Elevación de la eficiencia energética en la Destilería “8 de Marzo” a partir del aprovechamiento de los residuales vinaza-cachaza

Abstract

La eficiencia energética de una empresa caracteriza la calidad de la relación entre el consumo de portadores y su nivel de actividad. Elevar la eficiencia energética supone encontrar la forma de gestionar y limitar el crecimiento del consumo, a partir de la utilización de tecnologías que requieren una menor cantidad de energía para conseguir el mismo rendimiento o realizar la misma función. La destilería “8 de marzo”, anexa a la Empresa Azucarera Urbano Noris en la provincia de Holguín, produce anualmente 100 000 hectolitros de alcohol. Para sostener esos niveles productivos consume alrededor de 2 523 290 litros de fuel oil y 818 916 kW/año del sistema electroenergético nacional. En ese período genera cerca de 270 000 m3 de vinaza, que junto a las cerca de 20 000 toneladas de cachaza procedentes del central constituyen residuos altamente contaminantes que provocan el mayor daño ambiental de la producción sucro alcoholera. Desde el punto de vista energético, estos residuos orgánicos tienen un alto potencial, cuyo aprovechamiento representa la mayor contribución a la sostenibilidad de estas producciones. La investigación se orientó hacia la obtención de una tecnología para la producción de energía con residuales vinaza-cachaza. La digestión anaerobia para la obtención de biogás se considera una alternativa viable, con antecedentes en la disminución de la carga contaminante de producciones pecuarias y residuales de algunas industrias en el país, pero limitada experiencia en su aplicación con fines energéticos. En la industria azucarera existen estudios de mezclas de residuos, pero solo dos instalaciones en funcionamiento. Se decidió emplear equipos de funcionamiento continuo para la producción de biogás, para lo cual se seleccionaron los reactores anaeróbicos de flujo ascendente (UASB, por sus siglas en inglés). Se estableció el pre-tratamiento de la Cachaza a partir del empleo simultáneo del tratamiento alcalino y térmico, aspecto sin precedente en la literatura especializada. Se diseñó una etapa de post-tratamiento para agotar los componentes contaminantes de los residuos e incrementar la producción específica de biogás, lo que constituye un aporte al diseño de instalaciones de este tipo en el país. La planta diseñada está compuesta por: dos tanques de recepción (uno para cada residuo) y un tanque de premezclado (pretratamiento), cinco reactores UASB (tres de tratamiento y dos de post-tratamiento). Esta propuesta constituye una variación de los diseños utilizados en Cuba hasta el momento. Los resultados evidencian la viabilidad técnica y económica de la instalación, y las potencialidades para cubrir totalmente la demanda de combustible fósil en la producción de alcohol

The energy efficiency of a company characterizes the quality of the relationship between the consumption of carriers and their level of activity. Raising energy efficiency means finding a way to manage and limit consumption growth, based on the use of technologies that require less energy to achieve the same performance or perform the same function. The “8 de Marzo” distillery, attached to the Urbano Noris Sugar Company in Holguín province, produces 100,000 hectoliters of alcohol annually. To sustain these production levels, it consumes around 2,523,290 liters of fuel oil and 818,916 kW / year from the national electrical energy system. During this period, it generates about 270,000 m3 of vinasse, which together with the nearly 20,000 tons of cachaça from the plant constitute highly polluting waste that causes the greatest environmental damage from sugar-alcohol production. From the energy point of view, these organic wastes have a high potential, the use of which represents the greatest contribution to the sustainability of these productions. The research was oriented towards obtaining a technology for the production of energy with residual vinasse-cachaça. Anaerobic digestion to obtain biogas is considered a viable alternative, with a history of reducing the pollutant load of livestock and residual productions of some industries in the country, but limited experience in its application for energy purposes. In the sugar industry there are studies of waste mixtures, but only two facilities are in operation. It was decided to use continuously operating equipment for biogas production, for which up-flow anaerobic reactors (UASB) were selected. The pre-treatment of Cachaça was established from the simultaneous use of alkaline and thermal treatment, an unprecedented aspect in the specialized literature. A post-treatment stage was designed to exhaust the polluting components of the waste and increase the specific production of biogas, which constitutes a contribution to the design of facilities of this type in the country. The designed plant is composed of: two reception tanks (one for each waste) and a premix tank (pre-treatment), five UASB reactors (three for treatment and two for post-treatment). This proposal constitutes a variation of the designs used in Cuba so far. The results show the technical and economic viability of the installation, and the potential to fully cover the demand for fossil fuel in the production of alcohol