales son manipulados como soluciones azucaradas pasando luego, el jarabe a los vacumpanes. Es importante anotar que los evaporadores además de concentrar el jugo clarifícalo a 55 - 65 °Brix, genera vapor sin ningún o bajo costo para las estaciones de Vacumpanes, Refinería y Calentadores; así mismo proporcionan agua condensada para los calderos y su generación respectiva de vapor "vivo" de 400 lb/plg2 (27,57 bar). En la sección de Vacumpanes o Tachos tiene lugar la cristalización de la sacarosa a partir del jarabe, obteniéndose tres (3) clases de azúcares. Esto significa que se producen fres clases de masa cocidas "A", "B" y "C" como sigue: Masa cocida "A": Jarabe + Liga C Masa cocida "B": Jarabe + Liga C + Miel A Masa cocida "C"

:

Jarabe + Miel B

Al igual que los evaporadores, los tachos trabajan a 25 plg. Hg (vacío), utilizando como elemento calefactante vapor de los pre-evaporadores o 1° efecto. Cada tacho es un efecto o simple efecto con su respectivo condensador y bomba de vacío o gases incondensables. Todos los tachos instalados son de la misma capacidad: 27 m de volumen descarga y 157 m2 de superficie de calentamiento. Se emplean tres tachos para masa cocida "A", además hay un tacho para masa cocida "A" compartido con masa cocida "B" y un tacho para masa cocida "A" compartida con masa cocida "C", para masa cocida "B" hay dos tachos más del otro coni-partido con "A". El esquema de cocimientos es un sistema ABC simple donde el azúcar "C" es transformado en magma (86 de pureza) y es usado como pie de templa para las masas cocidas "A"y"B".

Para la masa cocida "A" y "B" hay disponibles 7 cristalizadores de 28.8 m3 de capacidad cada uno para la masa "C" están disponibles 12 cristalizadores de 28.3 nv cada uno. La estación de centrífugas consta de 8 máquinas (2 automáticas y 6 semiautomáticas), para las masas "A" y "B". La masa "C" purgada en 8 máquinas (2 continuas y 6 Batch semiautomáticas) sufícientes para 150 toneladas por hora. VACUMPANES O TACHOS: Son unidades individuales en donde se consigue la concentración de la sacarosa hasta que aparezca el "grano" o los cristales a un tamaño adecuado, trabaja a baja presión (al vacío), el calentamiento se consigue mediante el vapor, tiene una zona igual que los evaporadores llamada calandria, donde el vapor circula por el casco, y el jarabe, miel, la jalea, la liga, circula por los tubos. Se cuida generalmente las condiciones de operación como vacío, temperatura, presión de vapor, y tiempo de operación denominado templa en donde se obtiene las masas respectivas "A", "B" y "C". VII.

CRISTALIZADORES:

La sacarosa contenida en la meladura cristaliza llevándola hasta el nivel metaestable de sobresaturación por evaporación al vacío en evaporadores de simple efecto (tachos). El material resultante que contiene líquido (miel) y cristales (azúcar) se denomina masa cocida. El trabajo de cristalización se lleva a cabo empleando el sistema de tres cocimientos o templas para lograr una mayor recuperación de sacarosa. Los lavados de estos cuerpos se realizan por medio del sistema de hidrolavado permitiendo con esto evitar usar agentes químicos para quitar incrustación. Se lava un equipo por día durante la zafra y se cuenta con 6 tachos, estos lavados por ser con agua presión solamente se pasan directamente a la alberca de oxidación por la tubería general de descarga de agua residual.

VIII.

CENTRIFUGAS:

Los cristales se separan del licor madre mediante fuerza centrífuga en tambores rotatorios que contienen mallas interiores. Durante el proceso de centrifugado, el azúcar se lava con agua caliente para eliminar la película de miel que recubre los cristales y se descarga para conducirla a las secadoras. La miel que sale de las centrífugas se bombea a tanques de almacenamiento para someterla a posteriores evaporaciones y cristalizaciones en los tachos. Al cabo de tres cristalizaciones sucesivas se obtiene una miel agotada o miel final que se retira del proceso y se comercializa para la alimentación de ganado y/o como materia prima para la obtención de alcoholes y medicamentos. Se separan los cristales de las mieles de diferentes calidades.

IX.

