Lavado de pasta marrón: más productividad, menos consumo

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Marcelo Pereira
Sales Manager
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Mediciones de líquidos

 

Vaisala Refractómetro de proceso (PR-23-SD Safe Drive™) 

Toda la familia de refractómetros Vaisala ofrece una estructura dedicada, con técnicos certificados para entrenamientos, servicios y además de un stock especializado; así como ofrecemos toda la asistencia y soporte local necesario. 


Veremos como un refractómetro puede ayudar en el control y optimización del lavado de pasta marrón en las plantas de celulosa (ya consolidado en las aplicaciones de evaporación, tanto en la entrada, los efectos intermedios y en la salida de la evaporación), en la línea de licor negro para la quema en la caldera con el sistema DD23 (diseñado para evitar cualquier variación que indique una baja concentración de sólidos) y también en las líneas de transferencia, leyendo y monitoreando la densidad del licor verde.

En resumen, para la optimización del lavado de la pulpa marrón con el refractómetro PR-23-SD SAFE DRIVE™ tenemos:


-    Mediciones confiables, continuas y precisas de solidos totales disueltos para un mejor control y optimización de las etapas del lavado.  
-    Mejora la economía y desempeño ambiental del lavado y de todo el proceso.

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El lavado de pasta marrón afecta la economía y la carga ambiental de la fábrica. De esta forma, la propuesta sería:

-  Remover los compuestos orgánicos e inorgánicos disueltos en la pulpa (pasta).
-  Siendo que la fracción orgánica es la fuente de energía para la caldera de recuperación en la quema del licor negro.  
-  Los compuestos inorgánicos se utilizan para la regeneración de productos químicos para la producción del licor blanco.


Cúales serían entonces los resultados:

-    Una línea de lavado eficiente que remueve el máximo posible sólidos disueltos, usando la menor cantidad de agua o licor de lavado. 
-   Mejora de calidad de la pulpa y dos procesos subsecuentes (blanqueamiento, tratamiento de aguas residuales), además de un menor consumo de productos químicos.
-    Menor consumo de agua (menor necesidad de energía para la evaporación = menos vapor).
 

Uso de Agua de lavado frente a costos

En el gráfico de abajo se demuestra de forma clara, lo que se busca en el proceso de lavado: El punto óptimo de costo operativo.

  • El punto óptimo de costo operativo.
  • En la línea azul, tenemos los productos químicos (blanqueo).
  • En la línea negra, los costos de evaporación.
  • En la línea roja, el costo operativo.

Cuando el lavado es insuficiente o ineficiente, se sobrecarga el uso de productos químicos, aumentando así el costo operativo. Al mismo tiempo, cuando el lavado se realiza adecuadamente, hay un alto consumo de agua, pero un menor costo de productos químicos. El uso del refractómetro es una herramienta clave para alcanzar el punto óptimo del costo operativo.

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Costos

 

Midiendo la eficiencia del lavado

 

Tradicionalmente, la eficiencia del lavado se controla mediante el factor de dilución y la pérdida de lavado.  

El factor de dilución (FD) indica la cantidad de agua añadida en el proceso de dilución del licor negro (m³/Adt de masa).  

La pérdida de lavado es la cantidad de sólidos que podrían haberse eliminado de la pulpa durante el lavado y se mide a través de:  

- Sólidos totales disueltos  
- Pérdidas de sodio (sosa)  
- Conductividad  
- Demanda química de oxígeno (DQO)  
- Carbono orgánico total (COT)  

 

Mediciones de pérdida del lavado

La figura de abajo es importante porque demuestra lo que es imprescindible para llegar al objetivo final del lavado de forma eficaz:

-    Monitorear y optimizar la eficiencia del lavado con mediciones precisas, continuas, confiables en tiempo real las pérdidas durante el proceso. 
-    Las mediciones reales de pérdida deben considerar la fracción orgánica e inorgánica, disuelta en el licor.

Los sólidos orgánicos se miden por DQO y TOC. Y los inorgánicos se miden por conductividad. Ninguna de las dos alternativas muestra la cantidad de sólidos totales. Solo con el uso del refractómetro tenemos condiciones de calcular los valores de los sólidos totales disueltos divididos como orgánicos e inorgánicos.

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Mediciones

 

Mediciones de sólidos totales disueltos en el lavado de la pasta marrón

El siguiente es un ejemplo de proceso que muestra desde la parte del digestor, hasta la salida de la pulpa para el blanqueado. En él se puede visualizar las diversas posibilidades de instalación de refractómetros (en rojo) y donde pueden ser utilizados promoviendo:

-   Monitoreo continuo de las etapas individuales del proceso
-   Mejor control de la operación 

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Lavado

 

Beneficios del control de la etapa de lavado (DD Washer)

En el lavador de abajo, DD WASHER, mostramos, en rojo, los principales puntos donde se deben instalar los refractómetros para un mejor control y optimización del lavado. De esta manera:

-   Se evita el consumo excesivo de agua 
-   Permite la optimización de los parámetros de lavado (por ejemplo, consistencia, FD)
-   Se tiene una mayor eficiencia de los evaporadores
-   Reduce el costo con blanqueamiento
-   Reduce el costo del tratamiento de efluentes generando mejora en el desempeño ambiental

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Etapas

 

El equipo indicado es el mismo que se utiliza en la evaporación, en el control del licor negro para quemar o incluso del licor verde, que indica los sólidos totales disueltos, siendo adecuado a todas las concentraciones. Es una medición en línea y en tiempo real y con respuestas inmediatas, siendo adecuado para el control. El montaje es simple y directo en la tubería. El equipo es robusto y sin partes móviles lo que reduce bastante la parte de mantenimiento. 

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PR-23-A Sanitary Process Refractometer

 

Reducción de costos en la evaporación y la planta de blanqueo

El gráfico muestra claramente, en términos de costo, la evaporación versus planta de blanqueado. Si hay un buen lavado con el menor consumo posible de agua, se tiene menos evaporación y, por consiguiente, menor necesidad del uso de productos químicos en el aclarado. Por eso es tan importante la optimización durante el proceso de lavado de la pasta marrón.  

 

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Gastos

 

Sugerencias de soluciones de las mediciones en línea 

Abajo tenemos un alcance de pre-estudio propuesto por Vaisala para cada tipo de lavado. Considerando que cada planta tiene su sistema y equipos, específicos a su necesidad, el estudio propone tres etapas para una mayor optimización del proceso:


1a Etapa 
Evaluación del control actual del sistema de lavado de pulpa marrón en la fábrica:
-   Se hacen evaluaciones de las mediciones existentes en línea, en línea y fuera de línea 
-   Y se determinan las áreas potenciales para la optimización

2a Etapa 
Toma de muestras y análisis: 
-   Muestreo en áreas seleccionadas del proceso 
-   Mediciones con el refractómetro de laboratorio Vaisala
-   Comparación con las prácticas de laboratorio del cliente
-   Determinación de puntos de instalación de medición en línea

3a Etapa
Propuesta para optimizar el lavado de pulpa marrón: 
-   Descripción de las necesidades específicas del cliente
-   Informe de campo completo con paquete de medición en línea recomendado 

 

Conclusión 

La inversión en refractómetros en el proceso de lavado de pasta marrón mediante la máxima eliminación de sólidos, proporciona:

-   Menor consumo de agua en el lavado
-   Mejora en el costo de evaporación
-   Menor consumo de energía 
-   La pulpa más clara con menor uso de químicos 
-   Mejora de la carga ambiental de la fábrica

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