Revista Venezolana de Ciencia y Tecnologa de Alimentos. 1 (2): 113-126. Julio-Diciembre, 2010http://www.rvcta.orgISSN: 2218-4384 (versin en lnea) Asociacin RVCTA, 2010. RIF: J-29910863-4. Depsito Legal: ppi201002CA3536.Nota Tcnica

Sustitucin de combustible disel por gas licuado de petrleo en un

tostador de caf de la Torrefactora del Este en Cuba

Substitution of diesel fuel by liquefied petroleum gas in a coffee roaster from the East

Coffee Roasting Factory in Cuba

Jehannara Calle Domnguez1*, Jos Gandn Hernndez2

1Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia. Carretera al Guatao, km 3, La Lisa, Ciudad

de La Habana, Cuba, C. P. 19200. *Autora para correspondencia: yannara@iiia.edu.cu

2Instituto Superior Politcnico Jos Antonio Echeverra. Calle 114, N 11901, entre 119 y 129, Cujae,

Marianao, Ciudad de La Habana, Cuba. E-correo: gandon@quimica.cujae.edu.cu

Aceptado 18-Noviembre-2010

Resumen

El tema del uso racional de la energa y el cuidado del medio ambiente se ha convertido enuna preocupacin para dirigentes y tcnicos relacionados con la investigacin y los servicios, por elencarecimiento de los portadores energticos y el impacto medioambiental. Actualmente en Cuba, eltostado de caf se realiza utilizando disel como portador energtico, sin embargo, es conocido que anivel mundial se utilizan preferentemente combustibles gaseosos, tales como, el gas natural y gaslicuado de petrleo. En este trabajo se estudiaron algunos aspectos de factibilidad tcnica-econmicade sustitucin del combustible disel por gas licuado de petrleo en la Torrefactora del Este delGrupo Empresarial Cubacaf. Se realiz un balance de energa. Se calcul el volumen del tanquede almacenamiento requerido. Se obtuvo que la cantidad de gas licuado de petrleo necesaria sera de1240 L diarios con un gasto de 496 dlares. En relacin al aspecto ambiental, fue favorable, ya que sedejaran de emitir 383,8 kg de CO2 y 7,9 kg de SO2 por da; garantizndose una reduccin en lacantidad de emisiones a la atmsfera.

Palabras claves: uso racional de la energa, cuidado medio ambiental, tueste del caf, GLP.

RVCTA

114 Rev. Venez. Cienc. Tecnol. Aliment. 1(2):113-126.

Abstract

The theme of the rational use of energy and the environmental care has become a worry forleaders and technicians due to the increase in the price of energy carriers and the environmental impact.At present in Cuba, coffee roasting is done using diesel as energy carrier, however, is knownworldwide that are used preferably gaseous fuels, such as, natural gas and liquefied petroleumgas. In this work some aspects of techno-economic feasibility of replacement of the diesel fuel byliquefied petroleum gas in the East Coffee Roaster of the Cubacafe Group, were studied. An energybalance was performed. The storage tank volume required was calculated. It was found that the amountof liquefied petroleum gas required would be of 1240 L per day at an expense of US$ 496. In relationwith the environmental aspect, it was favorable, because 383.8 kg of CO2 and 7.9 kg of SO2 per daywould not be emitted; which guarantee an emissions reduction into the atmosphere.

Key words: coffee roasting, environmental care, LPG, rational use of energy.

INTRODUCCIN

El ahorro y uso racional de portadoresenergticos cada da reviste ms importancia,convirtindose para establecimientos industrialese instituciones de servicios, en un aspecto amaterializar mediante la aplicacin de medidasy soluciones concretas que al mismo tiemposean factibles y efectivas. En Cuba, bajo estecontexto emergi la Tecnologa de Gestin Totalde Eficiencia de la Energa (TGTEE), la cualmediante una serie de procedimientos yherramientas aplicados continuamente y basadosen el manejo de la calidad total, permiteestablecer nuevos hbitos en el control,diagnstico y uso de la energa, con miras alahorro, conservacin y reduccin de los costos(Nez-Jover et al., 2008).