ALMACENAMIENTO Y MANEJO DE AZÚCAR:

Los azúcares "A" y "B" son comerciales y se envasan como azúcar "T" en bolsas de 50 Kg. para el consumo nacional. Cuando el mercado nacional ha sido copado, da lugar a la exportación, dadas sus posibilidades. Normalmente el azúcar “A” es utilizado como materia prima para la producción de refinados y el azúcar "B" como "T" Doméstica. El depósito o almacén de azúcar puede albergar 3 500 toneladas, lo que es un poco más que la producción de una semana. El peso y embolsamiento es realizado a una tasa de 30 Ton. / h , lo que es satisfactorio.

CALCULOS PARA EL DISEÑO

Obtención de datos necesarios para el diseño: Peso del engranaje:

V= 4542 pulg2 =0.284 lb/pulg2

Peso del eje:

D= 4 pulg L= 315 pulg

Potencia de Recepción del Engranaje: la potencia se transmite de un motor de 5hp y 1750 rpm primero a un reductor 1:25, luego por medio de una cadena a un tornillo sin fin, y este ultimo entrega la potencia al engranaje; entonces la potencia viene dada por: Pot= (hp) (ηr) (ηc) (ηt) η = eficiencia -

Reductor: ηr = 0.99

-

Cadena ηc =0.96

-

Tornillo sin fin ηt =0.914 Pot. = 4.34 hp

DATOS NECESARIOS: DESCRIPCION

SIMBOL O

VALO

UNIDADE

# de Revoluciones del

n

R 0.435

S rpm

Engranaje Diámetro de paso del Engranaje

D

38

Pulg

Peso del Engranaje

wg

1.29

Klb

Peso del eje

we

2.23

Klb

Potencia de Recepción del

Pot.

4.34

HP

Engranaje Hallando la Fuerza Tangencial: D 2T T F t=T → F t= = 2 D R Pero: 6300 HP 6300(4.34 ) = =628551.72 n 0.435 628551.72 → F t= =33081.67 lb ≈ 33.08 klb 19 Hallando la Fuerza Radial: T=

Fr=Ftx tan ∅ Fr=33081.67 x tan ∅ 20 Fr=12040.73 lb ≈ 12.04 klb Hallando el Peso del Engranaje P=Wg−Fr P=1.29−12.04 P=−10.75 Klb

VISTA HORIZONTAL DEL EJE Fuerzas que actúan en el eje:

Ecuación y diagrama del momento flector (vista horizontal) POR SINGULARIDAD

También tenemos: PARA UNA CARGA

6 Aa L

6 Aa L

PUNTUAL b ( L2−b2 )

b ( L2−b2 )

PL

PL

VISTA VERTICAL DEL EJE

Cálculo de Reacciones: Encontrando los momentos en las Reacciones con la ecuación de los tres momentos: Tramo 1 y 2 M A L 1+2 M B ( L 1+ L2 ) + M C L2+

6 A 1 a 1 6 A 2b 2 + =0 L1 L2

Tramo 2 y 3 M B L2+ 2 M C ( L2+ L 3 ) + M D L 3+

6 A2a2 6 A3b3 + =0 L2 L3

Pero Tenemos: MA0 M D  33 .08 15 .5  512 .74 Klb .Pu lg Como no hay cargas en los tramos:

6 A x a x 6 A x bx y Lx Lx

Son igual a cero. Reemplazando valores en las ecuaciones tenemos: 313 .5M B  63.25 M C  0 63.25M B  443 M C  81141.105 De donde tenemos:

MC 188 .59 Klb.Pu lg M B  38.05 Klb .Pu lg Resumen: MA0 M B  38.05 Klb .Pu lg M C 188 .59 Klb.Pu lg M D  188 .59 Klb .Pu lg Hallando reacciones con los momentos ya encontrados: M B=−3 8.0 5 K lb . P u lg 38,05 = Ra.93 RA  0,41Klb

MC=18 8,5 9 K lb. P 188 ,59  0,41 156 ,75  RB 63,25 RB  3,99 Klb M D=−51 2,7 4 K lb . P ulg 512 ,74  0,41 3,15 3,99 221,5  RC 158 ,25 RC  8,01Klb Sabemos: ΣF = 0 RA + RB + RC + RD =33,08 RD =37.51Klb

REACCIONES ENCONTRADAS

Grafico del momento flector con los momentos encontrados:

Momento flector máximo en la vista vertical: M D=−51 2,7 4 K lb . P ulg

Momento flector máximo en la vista horizontal:

M D=166 , 625 K lb . P u lg El momento flector máximo:

El momento torsor máximo:

Factores de carga para ejes con carga constante:

Elegimos el acero ANSI 4140:

Calculando (permisible):

Elegimos el menor y lo multiplicamos por 0.75 por ser un eje con cuñero, entonces

Pasando de

a Psi:

Aplicando la fórmula del código ASME:

Despreciando la fuerza axial y teniendo en cuenta que el eje es macizo la ecuación queda de la siguiente manera:

Remplazando los valores obtenidos en la ecuación:

Seleccionamos un diámetro estándar:

Aplicando la ecuación por rigidez torsional: Para un eje hueco circular.

