Evaluar la posibilidad de implementación de tecnologías de generación de energía a través del bagazo de la caña de azúcar

como método de sustitución de fuentes de energía convencional y de esta manera contribuir a la reducción de emisión de gases

efecto invernadero

Esquema de la Escuela San Juan Bosco Cumbitara Nariño Aula No. 8

Aula No. 9

Aula No. 10

Restaurante Escolar

Baño No. 1

Baño No. 2

Baño No. 3

Baño No. 4

Baño No. 5

Baño No. 6

Aula No. 1 Aula No. 2 Sala de Profesores

Biblioteca Sala de informática

Aula No. 3 Aula No. 4

Aula No. 5

Aula No. 6

Aula No. 7

Sala múltiple de eventos

Cancha de microfútbol y baloncesto No.

1

Cancha de microfútbol y baloncesto No. 2

Cambios en las instalaciones Ventanas amplias (que permita el ingreso de luz natural) Ventana en la biblioteca Ventana en el restaurante en el área de la cocina Ventana en los comedores Sembrar un árbol ente en área del baño y el aula 4 Sembrar un árbol en el área de las canchas teniendo en cuenta el tamaño

para que en un futuro no traiga complicaciones en la obra En la sala de maestros es necesario repara una lámpara que presenta

inconsistencia

Como resultado se ha obtenido que el bagazo siempre tenga un valor de uso

mucho mayor como combustible directo en la generación de energía eléctrica y

térmica, que como materia prima para la producción de etanol mediante su

hidrólisis. Con ello se logra vender excedentes de electricidad a la red nacional, a

partir de esquemas eficientes de producción de azúcar que aportan el bagazo

sobrante necesario, y de eficientes esquemas de cogeneración que deberán

concluir con la gasificación del bagazo y la generación en ciclos combinados.

Además, se podrán obtener ganancias por la venta de créditos de carbono por la

reducción en la emisión de gases contaminantes y de efecto invernadero.

FUENTES DE PRODUCCION

DE NERGIA POR BIOMASA

APARTIR DE LA CAÑA DE

AZUCAR

¡Ojo! No solo azúcar

y bioetanol, ahora también se

puede utilizar esta materia

prima para la producción de

biodiesel mediante la

utilización de

microorganismos modificados genéticamente.

El bagazo es el residuo lignocelulósico fibroso remanente de los tallos de caña, obtenido a

la salida del último molino del tándem azucarero, constituyendo un conjunto heterogéneo

de partículas de diferentes tamaños que oscilan entre 1 y 25 mm, presentando una

fracción promedio de aproximadamente 20 mm. Desde el punto de vista físico, el bagazo

integral se compone de 45% de fibra, 2-3% de sólidos insolubles, 2-3% de sólidos

solubles y 50% de humedad, mientras que desde el punto de vista químico, se compone

de 46,6% de celulosa, 25,2% de hemicelulosas (pentosanos) y 20,7% de lignina. Las

hemicelulosas abarcan un conjunto de polisacáridos diferentes, cuya composición tiene

como características comunes: solubilidad en solventes, reactividad frente a los ácidos y

descomposición en azúcares y furfural. Estas propiedades las diferencian, analíticamente,

del resto de los componentes químicos del bagazo. La lignina, tercer componente en

importancia cuantitativa del bagazo, entre 20 y 22%, representa un conjunto de

polímeros amorfos, reticulares, de altos pesos moleculares y naturaleza eminentemente

fenólica.

LA PRODUCCION DE CAÑA EN COLOMBIA

Según estudios y proyecciones del gremio, la producción de azúcar al cierre

del año podría estar en el orden de 2,4 millones de toneladas, lo que representa un

incremento de 12% frente a 2013, pues solo en el primer semestre se superaron las 1,06

millones de toneladas. En cuanto a

etanol, hasta el momento se

contabilizan 200 millones de litros,

una cifra que se duplicaría a

diciembre. Según Londoño esta

variación es más “un efecto

estadístico real pues 2013 fue un año

de baja producción”.

¿Cuántas hectáreas están cultivadas en Colombia de caña de azúcar? En el Valle geográfico del Río Cauca se cultivan 230.000

hectáreas de caña de azúcar.

PROCESODE DE LA CAÑA PARA LA OBTENCION DE AZUCAR Y EL BAGAZO

1La caña que llega del campo se muestrea con el propósito de conocer su calidad,

luego se pesa y se almacena en los patios o se dispone en las mesas de caña, para ser

llevada al molino por los conductores de caña.