El uso racional se vincula con laeficiencia, la que a su vez est muyrelacionada con la seleccin adecuada de losequipos y los portadores energticos. Por otrolado en los proyectos resulta determinante elanlisis del impacto ambiental de proceso quese estudia, ya que prcticamente en todos loscasos se produce emisin de contaminanteslquidos, slidos y atmosfricos (Alfaro yRodrguez, 1994). El uso de energas, menosagresivas y menos contaminantes del medio

ambiente es el principal tema que se ha venidotratando desde hace ya algn tiempo (AIGLP,2009). Es inters fundamental del estadocubano que se encamine el estudio de todoslos procesos industriales en este sentido yaque se ha demostrado que las emisiones de losgases de combustin como el dixido deazufre (SO2), el monxido de carbono (CO),los compuestos orgnicos voltiles (COVs),los xidos de nitrgeno (NOX), el dixido decarbono (CO2), el metano (CH4) y losclorofluorocarbonos (CFCs) principalmente,han venido incrementando la concentracin dematerial particulado (MP) en la atmsfera,adems son los principales contaminantesatmosfricos. Estos gases son los principalesresponsables del efecto invernadero e influyendirectamente en la respiracin de unaatmsfera contaminada, con efectossecundarios en la salud humana (CDPHE,2006). Adicionalmente, es de hacer notar que elcalentamiento global est ofreciendo una nuevadimensin en el futuro de la produccin de caf(Delgado-Assad, 2010) con escenarios nofavorables, desde el punto de vista del cultivo.En estudios recopilados por Silveira-Pinto(2009), enfocados en la produccin de caf enBrasil; el autor seala que en plantas tipo C3como el cafeto (Coffea arabica), las cuales pre-

sentan menor tolerancia que las tipo C4 a lasaltas temperaturas; cuando se exceden los 33C, en la fase de floracin, se transforman susbotones florales normales a botones floralesabortados (estrelinhas) ocasionando fallas enla polinizacin. Tambin destaca que a 40 C lafotosntesis es interrumpida, adems de plantearun escenario futuro de transferencia de loscultivos del sureste al sur del pas. Kufa (2010),por su parte, ha expresado que en frica no esraro observar un cafeto que se seca pordesrdenes fisiolgicos entre los crecimientosvegetativo y reproductivo, por efecto delcambio climtico.

Actualmente en Cuba, el proceso detostado de caf se lleva a cabo utilizandopetrleo combustible o disel como portadorenergtico (Medina et al., 2008); sin embargo,es bien conocido que a nivel mundial se usanpreferentemente combustibles gaseosos, talescomo el gas manufacturado y el gas licuado depetrleo (GLP). La utilizacin de este tipo decombustible adems de ventajosa desde elpunto de vista energtico y mucho msrecomendable desde el punto de vistamedioambiental, favorece la calidad delproducto final. Esto ltimo est determinadopor la naturaleza de los gases producidos y losresiduos de combustible que pudieran producirsepor ineficiencias de la reaccin de combustin.

En el pas existen 17 plantastorrefactoras donde se lleva a cabo el tueste delcaf que consume la poblacin y el que sedestina a la exportacin, a los servicioshoteleros y al turismo. Estas torrefactoras seencuentran ubicadas en los mismos vecindariosdonde la poblacin realiza todas sus actividadescotidianas, por lo que se precisa de unadetallada y eficiente labor por parte de lostrabajadores. Es con este fin que se realizanlabores de saneamiento en estos lugares,dirigidas principalmente a la preservacin de lasalud y el medio ambiente, haciendo principalnfasis en el control de emisiones que provocanun impacto ambiental no deseado. Miravet-Snchez et al. (2004) en un estudio de evalua-

Calle-Domnguez y Gandn-Hernndez 115

cin ambiental del Municipio Plaza de laRevolucin, en Cuba, consideraron como unade las fuentes principales de contaminacin poremisiones de gases a la atmsfera, laTorrefactora de Caf Piln.

