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Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina

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Todos sabemos que la molienda es un sector intensivo de energía y que dicha energía es el elemento operativo más importante en cuanto a gastos se refiere, después de los costos de las materias primas. Cuando se examinan los costos al finalizar un período nos encontramos que muchas veces estos exceden los gastos de inversión.

Por ejemplo, si asumimos que el costo de la inversión de un molino de harina de 200T/diarias de capacidad alcanza los cinco millones de TL (2 millones de euros) y posee un tiempo de vida útil de 20 años promedio, entonces el costo de depreciación anual será de 250,000TL (100,000 EUR). El costo energético anual de esa empresa estará cerca de de las 500.000TL (200,000 EUR), lo que significa el doble del costo de depreciación.

A partir de ese hecho, la manera más rápida de reducir los costos de producción es enfocarse en los costos de energía una vez analizados los costos de las materias primas.

Es muy probable podamos lograr un ahorro de energía si aumentamos la capacidad del proceso entre el 5-10 por ciento, utilizando motores de alta eficiencia, realizando un mantenimiento eficiente de 2-5 por ciento, optimizando el flujo de aire y evitando los derrames y pérdidas en los sistemas de transportación que deben estar en un rango del 10-20 por ciento.

El proceso de molienda y triturado utiliza el 50 por ciento de energía eléctrica, mientras que el 30 por ciento se utiliza en los sistemas de transportación neumática y el 11 por ciento en la transportación mecánica. Por esta razón estudiaremos los ahorros de energía bajo tres títulos fundamentales:

  1. Métodos de ahorro en los motores
  2. Sistemas de transportación
  3. Control automático y gestión energética


Métodos de ahorro en los motores

La reducción de la carga externa de los motores como es la reducción del volumen de aire absorbido por el sistema neumático, o prevenir las fugas del sistema de aire comprimido podría reducir la carga del motor y debe ser considerado como el primer paso de ahorro de energía.

El hecho de que las maquinarias más eficientes se elijan de acuerdo al tipo de producción específica y que trabajen a máxima capacidad, podría reducir las cargas adicionales en los motores y engranajes como resultado de las condiciones de sus rodamientos y del nivel estable de aceite en su interior, el cual debe ser chequeado periódicamente.

La elección de motores de accionamiento es de vital importancia. Por ejemplo, la pérdida de la fricción será menor en los motores de accionamiento directo ya que trabajarán de manera más eficiente en comparación con los sistemas de cadenas o correas acopladas. En el caso de los elevadores a cangilones, cerca del 80 por ciento de la energía de entrada la consume directamente el peso del material que está siendo transportado y el resto lo consume la fricción, más las pérdidas que se obtienen producto de las cargas y descargas.

Los sistemas de transferencia de cadena necesitan de una lubricación periódica, mientras que los de correa necesitan de un control, ajuste y remplazo casi constante.

La elección correcta de las correas tipo V con sus respectivas poleas, el remplazo sincronizado de las correas múltiples de la misma marca, el paralelismo entre las poleas y la tensión de las correas son parámetros fundamentales a tener en cuenta para lograr un ahorro de energía.

La reducción de las pérdidas del motor, la definición del tamaño del motor a utilizar en una tarea específica, la elección del motor apropiado para trabajar a máxima capacidad, la sustitución de un motor por otro de alto rendimiento en lugar de un estándar, reduciría sin duda las pérdidas y aumentaría las posibilidades de ahorro.

Un motor de alto rendimiento de 90kW del tipo EFF1 que trabaja 18 horas diarias durante 300 días del año en una planta puede producir 2500 TL, lo que representa 1000 EUR de ahorro de energía en un año con los costos de energía actuales

La reducción de la velocidad de los motores se traduce en reducción de gastos energéticos. Por ejemplo, en los sistemas neumáticos que necesitan una determinada cantidad de aire para el transporte de productos, varían con las condiciones ambientales y estacionales; por lo que establecer una velocidad en el motor con un alternador de velocidad ahorrará energía y por ende reduciría el costo de la inversión.


Sistemas de transportación

Estudiaremos cuatro tipos de sistemas de transporte: Transporte mecánico, Transporte neumático de presión negativa, Transporte neumático de presión positiva y los recolectores de polvo y aspiración.

Como ejemplo de los transportes mecánicos tenemos los elevadores a cangilones, los transportes a tornillos y cadenas, en los cuales se puede lograr algún ahorro de energía utilizando productos donde la fricción sea mínima, con un mantenimiento periódico y una buena elección del producto teniendo en cuenta la capacidad del transporte.

El transporte neumático (de presión negativa) que se utiliza en un sistema donde el producto a transportar se almacena en el suelo, el volumen de aire y la presión estática varían con la velocidad, necesitará de más energía la cual se proporcionará elevando la velocidad.

En resumen, cuando el volumen de aire se reduce un 20 por ciento también se reduce la velocidad del ventilador en la misma proporción, mientras que el consumo de energía se reduce en un 50 por ciento.

