PRODUCCIÓN DE AZÚCAR
Cliente: British Sugar – York y Newark UK
Parámetros: Calentamiento de soluciones de zumo de azúcar sin refinar utilizando condensado y “pan vapours”.
INFORMACIÓN PREVIA
El aumento de la presión en los costes dentro de las industrias de producción de azúcar ha llevado a la necesidad de incrementar la eficiencia en los diversos procesos
térmicos que tienen lugar en las fábricas de azúcar. Los desechos de estos procesos eran, por tanto, reutilizados cuando era posible extraer y reutilizar tanta
energía como permitieran los procesos.
Muchos de los fluidos y vapores están contaminados y pueden presentar un grave problema de ensuciamiento al calentarlos. En la fábrica de British Sugar en York
se reutiliza el condensado para calentar el zumo de azúcar sin refinar inmediatamente después de demolerlo y procesarlo y su resultado es el ensuciamiento de los
circuitos de fluido de zumo, depositándose proteína y suciedad en su superficie.
En la fábrica de Newark necesitaban aumentar la producción en una fase del proceso que utiliza “Pan Vapours” de una etapa previa para calentar la solución de azúcar
mientras se mantiene el mismo tamaño básico de envoltura y se conecta con las conexiones de las tuberías existentes.
EL PROBLEMA DE DISEÑO
A causa de la tendencia de ensuciamiento del producto, a HRS se le propuso suministrar intercambiadores de calor de tubo corrugado para el calentamiento del zumo
sin refinar en York y posteriormente un condensador de “Pan Vapour” en Newark. La experiencia ha probado que la mejora en las tasas de transferencia de calor puede
ser significativa cuando se utilizan tubos corrugados, pero British Sugar estaba más interesada en este caso en reducir los costes de mantenimiento minimizando
el tamaño de los intercambiadores y si era posible, reduciendo el tiempo de limpieza. Las unidades tuvieron que diseñarse para que encajasen en las instalaciones
existentes, respetando los centros de conexión y las posiciones.
LA SOLUCIÓN
Debido a la posible contaminación del zumo de azúcar con partículas sólidas y fibras en la fase del proceso donde se utilizan las unidades de HRS Spiratube, se
decidió usar tubos de 25 mm corrugados “hard” en intercambiadores de calor de placas fijos montados verticalmente.
Durante varias campañas se descubrió que los tubos corrugados proporcionaban una mejora en el pronóstico originario de transferencia de calor. La tasa de ensuciamiento,
debido a que es esencialmente un proceso químico que no depende de la temperatura de la pared del tubo ni de la turbulencia del fluido, es la misma que la de los
calentadores de placas, pero está probado que es más fácil de quitar de la superficie del tubo. El proceso de limpieza usado por British Sugar utiliza un chorro
de agua a alta presión para quitar la capa de ensuciamiento de la superficie del tubo y expulsarla del intercambiador de calor. Debido a la alta turbulencia generada
por el tubo corrugado, la película de suciedad que se forma en el tubo es discontinua, las corrugaciones permanecen limpias incluso cuando las restantes superficies
del tubo se ensucian rápidamente. Esto permite al chorro de agua limpiar la capa de suciedad más fácilmente que con las unidades de tubo liso.
PRUEBAS
A causa de la variabilidad de las soluciones de azúcar durante las etapas del proceso, British Sugar suministró instalaciones en la fábrica de York para que HRS
Spiratube llevara a cabo pruebas de transferencia de calor con diferentes formas de corrugación utilizando distintos productos de azúcar.
Los resultados de las pruebas ilustran que fue alcanzada una mejora significativa en la transferencia de calor durante los diferentes pasos del proceso de producción
al usar tubos corrugados en sus distintas formas.