El ahorro de la energa es el principaltema que se deriva del uso de este combustible,adems que est en relacin directa y nomenos importante a la cantidad de emisionescontaminantes que acompaan a lacombustin del disel. Es por ello que sedeben realizar estudios detallados quejustifiquen debidamente el empleo del mismoen las condiciones de trabajo. Medina et al.(2008) realizaron un estudio para determinar laestructura de consumo de portadoresenergticos en la Empresa Torrefactora de CafManuel Ascunce Domnech, ubicada en VillaClara, Cuba; adems de las potencialidades deahorro y el impacto sobre la calidad del aire delas emisiones de gases contaminantes de esaentidad, definiendo importantes acciones atomar para disminuir los consumos de energa ysugiriendo controles mensuales del consumo dedisel y medidas para disminuir afectacionesambientales.

La necesidad del uso de un combustiblenoble y menos agresivo, en este caso loscombustibles gaseosos, son preferentes ya queel contenido de impurezas es casi inexistente.Se utiliza en aquellos procesos que requierende un combustible limpio porque sucomposicin est prcticamente libre deazufre y sus compuestos. Los productos de sucombustin no generan residuos ni holln, comotampoco subproductos peligrosos para elmedio ambiente. Por otra parte tienen unpoder calorfico alto.

Utilizar disel combustible comoportador energtico tiene todos estosinconvenientes, sin dejar de mencionar quepuede afectar de manera considerable lacalidad del producto, ya que los gases decombustin interactan directamente con losgranos de caf en el proceso de tueste. Estetrabajo estuvo encaminado fundamentalmente

116

al estudio de la sustitucin del combustibledisel por un combustible gaseoso, en estecaso el GLP, para minimizar todos los riesgosanteriormente expuestos. Destacando que yase dispone de los quemadores para este tipo degas pero se carece de los elementos tcnicosnecesarios para su instalacin.

MATERIALES Y MTODOS

La torrefactora objeto de estudio fue laTorrefactora del Este, integrada al GrupoEmpresarial Cubacaf que se encuentraubicada en la calle Narciso Lpez entreTorroella y Final, Reparto Debeche, Municipiode Guanabacoa, Ciudad de La Habana, Cuba.

Descripcin del equipo

En esta experiencia se utiliz el mtododirecto de tostado en una tostadora de cafnatural de fabricacin espaola, marcaInnoenvas, modelo TNI-120, de dimensiones1900 x 3900 x 3280 mm, produccin 480 kg/h,capacidad 120 kg y potencia 11,5 kW (Fig. 1),con calentamiento del aire para el proceso,mediante la mezcla e intercambio de calordirecto con los gases de combustin. Eltostador est provisto de un conducto pordonde toda la masa de gases que se produce enesta operacin, es expulsada al exterior, medianteun extractor centrfugo. Estos gases son losproductos de la combustin del disel, gases delpropio caf que se liberan de los granos al sertostados y la masa de vapor de agua que seforma al extraerle humedad al grano. Debido alpoder contaminante de los mismos, antes de serexpulsados a la atmsfera son incineradosmediante un quemador acoplado a la chimeneadenominado quemador de humo (Fig. 2).

Balance de energa en el tostador.Clculos

Sobre la base de 53 tostadas diarias, serealizaron los clculos correspondientes. Se calcu-

Figura 1.- Tostador continuo (marcaInnoenvas, modelo TNI-120).

l la masa de combustible disel tcnicamentefundamentada para compararla con la masa realde combustible que se estima mediante losreportes diarios de consumo en la torrefactora,esto permiti conocer cunto se alejan losconsumos reales y calculados.

Con el propsito de calcular elconsumo de combustible necesario, para quese genere la cantidad de calor con el cual seproduce el tueste del grano de caf verde, seaplic un balance total de calor en el proceso(Chupakhin y Dormenko, 1986; Incropera yDeWitt, 1996).

El balance se expresa mediante lassiguientes ecuaciones:

Ecuacin (1):

Ecuacin (2)

Donde:Qt : calor total que se genera, kJQa : cantidad de calor necesario para calentar elaire, kJ

Calle-Domnguez y Gandn-Hernndez 117

Figura 2.- Esquema del funcionamiento del tostador.

Qp : cantidad de calor perdido, kJQpr : cantidad de calor que se utiliza en elproceso de secado del grano, kJQae : cantidad de calor que se utiliza enevaporar el agua, kJQe : cantidad de calor que se utiliza en elcalentamiento de los equipos, kJMcb : masa de combustible, kgVCIcb : valor calrico inferior del combustibledisel, kJ/kg

Cada cantidad de calor se calcul endependencia del proceso en cuestin.

