Optimization of cogeneration capacity by adding crop residues to bagasse in typical Peruvian sugar industry

• Autores: Gonzales Chávez, Salome, Castillo Anticona, Abraham, Solís Barrientos, Joel
• Formato: artículo
• Fecha de Publicación: 2019
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: Revista UNI - Tecnia
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:oai:revistas.uni.edu.pe:article/348
• Enlace del recurso: http://www.revistas.uni.edu.pe/index.php/tecnia/article/view/348
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: industria azucarera; Optimización; Residuos de Cosecha; Bagazo de Caña; Cogeneración

In this work, an energetic evaluation of appropriate mixture of cane harvest waste / sugarcane bagasse was carried out to improve the cogeneration capacity of both electricity and steam for the sugar production process in a typical Peruvian sugar industry. Peru has a tradition in the sugar industry characterized by its high sugarcane plantation productivity; However, the problem that persists to the present is the poor form of cane harvest (pre-burned cane in the field) and obsolescence technology used in cogeneration process.  The methodology begins with the mechanized harvesting in pilot area of cane plantation, followed by preparation and drying processes of harvest residues. Samples of waste are taken to laboratory for physicochemical and energetic characterization at different moisture conditions, obtaining calorific value and elemental content values. The appropriate waste / bagasse mixture that feeds the boiler was selected to proceed with the energy tests of Cogeneration Plant. As result, for an optimized fuel mixture, crop residues / bagasse in a volumetric ratio 1/4, the increase in steam production is achieved comparatively to combustion of bagasse alone. In electricity generated represents an increase from 13 to 18 MW, an increase in cogeneration efficiency of 22.5% and a reduction in cogeneration cost of 19%.  In this work, an energetic evaluation of appropriate mixture of cane harvest waste / sugarcane bagasse was carried out to improve the cogeneration capacity of both electricity and steam for the sugar production process in a typical Peruvian sugar industry. Peru has a tradition in the sugar industry characterized by its high sugarcane plantation productivity; However, the problem that persists to the present is the poor form of cane harvest (pre-burned cane in the field) and obsolescence technology used in cogeneration process.   The methodology begins with the mechanized harvesting in pilot area of cane plantation, followed by preparation and drying processes of harvest residues. Samples of waste are taken to laboratory for physicochemical and energetic characterization at different moisture conditions, obtaining calorific value and elemental content values. The appropriate waste / bagasse mixture that feeds the boiler was selected to proceed with the energy tests of Cogeneration Plant.  As result, for an optimized fuel mixture, crop residues / bagasse in a volumetric ratio 1/4, the increase in steam production is achieved comparatively to combustion of bagasse alone. In electricity generated represents an increase from 13 to 18 MW, an increase in cogeneration efficiency of 22.5% and a reduction in cogeneration cost of 19%.
En este trabajo se realizó la evaluación energética de la mezcla apropiada de residuos de cosecha/bagazo de caña de azúcar, para mejorar la capacidad cogeneradora tanto de electricidad como de vapor para el proceso de producción de azúcar en una industria azucarera típica peruana. El Perú posee tradición en la industria azucarera caracterizado por su alta productividad de plantación de caña; el problema actual es la deficiente forma de cosecha de caña (pre-quemado de caña en campo) y, la obsolescencia de tecnología utilizada en el proceso de cogeneración. La metodología inicia con la cosecha mecanizada en área piloto de plantación de caña, seguido de los procesos de preparación y secado de los residuos de cosecha. Muestras de residuos se llevan al laboratorio para su caracterización fisicoquímica y energética a diferentes condiciones de humedad, obteniendo ratios de poder calorífico y contenido elemental. Se seleccionó la mezcla adecuada de residuos/bagazo que alimenta a la caldera para luego proceder a las pruebas energéticas de la Planta de Cogeneración. Como resultados se tiene un combustible mezcla residuos/bagazo optimizado (comparativamente a bagazo solo), en razón que: maximiza la eficiencia energética, minimiza costos de cogeneración, mejora la disponibilidad de caldera y disminuye la polución ambiental. La mezcla objetivo se logra a proporción volumétrica 1 a 4 con la que se obtiene: incremento de la producción eléctrica de 13 a 18 MW, incremento de eficiencia energética en 22.5% y reducción del costo de cogeneración en 19%.