Para un eje circular macizo. Remplazando los valores obtenidos en la ecuación para un eje macizo,

utilizamos un eje de 4 pul. que es el diámetro normalizado más cercano: 6 G = 11.5x10 Psi

giro. SELECCIÓN DEL ACOPLAMIENTO

Seleccionamos de los acoplamientos “STEELFLEX FALK” tipo T10 a- Descripción: Estos acoplamientos Falk Steelflex de Rejilla Cónica, está diseñado para operar en posición horizontal o vertical sin ninguna modificación. Este acoplamiento absorbe la desalineación por la flexión de uno o más de sus componentes. Con el tiempo esta flexión puede hacer que falle el elemento el cual deberá remplazarse. Resulta evidente que cuanto menor sea la desalineación que deba absorber el acoplamiento, menor será la flexión que deben sufrir los elementos pudiendo así obtenerse un servicio más largo sin problemas. Estos elementos metálicos sólo pueden absorber desalineación en cada punto de flexión. Para absorber desalineación paralela (no alineación), necesita dos elementos flexionantes. Cuanto mayor sea la distancia entre los elementos mayores será la no alineación que pueda absorber el acoplamiento. Esta constituido de un paquete de muchos discos estampados, normalmente hechos con acero inoxidable. Los tamaños de un acoplamiento varían desde muy pequeñas hasta muy grandes. Con unas cuantas excepciones no se pude utilizar a altas velocidades. El paquete de discos múltiples ofrece la ventaja de un sistema redundante, y el acoplamiento puede funcionar incluso después de que han fallado uno o más discos. Sin embargo, el remplazar discos debe hacerse con el paquete como

un todo, en vez de remplazar sólo los discos quebrados. Una desventaja de este tipo, es que toleran muy poco error en el espaciamiento axial de las máquinas. Por otra parte, esta desventaja se convierte en ventaja cuando se requiere un acoplamiento con flotación limitada en los extremos, como es el caso con los motores con cojinete de manguito, cuyo funcionamiento se apoya en su centrado magnético y no tienen cojinetes de empuje. La operación y la vida de los acoplamientos dependen en gran medida de la forma en que se instalan y en el servicio que se les dé. b.- Cálculos justificativos: Para seleccionar un acople se debe partir de tres datos importantes: -Potencia a transmitir: 4.34 HP -R.P.M a transmitir: 0.453 R.P.M -Dimensiones de los ejes a transmitir: 1º eje: 5.50m 2º eje: 2.90m Teniendo en cuenta el tipo de trabajo que realizara el acople, de la tabla de factores de servicio a usar en acoplamientos “STEELFLEX” para transmisiones accionadas con motor eléctrico, entonces elegimos: De tabla de factores de servicio (f.s): 1.50 ACOPLAMIENTOS "STEELFLEX", FALK FACTORES DE SERVICIO A USAR EN ACOPLAMIENTOS "STEELFLEX" PARA TRANSMISIONES ACCIONADAS CON MOTOR ELECTRICO APLICACIÓ MAQUINAS N HERRAMIENTAS:

FACTO R

Transmisiones auxiliares

1.00

……………………………………………… Transmisiones principales………………………………………

1.50

Prensas, roladoras, punzonadoras………………………………

1.75

Con el respectivo factor de servicio encontramos la potencia equivalente a transmitir, multiplicando la potencia a transmitir por el factor de servicio: Potencia equivalente: 4.34x1.5 ═ 6.51 HP Encontramos la potencia corregida a 100 rpm:

Una vez encontrado la potencia corregida a 100 rpm procedemos a encontrar el modelo adecuado de la tabla de características, se debe ver que deben admitir los ejes con los que se utilizara, ello se comprobara en la columna de agujeros máximo y mínimo, si no permite el uso de los ejes previstos, se elegirá el modelo mayor más cercano que lo permita. Como se requiere un diámetro de eje de: De la tabla se tendrá que escoger: acoplamiento 1140T de las siguientes características: -Diámetro mínimo: 66.7mm -Dímetro máximo: 177.8 mm -RPM máximo: 1650 -Peso: 178.2 KGS Se concluye que el acoplamiento escogido es el adecuado. ACOPLAMIENTOS "STELLFLEX", FALK TIPO 10T HP TAMAÑ

A

O 108 0 T 109

10 26. 0 2 47.