Clculo del calor para calentar el aire(Qa)

Ecuacin (3)

Donde:

Ma : masa de aire, kgCpaire : calor especfico del aire, kJ/kg CTfa : temperatura final del aire, KTia : temperatura inicial del aire, K

En el proceso, como se explicanteriormente en la descripcin del mismo, setuvo en cuenta que el volumen de gases totalesque extrae la turbina (Vtb) no slo esta compuestopor aire, sino que tambin estn presentes losgases producto de la combustin y gases propiosdel caf que se forman por el tueste de losgranos. Por estas razones la ecuacin qued deesta manera:

Ecuacin (4)

Donde:Vtb : volumen total de gases que extrae laturbina, m3

118

Vg : volumen de los gases de combustin,m3

Vm : volumen de la merma, m3

a : densidad del aire, kg/m3

El volumen de los gases de combustin(Vg) se calcul por medio del siguienteprocedimiento:

Ecuacin (5)

Donde:Ni : cantidad de moles de cada componente,kmolXi : fraccin msica de cada componente, %MMi : masa molar de cada componente,kg/kmol

Se supuso combustin completa y sedividi para cada componente la cantidad demoles entre su densidad. La densidad () secalcul de la siguiente forma:

Ecuacin (6):

Donde:P : presin atmosfrica, PaR : constante de los gases, Pa m3/mol KT : temperatura, KMM : masa molar, kg/kmol

Mediante la suma de los volmenes decada componente, se obtuvo el volumen total delos gases por kg de combustible.

El volumen de la merma (Vm) se calculpor medio de la expresin siguiente:

Ecuacin (7)

Donde:Vae : volumen del agua evaporada, m

3

Vgc : volumen de los gases del caf, m3

Clculo de las prdidas de calor (Qp)

Se realizaron 10 mediciones detemperaturas de superficie en diferentes puntos,las cuales se promediaron y su valor promedioes el que se utiliz para los clculos. Adems semidieron las longitudes y los dimetros de losconductos, fornalla y el cuerpo del tostador. Enel caso del clculo de las prdidas de calor, laecuacin fue la siguiente:

Ecuacin (8)

Donde:ha : coeficiente de conveccin-radiacin, W/m

2

KA : rea de transferencia de calor, m2

Ts : temperatura de superficie, KTa : temperatura aire, K

En el caso de las tapas planas y cnicas,el coeficiente ha se calcul de la siguienteforma:

Ecuacin (9)

Donde:hc : coeficiente de conveccin, W/m

2 Khr : coeficiente de radiacin, W/m

2 K

Ecuacin (10)

Ecuacin (11):

Donde:

: emisividad

Para calcular el rea de transferencia delas tapas planas y cnicas se utilizaron lassiguientes ecuaciones:

Para las secciones planas:

Ecuacin (12)

Donde:A : rea de la seccin plana, m2

D : dimetro de la seccin en cuestin, m

Para las secciones cnicas:

Ecuacin (13)

Ecuacin (14)

Donde:A : rea lateral de la seccin cnica, m2

r : radio mayor, mr : radio menor, mh : altura, mS : distancia lateral, m.

Para calcular ha de las superficiescilndricas se utiliz la ecuacin siguiente:

Ecuacin (15):

Y el rea lateral del cilindro sedetermin segn:

Ecuacin (16)

Donde:ha : coeficiente de conveccin-radiacin enenvolturas cilndricas, W/(m2 K)D : dimetro del equipo en cuestin, mL : longitud del equipo en cuestin, m

Calle-Domnguez y Gandn-Hernndez 119

Clculo del calor utilizado en elproceso de secado del grano (Qpr)

Para calcular el calor del proceso seemple la siguiente ecuacin:

Ecuacin (17):

Donde:Mpr : cantidad de caf a procesar, kgCppr : calor especfico del caf, kJ/(kg C)Tfpr : temperatura final del proceso decalentamiento, KTipr : temperatura inicial del proceso decalentamiento, K

Para calcular el Cp del caf se utiliz lasiguiente ecuacin emprica (Earle, 1988):