En los sistemas neumáticos al eliminar la vibración por equilibrio mecánico, ajustando la velocidad del producto a través del diseño de un sistema adecuado, utilizando un ángulo mínimo de amplitud del codo, optimizando el volumen de aire que será absorbido y estableciendo la velocidad adecuada del ventilador se podrá ahorrar de un 10-20 por ciento de energía.

El transporte con sopladores (presión positiva) es un método de transporte muy costoso que consume la misma o más energía que el transporte neumático. La cantidad de energía a utilizar depende del correcto diseño de la línea de transporte, del mantenimiento periódico y limpieza de los sopladores, de la reducción de la cantidad de sopladores por líneas de conexión requeridas en la misma área, de las dimensiones y velocidad de las tomas de aire a utilizar y de las distancias entre las cuchillas.

Se debe elegir el método más apropiado entre los que existen dentro de los sistemas de transporte. Por ejemplo, un transporte con una capacidad de 10 toneladas por hora y un sistema mecánico que consume 0.8kW en un transporte vertical de 20m, representa 4.7kW en un transporte neumático y un 5.0kW en un transporte con sopladores.

En el sistema de aspiración se pueden evitar gastos energéticos innecesarios si utilizamos las dimensiones correctas, la velocidad de flujo de aire requerida, y previniendo las pérdidas y derrames mediante el uso de filtros manométricos así como los de limpieza.


Control automático y gestión energética

Para evitar un malententido en la industria de la molienda es necesario hacer énfasis en el propósito de utilizar controles automáticos en los sistemas y aprovechar sus beneficios.

En los sistemas de automatización si aumentamos la fiabilidad del sistema a través de la medición de niveles y flujos, e incorporamos interruptores de aviso de fallas y equipamientos de escala, y teniendo en cuenta que el tiempo de puesta en marcha y apagado funcione correctamente, se podría evitar operaciones innecesarias provocando que el ahorro energético funcione independientemente de los errores que puedan cometer los operadores.

La capacidad, que puede ser controlable a través de escalas de extracción se podrá también controlar a través del rastreo de extracción e informes a partir de un registro de datos.

En los molinos de nueva generación donde se reduce el número o el tamaño de las aberturas (ventanillas) para prevenir la contaminación, la opción del control de iluminación y energía inducida ha tomado mucha importancia.

Para calcular la capacidad de molienda, teniendo en cuenta no operar la planta en las zonas horarias con mayor costo energético, hay que tener muchos factores en consideración, pero sin dudas debemos hacerlo lo más tarde en la noche posible para lograr un retorno de la inversión mucho más rápido.

No hay que olvidar que la forma de competir y tener éxitos en los mercados a nivel mundial es a través del establecimiento de una eficiencia energética, con sistemas efectivos y duraderos, teniendo más en cuenta los costos operacionales que los costos de inversión.

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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
12/06/2012 | Hay varias cosas que llaman la atención en este artículo. Cómo sigue:
1) Sería provechoso que se corrigiera el título del articulo. En la industria de producción de harinas no se usan molinos de martillo salvo para algún subproducto.
2) En el contexto moderno de diseño de instalaciones de producción de piensos (alimentos balanceados para animales) nunca deben utilizarse sistemas neumáticos para transportar materiales precisamente por el costo de la energía que generalmente es 10 veces superior en el caso de uso de sistemas neumáticos.
3) Los sistemas necesarios para ventilar los molinos de martillos los cuales tiene efecto sobre su capacidad y calidad del producto, es parte de un sistema complementario del sistema de molienda. Estos vienen aplicándose en la industria por al menos 40 años.
4) Los costos de depreciación no son un indicador para medir la importancia del ahorro de energía y con ello tomar una decisión. La depreciación es solo un costo fijo y convencional para fines fiscales. El otro es uno variable.
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
18/06/2012 | Todo esimportante, pero el comentario no dice: cual es la capacidad de los molinos, la potencia utilizada y la granulometria abtenida, sin esos parametros el planteo esta mal y si encima me dice que le pone un elevador a canjilones de 3 Hp, evidentemente estamos hablando de maquinas poco menos que de juguete
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
18/06/2012 | El comentario de Mariano Prevost, Sr Castillo: no quiere decir: el cambio de el sistema neumatico por UN elevador de cangilones de 3 hp, dice por elevadores de cangilones de 3 hp y si son cinco molinos quiere decir que la sumatoria de elevadores 5 por 3hp pueden elevar de 50 a 60 ton hora transporte de molienda, (ningun juguete), independiente de la granulometria toda vez que la granulometria de la molienda no es factor de tener en cuenta en el transporte, su importancia esta en el peletizado.
Saludos
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
18/06/2012 | Habla de 5 molinos a martillo, pueden ser de 15 HP o 150 HP, hay diferencia no, los transporte a succion no sirven, deben ser aspirados los molinos y para eso solamente necesitan 5 HP en el ventilador de baja presion, ademas de un transporte a presion en circuito cerrado para evitar la polucion y en cuanto a la granulometria no es lo mismo un tamiz de Ø 4 mm o uno Ø 3mm, el rendimeinto del molino es muy diferente y el comportamiento en la peleteadora es fundamental. De manera mi amigo que sigue siendo un juguete, un planta grande alimentos procesa un sistema de mezcla de 60 T/hs con cuatro peleteadoras de 20 T/hs y motores de 125 HP lo mismo que los molinos. Se de que hablo en Argentina construi 12 plantas de alimentos grandes en los años 65 a 73
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
18/06/2012 | Estimados amigos;
comparto la idea general de que el proceso de molienda, sea en una planta de balanceados o en una planta de harina de molineria de trigo, es un tema de especial preocupacion en todos nosotros, sin embargo no debemos llevar esto a un plano personal......todos tenemos algo que decir...y rescatemos lo positivo de cada uno.
El comentario de Prevost y el articulo de Tuncay lamci ciertamente provocan ciertas interrogantes como las planteadas por el Sr Castillo y por Sr Romer...tanto el articulo como el comentario necesitan de algunas alclaraciones....tambien estoy de acuerdo con la interpretacion de Londoño....Prevost al parecer plantea que reemplazo 5 sistemas neumaticos de 30 hp por 5 elevadores de 3 hp....parece bien...para nuestro apreciado Sr Castillo esto parece ser un juguete pero la verdad es que aunque sean pequeñas las plantas y los equipos siempre hay quienes necesitan de nuestros analisis objetivos....sin calificaciones...
De acuerdo con las cifras del sr Lamci, el costo de energia para esos valores de molienda es de 0,003 euros por kilo de producto....eso es muy caro?...son 200 tons diarias por 300 dias con un costo de 200000 euros al año...favor hagan el calculo...!me interesa la evaluacion de ustedes sobre ese costo en un alimento balanceado.
Tambien hago notar que el Sr Lamci en su articulo habla de molineria, ( pregunto....de trigo? o balanceados ?)
Sr Londoño: creo que la granulometria SI importa en el transporte; hay ahi un efecto de fluidez y de volumen y de peso especifico que debe considerarse en el transporte y segun mi experiencia, si influye...
Creo fundamental que acordemos el uso preciso de nuestro riquisimo vocabulario español o latino si quieren, de manera de que todos hablemos de un mismo caso, de un mismo tema para no caer en conflictos verbales...estamos para aprender unos de otros.. finalmente me quedo mas que nada con los precisos comentarios de ricardo Romer....gracias a todos..
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
18/06/2012 | Gracias Ignacio, tendre en cuenta sus comentarios; es muy acertada su interpretacion.

