Evaluación y propuesta de rediseño del sistema de aire comprimido en la planta procesadora de pollo SRL Cargill, Costa Rica

Abstract

En los objetivos de Cargill, la búsqueda de la eficiencia energética de sus procesos es vital y en planta San Rafael, la gerencia está comprometida con lograrlo. Basado en los planes de ampliar y concentrar sus operaciones en la planta, es necesaria la evaluación y mejora de todos los sistemas y servicios industriales disponibles, entre ellos el aire comprimido. Primeramente, en este proyecto se realizó una evaluación general del sistema de aire comprimido desde su generación en el cuarto de compresores hasta los usuarios finales. Se contempló el uso y consumo del aire comprimido, así como la relación entre energía- producción, mediante un indicador de rendimiento. Además, se realizó la actualización de los planos de la red de tuberías contemplando las modificaciones recientes. Se determinó el consumo de cada equipo y área de la planta de forma teórica y en campo con ayuda del equipo de monitoreo SAM 4.0. El siguiente paso fue, a partir de la evaluación, recorridos de campos y análisis energético, determinar las oportunidades de mejora que impacten la eficiencia del sistema y ayuden a reducir los costos de operación. Se realizó una auditoría de fugas, la cual arrojó un flujo debido a fugas de 114 cfm y $9 000 en pérdidas anuales. Entre las fugas más destacadas se encuentran: la eliminación de usos inapropiados, la reducción de la presión y el aumento del volumen de almacenamiento de aire comprimido. Sumadas se tiene una oportunidad de ahorro de alrededor de $15 000. Seguidamente, se realizó el diseño de la red de aire comprimo en tubería de aluminio, ya que se determinó la afectación en el proceso productivo y la imposibilidad de ampliar la red. Se diseñaron dos propuestas cumpliendo los requisitos de demanda y un factor del 20% para las futuras ampliaciones. Mediante un estudio técnico y financiero en el cual se evaluaron cuatro cotizaciones presentadas por empresas del área, se determina la opción más rentable, con un monto de inversión de $66 000 y un periodo de retorno de 3,1 años, una TIR de 28,1% y un VAN de $55 000, asegurando la confiabilidad, eficiencia y seguridad de sistema de aire comprimido.

In the objectives of Cargill, the search for the energy efficiency of its processes is vital and in the San Rafael plant, management is committed to achieving it. Based on plans to expand and concentrate its operations in the plant, it is necessary to evaluate and improve all available industrial systems and services, including compressed air. First, a general evaluation of the compressed air system was developed from its generation in the compressor room to the end users. The use and consumption of compressed air was contemplated, as well as the relationship between energy-production, by means of a performance indicator. The updating of the plans of the pipe network was carried out contemplating the recent modifications. The consumption of each equipment and area of the plant was determined theoretically and in the field with the help of the SAM 4.0 monitoring team. The next step was from the evaluation, field trips and energy analysis to determine the opportunities for improvement that impact the efficiency of the system and help reduce operating costs. A leakage audit was conducted which showed a flow of leaks of 114 cfm and $ 9,000 in annual losses. The most outstanding are: the elimination of inappropriate uses, the reduction of pressure and the increase in the volume of storage of compressed air. Together you have a savings opportunity of around $ 15,000. Next, the design of the compressed air network in aluminum pipe was carried out, since the impact on the production process and the impossibility of expanding the network were determined. Two proposals were designed meeting the demand requirements and a factor of 20% for future expansions. Through a technical and financial study in which 4 quotes submitted by companies in the area were evaluated, the most profitable option is determined, with an investment amount of $ 66,000 and a return period of 3.1 years, an IRR of 28, 1% and a NPV of $ 55,000, ensuring the reliability, efficiency and safety of the compressed air system.