Ecuacin (18):

Donde:Cp : calor especfico del caf, kJ/(kg C)Xw : fraccin msica de agua, %

Clculo del calor para evaporar elagua (Qae)

Para el clculo del calor para evaporar

el agua se emple el software SteamTabTM

Companion, versin 2.0 (ChemicaLogic

Corporation, Burlington, MA, USA). El calor

correspondiente a la evaporacin del agua se

calcul mediante la siguiente ecuacin:

Ecuacin (19)

Donde:Mae : masa de agua a evaporar, kgcf : calor latente o cambio de fase, kJ/kg

120

Clculo del calor para calentar losequipos (Qe)

Para el calentamiento de los equipos senecesita una determinada cantidad de calor, estase determin mediante la siguiente ecuacin:

Ecuacin (20)

Donde:Me : masa del equipo, kgCpe : calor especfico del material del equipo,kJ/(kg C)Tfe : temperatura final de calentamiento delequipo, KTie : temperatura inicial de calentamiento delequipo, K

Partiendo de que la masa de aire que seemplea en el proceso del tueste es muy grandeen comparacin con la estequiomtricamentenecesaria para la combustin, se consider queesta se desarrolla en condiciones de un 100 % deconversin y un 100 % de completamiento, esdecir, que todos los componentes elementalesdel disel C, H, S se convierten por la reaccinde oxidacin en CO2, SO2 y H2O y que noqueda combustible sin reaccionar.

Una vez calculada la cantidad total decombustible consumida en los tostadores y enlos quemadores de humo y sobre la base de lacomposicin elemental de este disel secalcularon los moles de cada componente.

A partir de los moles de cadacomponente elemental y considerando 100 %de conversin y 100 % de completamiento, secalcularon las cantidades que se forman deCO2, SO2 y H2O y que se emiten a laatmsfera.

Clculo del volumen del tanque dealmacenamiento o bala (bombona) de gas

En correspondencia con los objetivos deeste trabajo result necesario calcular el volu-

men de la bala de almacenamiento de GLP yque este fuese tal, que garantice el suministrodel combustible durante el tiempo requerido olo que es lo mismo una autonoma racional.Para ello se utiliz el procedimiento propuestoy la normativa empleada por Tecnicsuport(Plataforma de soporte informtico s.l., Lleida,Espaa).

Para el clculo se consider un sistemade evaporacin natural del GLP, es decir, queno se necesite de un evaporador auxiliar paralograr la generacin del GLP gaseoso que seutilizar para la combustin. La mismatemperatura del ambiente sera la responsablede provocar el cambio de fase del gas licuado.Para garantizar el suministro estable decombustible los clculos se realizaron paracondiciones extremas, esto es, cuando latemperatura ambiental sea de 20 C y que lasuperficie mojada del tanque, que es por dondese efectuar la transferencia de calor desde elexterior hacia el interior de la bala correspondaa un 20 % del llenado.

Para calcular el volumen del tanque dealmacenamiento se emplearon dos criterios:

Por vaporizacin; segn el consumo. Por autonoma; se toman 15 das.

Clculo por vaporizacin

Para calcular el volumen que ocupa elGLP primeramente es necesario conocer lasuperficie necesaria para garantizar losrequisitos de evaporacin en funcin del caudalde gas de consumo. Una vez calculada lasuperficie requerida, se debe consultar con elproveedor y escoger una bala cuyasdimensiones se correspondan con lasnecesidades, siempre y cuando proporcione lasuperficie mnima requerida.

La expresin para el clculo de lasuperficie necesaria para evaporar el GLP fue lasiguiente:

Ecuacin (21)

Donde:S : superficie necesaria para evaporar el GLP,m2

E : cantidad de GLP a evaporar, kgCe : calor especfico para la transformacin dellquido a gas (para GLP = 92 kcal/kg)QT : coeficiente de transferencia de calor, kcal/h m2 CC : coeficiente de llenado, %T : variacin de temperatura (T2 T1), CT1 : temperatura exterior, CT2 : temperatura de evaporizacin, C (parapresin de 1,5 kg/cm2).

Con el valor de la superficie se accedia las tablas correspondientes y se obtuvieron elvolumen del depsito y sus dimensiones.

