Aumento de recuperación de anhidrido carbonico. Fábrica de

Aumento de recuperación de anhidrido carbonico.
Fábrica de alcohol – Complejo ARCOR San Pedro
Caso de Energía y Clima
Introducción
El Establecimiento ARCOR San Pedro está ubicado en la ciudad de San Pedro sobre la
Ruta Provincial 191, Km. 4,5, en el extremo suroeste de la Ciudad.
El establecimiento fabril se instaló en el sitio en el año 1952 con el propósito de fabricar
alcohol bajo la firma PADILLA. En 1979 ARCOR S.A.I.C. adquirió la fábrica e inició un
programa de mejoras, modernización e incorporación de nuevas unidades productivas con
el objetivo de producir sobre la base de la premisa aprovechamiento integral del cereal.
En la actualidad funcionan en el Complejo cinco fábricas en la que se produce alcohol
etílico, aceite de maíz, variedades de harinas de maíz, y productos extrudados a base de
harinas y una variedad de subproductos que optimizan el uso de cereales (maíz y sorgo),
principales materias primas, empleando a 221 personas.
El Complejo tiene un sistema de gestión ambiental certificado, según los requisitos de ISO
14001.
Desde su adquisición y a través de los años se produjo la reactivación de la planta de
alcohol, que incluyó tanto la modernización de los procesos como el aumento paulatino de
la producción, a la vez que se le dio suma importancia a la recuperación de anhídrido
carbónico licuado, factor fundamental para la eficiencia en la producción.
La planta procesa diariamente unas 200 Ton de cereal que permiten obtener 72.000 litros
de alcohol y 30 Ton de anhídrido carbónico.
El alcohol se obtiene fundamentalmente a partir de maíz; el cereal es molido hasta la
granulometría deseada, remojado con agua y cocido enzimáticamente. La etapa de cocción
produce la primera hidrólisis del almidón. Posteriormente en una cuba especial con pH y
temperatura controlados se adiciona enzima
para producir la sacarificación y completar la
hidrólisis del almidón.
El mosto así obtenido es trasvasado a cubas
de fermentación en la que se siembran
levaduras que convierten los azúcares en
alcohol y anhídrido carbónico. Una vez que se
completó la fermentación el mosto es
destilado; en este proceso se separan tres
fracciones: alcohol etílico de 96 grados, aceite
fusel y vinaza (fracción que contiene todos los
sólidos).
El alcohol obtenido, debido a su alta pureza,
es destinado a la elaboración de perfumes y
cosméticos y para la industria licorera que
requiere mantener inalterado el natural sabor
de sus productos.
El anhídrido carbónico es destinado a la
elaboración de aguas gaseosas, gracias también
a su elevada pureza y calidad.
Como subproductos se recuperan los sólidos
no fermentescibles destinados a la alimentación animal, contemplando los requerimientos
Internacionales para éste producto, con lo cuál se logra una excelente calidad.
Situación que motivó la mejora
En el proceso de fermentación las bacterias y levaduras pueden metabolizar compuestos
nitrogenados, provenientes de la materia prima y de la urea incorporada como nutriente en
esta etapa, liberando óxidos de nitrógeno como metabolitos.
Esos óxidos de nitrógeno contaminan el anhídrido carbónico limitando la posibilidad de su
recuperación. Los controles y maniobras requeridos para mantener el proceso bajo control
y asegurar la calidad del anhídrido carbónico recuperado, dependían de una importante
cantidad de tiempo de los operadores en esta etapa del proceso.
Acciones para la mejora
Se instaló una planta de tratamiento de anhídrido carbónico con permanganato de potasio,
con el objetivo de eliminar la presencia de óxidos de nitrógeno y así independizar la
recuperación del anhídrido carbónico de las variaciones en la materia prima y sus posibles
contaminantes y del funcionamiento de la fermentación.
El proceso de tratamiento consiste en hacer burbujear el CO2 en una solución de
permanganato de potasio (KMnO4) y carbonato de sodio (Na2CO3). El permanganato
oxida las impurezas y se reduce a dióxido de manganeso (MnO2); el carbonato de sodio se
agrega para regular el pH de la solución. Cuando se agota la solución de KMnO4, debe ser
recambiada.
El CO2 purificado pasa por una torre lavadora para eliminar trazas de KMnO4 y luego por
un deshumidificador para eliminar arrastres de agua a la etapa siguiente.
La instalación se completa con el equipamiento para la preparación de las soluciones y el
equipamiento para la neutralización y filtrado del KMnO4 agotado.
El subproceso de neutralización y filtrado del KMnO4 implica la recuperación de agua para
la preparación de una nueva solución y la obtención de un residuo sólidos (dióxido de
manganeso) que se vende como colorante para cerámicos.
Esquema básico del proceso de tratamiento de anhídrido carbónico quedó conformado
como se indica en el esquema:
Torre
Lavadora 2
Torres de
Permanganato
Compresores
Frick
Torres de
Carbón
Activado
Booster
Torres de
Alúmina
La nueva instalación, que se puso en marcha en noviembre de 2008, tiene una capacidad de
proceso de 2000 Kg. de gas carbónico por hora.
Resultados
La nueva instalación permite utilizar materias primas con altos contenidos de nitratos y
recuperar el CO2 aún en condiciones de contaminación con óxidos de nitrógeno en cubas.
Esto implica un aumento de recuperación de aproximadamente 29 % de anhídrido
carbónico con respecto a la instalación previa.
Adicionalmente se logró reducir significativamente la necesidad de control de presencia de
óxidos de nitrógenos en todas las etapas de elaboración, lo que implica un ahorro en el
tiempo utilizado por los operarios de la planta en esta tarea (de un 20 % del turno de
trabajo a un 4 %).
Recuperación de CO2
10000
9000
9300
7000
6000
7200
5000
4000
3000
2000
1000
0
1
2008
2
2009 (estimado)
Tiempo requerido para controlar la operación
120
Horas mensuales de control
CO2 recuperado (Ton)
8000
100
108
80
60
40
20
6,25
0
1
2008
2
2009
Beneficios ambientales
La mejora en el proceso implica que se dejan de emitir aproximadamente 2000 Ton anuales
de CO2 a la atmosfera, con un mayor aprovechamiento de los materiales.
Este proyecto está asociado al plan de gestión ambiental del Complejo y representa la
eliminación de un impacto ambiental significativo.
Beneficios económicos
Considerando el periodo de 12 meses desde que se puso en marcha la mejora, el beneficio
económico es el detallado en la tabla incluida mas abajo. Obviamente en periodos sucesivos
el beneficio económico será mayor ya que no se debe considerar la inversión en equipos.
Beneficio anual
para el año en que se
realizó la inversión
($)
CO2 recuperado
854.000
Nueva instalación para el tratamiento de CO2 con
permanganato de potasio (U$S 140.000)
Costo operativo de la nueva etapa ($ 11,7/Ton CO2)
- 560.000
TOTAL
- 108.000
186.000
Trabajo realizado por personal de planta, liderado por Ricardo Sianca, Jefe de Ingeniería de Procesos y
Mejoras del Complejo San Pedro
Te: 03329 428318
e mail [email protected]