2 En su camino hacia el molino, la caña es preparada por una picadora y

una desfibradora que entregan la caña al molino con mejor índice de

preparación, para facilitar la extracción del jugo y mejorar la eficiencia de la misma.

3 La caña preparada llega al molino donde se extrae el jugo para la posterior

elaboración de azúcar. La caña se muele en seis molinos de cuatro mazas, accionados

por motores eléctricos y variadores de velocidad. Los conductores llevan la caña

preparada a través de cada molino y extraen el jugo de la caña. Para lograr extraer la

mayor cantidad de sacarosa de la caña, al material que sale de cada molino se le adiciona

jugo o agua. A la salida del último molino, se obtiene bagazo con un bajo contenido de

sacarosa y de humedad.

4 Este bagazo con un bajo contenido de sacarosa, es utilizado en las calderas

especialmente diseñadas para consumir biomasa y el carbón se emplea como combustible

alterno. El vapor obtenido de las calderas, mueve la turbina de la desfibradora que

prepara la caña y los turbogeneradores que producen la energía eléctrica que requieren

la fábrica y los pozos profundos. Con la puesta en

marcha de la planta de cogeneración, se alcanzó un

mejor aprovechamiento de la capacidad energética de

los combustibles, logrando una mayor eficiencia de los

equipos instalados e incluyendo nuevos equipos de

última tecnología, para la producción eficiente de vapor

y generación de electricidad, requeridas en el

funcionamiento de las plantas de azúcar, alcohol

carburante y compost. Mediante la instalación de una

nueva caldera de alta presión (950 psig - 67 Bar) y

temperatura (955°F - 510°C) y dos turbogeneradores de 20 Mw, se logra satisfacer las

necesidades de consumo del Ingenio y cogenerar energía hacia la red pública. Esta

energía limpia, por ser generada con biomasa, sigue las directrices del Protocolo de

Kyoto, que favorece la preservación del medio ambiente, por la disminución de emisión

de toneladas de CO2 a la atmósfera, representados en la adquisición de

bonos verdes. Por esta razón, en Ingenio Providencia afirmamos que

“Iluminamos a Colombia con energía renovable”.

5 Planta de tratamiento de agua para las calderas

Esta planta envía agua a las calderas y a las torres de enfriamiento totalmente suavizada.

Una parte del agua tratada en esta planta es utilizada como agua de disolución en la

fermentación. De esta forma, el proceso no genera ningún efluente líquido.

6 Pesaje, sulfitación y alcalización

El jugo extraído en el molino se pesa para conocer la cantidad a procesar. Para blanquear

el jugo, éste se sulfita, luego se le añade cal para neutralizar su acidez y ayudar en la

separación de los sólidos presentes.

7 Calentamiento y Clarificación

Después de adicionarle cal, el jugo se calienta

para acelerar la separación de los sólidos no

azucares. Al jugo caliente se le adiciona

floculante y se envía a los clarificadores, donde

se logra la separación de los sólidos disueltos,

los que se precipitan formando un lodo que se

conoce como cachaza. El jugo que sale de los

clarificadores es limpio y brillante, se le conoce

como jugo clarificado y se envía a los

evaporadores.

8 Filtración y clarificación del jugo filtrado

La cachaza que se obtiene de los

clarificadores se envía a la estación de

filtración donde se prepara con bagacillo,

floculante y cal. Esta mezcla forma una torta

porosa en los filtros rotativos al vacío, donde

se le adiciona agua caliente y se le extrae la

mayor cantidad de sacarosa posible. La

materia sólida resultante de este proceso se

conduce a unas tolvas, donde se mezcla con

la ceniza que sale de las calderas. Esta mezcla

se envía a la planta de compost, donde se

mezcla con la vinaza que es el subproducto

de la fabricación de alcohol, formándose el

compost que es utilizado en el campo para la

adecuación de suelos pobres en materia orgánica.

9 Evaporación

El jugo clarificado posee un contenido alto de agua, que es indispensable retirar. Esto se

logra en la estación de evaporación, donde se recibe un jugo de aproximadamente 15°

Brix y se concentra hasta 65° Brix, dando como resultado la meladura o jarabe.

10Clarificación de meladura

De la meladura que sale de los evaporadores se separan los sólidos de los líquidos, para

obtener un material más claro y brillante. Esto se obtiene en la estación de clarificación

donde la meladura se sulfita, se mezcla con ácido fosfórico, cal y floculante, para luego

ser enviada al clarificador de meladura, donde se le inyecta aire en pequeñas partículas

que hacen flotar los sólidos en forma de espuma. Esta se retira y se mezcla con la

cachaza que sale de los clarificadores.