Clculo por autonoma

Para el clculo de necesidades porautonoma se debi tener en cuenta que eldepsito garantizara el suministro por unperodo de 15 das y se cuantific cuantocombustible se consumira en ese perodo endependencia de las horas de trabajo diarias.

A partir del valor obtenido, se calcul elvolumen del depsito necesario para almacenarel combustible cuantificado. Para esto se tomen cuenta lo prescrito en la normativa: undepsito no debe sobrepasar el 85 % de sucapacidad (MITC, 2006) y no se debe vaciarpor debajo de un 20 % de la misma, por lo queel volumen til (Vu) considerado es del 65 %del volumen total geomtrico (Fig. 3).

La ecuacin para el clculo del volumentil fue:

Ecuacin (22)

Donde:

Calle-Domnguez y Gandn-Hernndez 121

Vu : volumen til, m3

Vt : volumen total geomtrico, m3

La carga til se calcul mediante lasiguiente expresin:

Ecuacin (23)

Donde:Cu : carga til, kg: densidad del gas en estado lquido, = 510kg/m3

Conociendo la carga til y la densidadse calcul el volumen total (VT) mediante lasiguiente ecuacin:

Ecuacin (24)

Donde:VT : volumen total de almacenamiento, m

3

Los volmenes calculados por ambasvas se compararon y se escogi el mayor. Coneste resultado se buscaron en el catlogo delfabricante, las caractersticas del depsito, cuyovolumen total fuese superior al calculado.

RESULTADOS Y DISCUSIN

Consumo de combustibles

En el Cuadro 1 se presentan lascantidades de combustibles consumidos,tcnicamente fundamentados. Como puedeapreciarse en el Cuadro 2, la cantidad decombustible disel consumido calculado (envolumen tcnicamente fundamentado) y elestimado por la fbrica se diferencian en un7,6 %, lo que representa un resultadoperfectamente explicable desde el punto de vistatcnico. La diferencia resulta aceptable si setiene en cuenta que los equipos tienen ms de

122

Figura 3.- Volumen til de una bala de gas.

Cuadro 1.- Cantidades de combustibles consumidos.

CombustiblesMasa tcnicamentefundamentada (kg)

Volumen tcnicamentefundamentado (L)

Disel 248,84 293,79GLP 229,13 422,20

Cuadro 2.- Relacin entre los consumos de disel estimados y calculados.

Consumo de la fbrica(L)

Consumo calculado(L)

Relacin % de diferencia

318 293,79 1,08 7,6

12 aos de explotacin y su rendimiento hadisminuido. Por otro lado, el controloperacional no es totalmente automatizado y nofue posible contabilizar el calor consumido enla produccin de los denominados gases delcaf, aunque se tienen referencias de que en eltostado, la mayor parte del calor se invierte enel calentamiento de los granos.

Como se observa en la Fig. 4 dondems se consumi calor fue en el calentamientodel aire pues su caudal es muy grande debidoa la necesidad de controlar la temperatura enlos tostadores para que no se produzca laincineracin de los granos. Del anlisis de la

Figura 4.- Distribucin de los consumos decalor para el disel (kJ).

misma se aprecia que la prdida de calor porconveccin-radiacin desde las superficies delos equipos y los conductos es prcticamenteinsignificante lo que demuestra la eficacia delaislamiento trmico utilizado. Medina et al.(2008) determinaron prdidas de calor en elproceso de tostado del caf, de la Torrefactora deCaf Manuel Ascunce Domnech, de Cuba; enel orden del 73 % e identificando que las mayoresprdidas se llevaron a cabo en la torre delquemador (53 %), por calor sensible de los gasesde combustin y en la cuna de enfriamiento (11%).

El resultado de la distribucin de losconsumos con GLP como se observa en la Fig. 5fue muy similar a la del disel, ya que losrequerimientos del proceso son los mismos conla utilizacin de cualquier combustible.

Figura 5.- Distribucin de los consumos decalor para el GLP (kJ).

El consumo de combustible disel en losquemadores de humo fue 1,9 veces menor alconsumo en los quemadores de los tostadores yse corresponde con los criterios de los tcnicosde la torrefactora (Fig. 6).

