Tratamiento de la Meladura: Sulfitacin y Clarificacin Javier Martnez, Mileinys Miranda, Katherine Pugliese, Cristian SaavedraPrograma de Ingeniera Qumica, Universidad del AtlnticoEntregado 14 Octubre de 2015, Sexto Informe de Diseo de Planta

El proceso de clarificacin de meladura se efecta con el propsito de eliminar las trazas de slidos suspendidos en la meladura y obtener un material ms claro y brillante. La meladura pasa por un proceso de sulfitacin con el objetivo de remover color y posteriormente es enviada a la clarificacin. Este es un proceso donde se le adiciona a la meladura cido Fosfrico, Cal, y floculante para coagular y remover las impurezas.

PROCESO DE SULFITACION DE LA MELADURA.

HORNOS QUEMADORES DE AZUFRE

En el proceso de quema de azufre solido se utiliza un horno rotatorio compuesto de un cilindro horizontal, de acero, con extremos en forma de cono, de hierro colado, diseado de tal modo que se le puede impartir un lento movimiento de rotacin alrededor de su eje horizontal al igual que en la etapa de Sulfitacin del jugo diluido. Por ende, se utilizara las mismas dimensiones del horno quemador de azufre anteriormente descrito.

Figura 1. Horno rotatorio.

Tabla 1. Configuracin y dimensiones de hornos quemadores de azufre

Magnitud

Configuracin del hornoHorno rotatorio (cilndrico)

MateriaAcero

Velocidad 5 r.p.m

OrientacinHorizontal, ngulo menor de 10

Dimetro 1,05 m

Longitud3,25 m

Temperatura de operacinMayor a 250 C

TORRE DE SULFITACIN

Los aparatos de Sulfitacin pueden tener muchas formas dependiendo si esta se hace por tandas, continua y de acuerdo con la temperatura. Como en el caso anterior se trabajara una torre de Sulfitacin bajo las dimensiones mostradas en la Tabla 2. Teniendo en cuenta el flujo de meladura y el flujo de azufre entrante en la torre.

Tabla 2. Configuracin y dimensiones de una torre de SulfitacinMagnitud

Temperatura del azufre calentado250C

Produccin de azufre2217 Kcal/Kg

Configuracin de la torre de sulfitacinTanque alto y cilindrico

Orientacin de la torre de sulfitacinVertical

Dimetro de la torre1,20 m

Altura de la torre4,5 m

Nmero de parrillas 30

Flujo de azufre que entra a la torre1500 Lb/hr

Dimensiones de las parrillas2x4 pies

Flujo de Meladura9.635 toneladas/h

Concentracin de la Meladura65.803 Brix

Temperatura de la meladura a la entrada50C

Temperatura de la meladura a la salida80 85C

CLARIFICACINPara hallar las dimensiones del clarificador (decantador) se procede a desarrollar los siguientes clculos. Volumen del clarificador

Donde

Altura mnima necesaria

Se utilizara una altura optima de 1,9 m pero generalmente el intervalo a trabajar es de 1,5 a 2 m

Superficie de un decantador

Superficie total

Fig 2.0 Decantador rpido SRI

Teniendo entonces el volumen y la superficie del decantador es posible hallar el dimetro, en este caso, es de 2, 6 m. con estos datos se toma un decantador tipo Clarificador Rpido SRI con las siguientes dimensiones. Tab 3.0 Dimensiones del Clarificador.DimensionesMagnitud

Volumen 10,4

Dimetro2,6 m

Altura1,9 m

En este etapa se le adiciona floculante, que consiste en la agrupacin de las partculas coaguladas y desestabilizadas inicamente para formar masas de mayor tamao (flculos) y peso molecular, las cuales por medio de la fuerza de gravedad sedimentan al fondo del clarificador produciendo un jugo claro. Lo anterior se consigue con el uso de una sustancia qumica denominada floculante que posee cargas inicas a lo largo de su estructura.

Tab 4.0 Caractersticas del floculanteCapacidad

Volumen del tanque de preparacin11

Flujo de floculante10 12 L/min

Cantidad de Floculante6 Kg

Volumen del agua11

Concentracin inicial0,2 %

Concentracin final0,05%

Consumo de floculante2,2 Kg/h

ENCALADO NOEH Deerr aconseja agregar lechada de cal a razn del 2 al 2.5% del peso de la meladura, es decir, 0.3 a 0.4% de cal viva; para un flujo de meladura de 9,635 T/h se le agregar 0,22 T/h de lechada de cal. En este proceso se adiciona 3,322 Kg/h cido fosfrico a la meladura slo para la elaboracin de azcares blancos, sustancia que permite blanquear el azcar. Para el mezclado de la meladura con la cal, se requieren dos tanques, uno donde se da el mezclado y otro donde se da el tiempo de contacto, como dicho tiempo es de aproximadamente dos horas, los tanques deben estar desfasados de tal forma que el flujo se mantenga. Para obtener el volumen de estos tanques se partir del flujo de meladura que deben contener durante el tiempo de contacto:

Para que el tanque no se quede corto en su capacidad, se har un 10% ms grande, por lo que el volumen del tanque ser:

Para la determinacin del dimetro y la altura del tanque, se har uso de la relacin dimetro altura recomendada por el manual del Ingeniero azucarero y la expresin de volumen de un cilindro:

Tab 4.0 Dimensiones del EncaladoDimensionesMagnitud

Volumen 18,27

Dimetro3,6 m

Altura1,8 m