11 Cristalización

Este proceso se realiza en los tachos, donde el agua de la meladura clarificada se

evapora dando como resultado la cristalización de la sacarosa (azúcar). Esta cristalización

se puede observar en la masa, que es la mezcla de miel y cristales de azúcar.

12 Centrifugación

La masa de los tachos se

envía a las centrífugas, para

separar la miel de los cristales

de azúcar. Con el fin de

obtener azúcar más blanco,

dentro de la centrifuga se

aplica agua caliente para

eliminar los residuos de miel

en los cristales de azúcar. La

miel “A” se envía a unos

tanques de almacenamiento,

posteriormente, se utiliza en otro proceso de cristalización y centrifugación, donde se

obtiene la miel B, materia prima para la producción de alcohol.

13 Secado

El azúcar que se descarga de la centrifuga de”A” o primera, se envía a las secadoras para

eliminar el exceso de humedad.

Envase y Almacenamiento

El azúcar seca se envía a la estación de envase, se empaca en los diferentes

tipos de presentación con que se surten los mercados nacional e

internacional.

• Azúcar blanco

• Azúcar crudo

• Azúcar orgánica

• Melaza de caña y miel final

• Alcohol

• Abono compostado

• Energía eléctrica

GENERACIÓN DE ENERGÍA

Este es el funcionamiento la planta

de cogeneración de energía eléctrica

a partir de bagazo, un proyecto de

mecanismo de desarrollo limpio que

a partir del empleo racional y

eficiente de la energía, optimiza el

uso de los recursos energéticos que

provee la caña de azúcar, una

fuente importante de biomasa.

El proyecto comienza con el

mejoramiento del manejo térmico

de la planta mediante la instalación

de dos evaporadores y calentadores

para optimizar el consumo de vapor de baja presión, además de la motorización de los

molinos, picadoras de caña y ventiladores de las calderas existentes, con el propósito de

reservar el vapor disponible para la generación de energía. La planta de cogeneración de

energía tiene capacidad de generar 40 Megavatios (MW), para conseguirlo, fue necesario

instalar una caldera de alta presión con capacidad de 400.000 libras de vapor por hora,

dos turbogeneradores con capacidad de 20 MW. cada uno y una subestación de potencia

de 25 MVA para elevar el voltaje de 13.200 voltios a 115.000 voltios Además, la caldera

cuenta con un precipitador electrostático de alta eficiencia, que minimiza el impacto

ambiental al reducir las emisiones de gases efecto invernadero a la atmósfera, a menos

de 50 microgramos por metro cúbico. A la caldera llega el bagazo, que es un subproducto

de la molienda de caña de azúcar.

Allí sufre el proceso de combustión, que calienta el agua especialmente

preparada para producir el vapor de alta presión de 950 psig y de alta

temperatura, de 955 °F. Los gases producidos por la combustión del bagazo

dentro de la caldera, pasan a través de separadores ciclónicos que se

encargan de extraer las partículas gruesas de ceniza. Posteriormente, estos gases, que

aún tienen material particulado fino más liviano que el aire, van hacia el precipitador

electrostático, donde viajan lentamente a través de una serie de placas energizadas que

se encargan de atraparlas para finalmente emitir a la atmósfera, a través de la chimenea,

gases con menos de 50 microgramos por metro cúbico, lo que logra una combustión

limpia, amigable con el ambiente y a partir de un combustible renovable.

El vapor generado en la caldera es

posteriormente conducido a los

turbogeneradores, que son los

encargados de entregar el vapor a

diferentes procesos de la Fábrica,

como evaporación, cocción de

jugos y calentamiento de mieles

para la producción de alcohol

carburante. La energía mecánica

producida en la turbina de los

turbogeneradores se encarga de

entregar el movimiento al

generador a través de un reductor de velocidad. Éste, entrega la energía eléctrica

producida, suficiente para accionar los motores eléctricos de la fábrica, iluminar y

alimentar los sistemas de control y direccionar importantes excedentes de casi el 50% a

la red pública, que pueden ser suficientes para iluminar una ciudad de 400.000

habitantes. La energía que produce Ingenio Providencia, por ser generada a partir de un

combustible renovable como es el bagazo, es una energía limpia. Por eso decimos que

“Iluminamos a Colombia con energía renovable”.

“ILUMINEMOS A COLOMBIA CON ENERGIA RENOVABLE”

EL PLANETA TE LO AGRADECERA…