Como puede apreciarse en el Cuadro 3,los gastos diarios se diferencian en un 3,43 % yen primera instancia pudiera considerarse unadesventaja en contra del GLP, pero esto debetratarse con cuidado, pues los resultadossiempre estaran condicionados por lascaractersticas y propiedades de los combusti-

Calle-Domnguez y Gandn-Hernndez 123

Figura 6.- Consumo porcentual de disel de lostostadores y los quemadores de humo.

bles, que pueden variar en determinadosintervalos, as como el precio que tambinpuede estar sujeto a variaciones determinandoel costo. Por lo que es ms recomendable noinferir ventajas ni desventajas econmicas poreste motivo. El gasto de 496 dlares refiere a unconsumo total de GLP segn los clculos de1240 L diarios (673 kg diarios).

Cuadro 3.- Precio y gasto de los combustibles.

CombustiblePrecio del

combustible(US$/L)

Gasto(US$/da)

Disel 0,5131 479GLP 0,4005 496

Emisiones de gases y vapor

La cuantificacin de las cantidades degases y vapor emitidos a la atmsfera paraambos combustibles se muestran en las Figs. 7y 8.

En cuanto a la emisin de gasescontaminantes en los productos de combustin,se determin que el aporte ms significativo fueel del CO2; considerado uno de los principalesresponsables del efecto invernadero. Los resul-

124

Figura 7.- Masa de emisiones de gases y vapordebido a la combustin con disel.

Figura 8.- Masa de emisiones de gases y vapordebido a la combustin con GLP.

tados son ms ventajosos en cuanto a la cantidad

de CO2 cuando se utiliza GLP como

combustible, ofreciendo una reduccin de 383,8

kg por da en relacin al disel. Indudablemente

la ventaja principal estuvo relacionada con la no

presencia de los productos de la combustin del

azufre (SO2), cuando se consume GLP.

En el caso de la mayora de las

torrefactoras esto es muy importante, pues se

encuentran enclavadas en zonas urbanas

residenciales.

Tanque de almacenamiento de gas

Al comparar los volmenesdeterminados a travs de los clculos porvaporizacin y por autonoma (Cuadro 4), elmayor valor correspondi a un volumen dedepsito de 35 m3.

La Empresa de equipos industrialesQuintn Bandera, en Ciudad de La Habana,Cuba; fabrica y oferta recipientes horizontalespara GLP o balas de almacenamiento (bajo lamarca Regal), desde 1 m3 hasta 20 m3 decapacidad. Teniendo en cuenta el volumennecesario, se plantean las siguientes opciones:dos balas de 20 m3, cuatro de 10 m3 o siete de 5m3. El precio de estas variantes se muestra en elCuadro 5, y atendiendo a los precios y alespacio ocupado por estos recipientes, sepropone utilizar la variante de dos tanques de20 m3 de capacidad.

Cuadro 4.- Resultados de los clculos para la

bala de almacenamiento.

CriteriosVariables Por

vaporizacinPor

autonomaVolumen (m3) 28,10 35,00Superficie (m2) 67,84 82,80Carga til (kg) 11802 14700

Cuadro 5.- Relaciones entre la cantidad,

capacidad y precio de los recipientes.

Cantidad derecipientes

Capacidad(m3)

PrecioCUP

PrecioCUC

7 5 34851 415494 10 22098 768562 20 11894 52694

CUP: peso cubano nacional. CUC: pesoconvertible cubano.

CONCLUSIONES

La cantidad de combustible diselcalculada y la estimada por la fbricase diferencian en un 7,6 %.

El calentamiento del aire es la operacindonde ms se consume calor en elproceso de tostado.

Las prdidas de calor al medioambiente desde las superficies yconductos fue insignificante.

El consumo de disel en losquemadores de humo fue 1,9 vecesmenor al correspondiente a losquemadores de los tostadores.

El consumo total de GLP segn losclculos sera de 1240 L diarios (673 kgdiarios) con un gasto de 496 US$/da.

La utilizacin del GLP reducira laemisin de CO2 y evitara la emisinde compuestos del S al medio ambiente.

El volumen del depsito necesario paraalmacenar el combustible GLP seestim en 35 m3.

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