0T

6

AGUJERO

PESO

MAXIM

(mm) MI

MA

BRUT

O

36

N. 27

X. 76.2

O 17.7 (KGS.

00 36

27

88.9

25.5

RPM

00

LUBRICANT E (KGS.) 0. 1 0. 2

110

80

24

41

101.

42.3

0.

0 T 111

119

40 25

41

6 114.

54.5

4 0.

0T 112

175

50 20

60.

3 127

81.4

5 0.

0T 113

254

25 18

3 66.

152.

120.9

7 0.

0 T 114

365

00 16

7 66.

4 177.

178.2

9 1.

0 T 115

508

50 15

7 10

8 190.

234.5

1 1.

0 T 116

714

00 13

8 12

5 215.

317.3

9 2.

0T 50 0.7 c.- Descripción de acoplamiento 1140 T:

9

8

DIMENSIONES GENERALES DE LOS ACOPLAMIENTOS "STEELFKLEX", FALK ,TIPO T10 DIMENSIONES EN (mm) TAMAÑ

A

B

C

D

F

J

S

JUEG

O 107

16

15

76.

87.

95.2

5

O 3.17

0 T 108

1.9 19

5.6 18

5 88.

3 10

115.

3. 6

3.17

0 T 109

3.7 21

0.5 20

9 98.

4.8 12

8 122.

4. 7

3.17

0 T 110

2.7 25

0 24

4 12

3.8 14

2 155.

1.

4.76

0T

0.8

6.1

0.6

1

4

111

26

25

12

16

161.

4.76

0 T 112

9.9 30

8.8 30

7 14

0.3 17

5 191.

6.35

0T 113

8 34

4.8 33

9.2 16

9.3 21

5 195.

6.35

0T 114

6.1 38

0.2 37

1.1 18

7.4 25

1 201.

6.35

0 T 115

4.2 45

4.6 37

4.1 18

4 26

39

21 271.

6.35

0 T 116

3.1 50

2.1 40

2.9 19

9.2 30

0.5 43

3 278.

6.35

0T

1.4

2.6

8.1

4.8

6.4

89

d.- Componentes:

NUMEROS DE PARTE 1.

Sello (T10) 2. Cubierta (T10) 3. Maza (especificar barreno y cuñero) 4. Rejilla 5. Junta (T10)

6. Tornillos (T10) Los acoplamientos se pueden surtir con un juego de tornillos, con cuerda en pulgadas o cuerda milimétrica. 7. Tapón de lubricación e.- Instalación de acoplamiento 1140 T: Sólo se necesitan herramientas estándar de mecánico, llaves, escuadra y calibradores de hoja para instalar los acoplamientos Falk Steelflex. Los tamaños 1140T se surten para ajuste de interferencia sin prisioneros. El funcionamiento y vida de operación del acoplamiento depende en gran medida de la forma en que se instale y en el mantenimiento que se le dé. La medición del des alineamiento y colocación del equipo dentro de las tolerancias de alineación se facilita con una computadora para alineamiento. Estos cálculos también se pueden efectuar de manera gráfica o matemática. El alineamiento se muestra utilizando un espaciador y una regla. Esta práctica ha probado ser la adecuada para muchas aplicaciones industriales. Sin embargo, para un alineamiento final óptimo, se recomienda el uso de indicadores de carátula, equipo de láser, computadoras para alineamiento o análisis gráfico. f.- Lubricación: La frecuencia de lubricación requerida está directamente relacionada con el tipo de lubricante que se haya seleccionado y las condiciones de operación. Los acoplamientos Steelflex lubricados con aceites industriales, como los que aparecen en la tabla 1, deben ser vueltos a cada año. El uso de grasa de larga duración (LTG) permite que el intervalo entre lubricación y lubricación sea prolongado más allá de cinco años. Cuando se cambie el lubricante, quite los tapones e inserte graseras.

SELECCIÓN DE RODAMIENTOS Como es conocido ya, existen diversos tipos de rodamientos. Cada uno con propiedades que los hacen idóneos para ciertas aplicaciones, pudiendo

superponerse también sus prestaciones para una determinada necesidad. Es por ello que no existen reglas rígidas para este procedimiento, pero si debe ser el resultado de la ponderación de diversos factores. A saber: Espacio disponible. - en este sentido se tienen limitaciones sobre el diámetro de la pista exterior, dado en general por las dimensiones y características de la maquina en que se va a usar. También se pueden tener restricciones en las direcciones radial y axial, dando lugar, por ejemplo, en el primer caso, al empleo de rodamientos de agujas, si lo que se requiere es poca altura de sección.

