Concentración de vinaza a escala piloto

Resumo

La vinaza generada en el proceso de producción de bioetanol en Tucumán se dispone principalmente en campos, por lo que el costo de transporte y almacenamiento se ve sensiblemente impactado por la disminución del volumen de ese subproducto mediante la concentración.
Utilizando una planta piloto con evaporador de películas descendente, se trabajó simulando individualmente cada etapa de un sistema de quíntuple efecto. Los experimentos fueron diseñados de manera que los resultados permitieran evaluar la factibilidad del proceso de concentración de vinaza y las principales variables a controlar, a los fines de simular un sistema de evaporación de múltiple efecto y determinar los coeficientes globales de transferencia de calor.
Los ensayos se completaron satisfactoriamente, aumentando la concentración total de la vinaza de 10º Bx hasta 35º Bx. La viscosidad no presentó problemas en los intervalos de concentración estudiados, siguiendo su valor un comportamiento polinómico según el efecto,de la forma μ = 0,145 (ef)³ - 0,8823 (ef)² + 1,3855 (ef) + 1,9219 [cP].
Se estableció un conjunto de condiciones térmicas para un sistema de cinco efectos, con un intervalo global de temperatura de evaporación que va desde los 105ºC para el primer efecto y de 60ºC para el último efecto, que posibilitan concentrar vinaza hasta 35º Bx. Para un importante conjunto de componentes químicos de la vinaza, se muestra la evolución en sus concentraciones de acuerdo al Bx y a la etapa del sistema de evaporación Así, para el caso del potasio, este toma la forma: 1,9118 (ef) + 129,98 [gr/L/ºbx]; mientras para el calcio: -1,22 (ef) + 21,8 [gr/L/ºbx]. El coeficiente global de transferencia de calor varía en función del efecto, dando un comportamiento cuadrático: - 27,497(ef)² – 147,91(ef) + 2499 [W/ºC/m²].

Abstract

Vinasse concentration at pilot scale

In Tucumán, the vinasse generated in the production of bioethanol is used mainly in the fields, so the cost of transportation and storage is significantly affected by the decrease in its volume through its concentration. Using a pilot plant falling film evaporator, each stage of a quintuple system was simulated individually. The tests were designed in such a way that the results made it possible to evaluate the viability of the stillage concentration process and the main variables to control. The tests were successfully completed as stipulated, increasing the total stillage concentration from approximately 10 ° Bx to approximately 35 ° Bx. Viscosity does not present any problem in the concentration ranges studied, its value follows a polynomial behavior according to the effect; μ = 0.145 (ef)³ - 0.8823 (ef)² + 1.3855 (ef) + 1.9219 [cP], where ef is the effect number. A set of thermal conditions was established for a multiple effects system, with an evaporation temperature of 105 ° C for the first effect and 60 °C for the laser effect. The changes in the concentrations of a significant number of chemical components of the vinasse were determined by analyzing the brix in each evaporation stage and chemical group. In the case of potassium, the concentration is as follows: 1.9118 (ef) + 129.98 [g / L / ºBx]; while for calcium: -1.22 (ef) + 21.8 [g / L / ºBx]. the global heat transfer coefficient changes with the effect number, showing a quadratic form: - 27.497 (ef)² - 147.91 (ef) + 2499 [W / ºC / m²]