Saludos
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
18/06/2012 | Diametro de tamiz 3,5 mm.. Capacidad 15 T/hs. Motor 110 HP a 3000rpm, 36 martillos de esp 1/4" Velocidad de los martillos 400 Km/h esto equivale a 7,33 Hp/Ton, para maiz; para subproductos 0leaginosos, o Soya , Sorgo,etc. 4,07 HP/To.

El precio depende de cada pais y su forma de facturar la energia. En cuanto a la granulometria el 80% del maiz molido( el mas duro) esta por debajo de los 1400 micrones y en el clasificado y reciclado se termina el resto a las dimenciones de molienda especificadas
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
18/06/2012 | Mariano..muy util tu experiencia, en estos momentos la voy a aplicar..gracias. pero observando con mucho cuidado la linea de produccion...slds..freddy( col en ecuad)
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
19/06/2012 | Quizás pueda aclara aún más mi comentario. 1) Cuando trabajamos hoy en día en el diseño de cualquier instalación, el criterio fundamental siempre debe ser el Costo Total de Tenencia. 2) Recordemos que los criterios de rentabilidad de una operación cambiaron radicalmente hace más de treinta años (véase Brilley & Meyers) y en consecuencia los estados financieros de una empresa sirven para muchas cosas más no para evaluar su rentabilidad. 3) En consecuencia el costo total contable bajo los métodos tradicionales, reflejara un costo menor aún cuando en realidad los costos son mayores al no recoger una serie de factores que deben ser cargado al costo pero que en realidad no los son a menos que se tenga un sistema ABC de costeo que recogería los costos totales reales, incluso aquellos relacionados con los tiempos perdidos por causas propias de la operación. 4) En vista de esto, especialmente con los proveedores de USA, la estrategia es ofrecer equipos o sistemas que aparentan ser más económicos (la oferta) pero que en la realidad posterior (la operación) no lo son. 6) La granulometría es un dato de entrada para el diseño y en torno a este requerimiento se escojan los equipos idóneos tanto desde el punto de vista técnico como también de operación (p.e. operación eventual vs. operación continua). El sistema que se propone debe ser robusto lo cual conllevará a minimizar los Costos Totales de Tenencia. En consecuencia, el factor de uso no solamente es un criterio para acoger el tipo de equipo sino también su conformación (transporte neumático vs. transporte mecánico) cuando ya no estamos hablando de proceso.
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Re: Ahorro de energía en el proceso de molienda de harina
26/06/2012 | Mientras más pequeña la operación (capacidad) mayor cuidado hay que tener en la conformación del sistema. La incidencia de todos los costos (fijos y variables) distintos a los (variables) de materias primas es mayor en estos casos por la economía de escala. El costo de las maquinas no crece en la misma proporción a su capacidad.
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