Cargas que actúan sobre el rodamiento. - Este es normalmente el factor más importante para determinar el tamaño del rodamiento. Recordando un poco el tema, podían presentarse dos direcciones de aplicación de carga: • Carga radial, perpendicular a la dirección del eje de simetría del rodamiento; • Carga axial; paralela al eje antes citado y una tercera, • Carga combinada, resultante de la aplicación simultanea de las dos anteriores. Desalineación angular. - Esta hace referencia a la desalineación entre el eje del elemento rotativo y el correspondiente a su alojamiento. Esta situación puede presentarse, por ejemplo, ante la flexión de un eje bajo carga, y en tal caso el rodamiento debe poder soportar tal efecto sin oponer resistencia. Límites de velocidad. - La velocidad de rotación de un rodamiento viene limitada por la temperatura máxima de funcionamiento permisible. 1). Selección De Rodamientos De Bolas De Una Hilera

Ubicación de fuerzas

0.41Kl b

0.6 Klb

A 1.48 Klb

B

3.9 Klb

8.48 klb

C

8.01 Klb

Fuerzas resultantes FrA =1.54KLb = 6.85KN FrB = 4.04KLb = 17.97KN FrC = 11.66KLb = 51.89KN d = 4"=101,1mm ⇒ d =110mm L = 50000 horas n = 0.435Rpm Duración En Millones De Revoluciones

L=

60 xNxL n =1.305 106

Seguridad De La Carga Requerida 1

C =(1.035) 3 =1.093 P

Suponiendo: FA ≤ e ⇒ XA = X B = B C = 1 FR Entonces las cargas equivalentes serán: PA = FrA = 6.85KN PB = FrB =17.97KN PC = FrC = 51.89KN Las capacidades Estáticas: 1

C=L 3 xP CA =1.093 ×6.85 = 7.49KN CB = 1.093×17.97 = 19.64KN CC = 1.093× 51.89 = 56.72KN DE TABLAS: SER

APO

Nº de

d(m

D(m

Β(m

C(K

IE 61

AYO

Rodamiento 61822

m) 110

m) 140

m) 16

N) 21.6

61

B

61822

110

140

16

0 21.6 0

60

C

6022

110

170

28

63

2) SELECCIÓN DE COJINETES DE RODILLOS

Ubicación de fuerzas

7.74 Klb

D 37.51

Fuerza resultante Frd = 38.3KLb = 171.59KN Duración En Millones De Revoluciones L=

60 xNxL n =1.305 106

Seguridad De La Carga Requerida C =(1.035)0.3 =1.083 P Suponiendo que Fa=0, entonces: XD=1

YD = 0

Carga Equivalente PD = FrD = 171.59KN Las capacidades Estáticas C =1.083×171.59 = 185.83KN DE TABLA APOY DO

Nº de

d(m

D(m

Β(m

C(K

Rodamiento 222

m) 110

m) 200

m) 38

N) 220

CONCLUSIONES: Al diámetro del eje, obtenido a través de los cálculos, se le ha dado un factor de seguridad para que éste pueda trabajar con cierta confiabilidad, y se ha seleccionado un ACERO A I S I adquisición

en

el

4041 debido

al

bajo

precio

de

mercado. Se recomienda inspeccionar los rodamientos de

manera rutinaria y al mismo tiempo efectuar su lubricación para evitar cualquier falla prematura debido al desgaste. Para el montaje de soportes se recomienda no golpear nunca directamente el rodamiento con un martillo, ya que se debe realizar utilizando una prensa mecánica o hidráulica. Se debe tener en cuenta que el lubricante a utilizar debe impedir el contacto directo entre los diversos componentes de los rodamientos, reducir el desgaste y proteger las superficies metálicas contra la corrección. Los retenes a utilizar deben ser los adecuados ya que estos son los encargados de impedir la salida del lubricante y la entrada de humedad y/o contaminantes sólidos que perjudiquen a los rodamientos. BLIBIOGRAFIA: 

B J Hamrock, B Jacobson y S R Schmid, “Elementos de Máquinas”



R.L. Norton, “Diseño de maquinaria”, McGraw Hill 2000



Ing. ALVA DAVILA “Diseño de elementos de maquina I”

https://acerosytuberia.com.mx/wp-content/uploads/pdf/catalogo-de-bridas-ansi-

asme.pdf