Modelado en CDF de un horno de combustión piloncillero tipo cruzado

Abstract

El cultivo de la caña de azúcar dio origen a un sistema agroindustrial que ocupa un lugar preponderante y trascendente en la actividad económica y social de México. El piloncillo, es obtenido en pequeñas factorías rurales denominadas “trapiches”, procedente de la evaporación y cristalización de los jugos de la caña de azúcar, y es un producto natural que mantiene todos los nutrientes de la gramínea, se distingue por no incluir el proceso de refinación, y centrifugación, y por presentar un mínimo procesamiento y una mayor cantidad de constituyentes originales del jugo de caña de azúcar. La evaporación del jugo de caña se lleva a cabo en una paila contenida en un horno de combustión, alimentado por bagazo de caña de azúcar. La mayoría de los equipos utilizados en el proceso carecen de los requerimientos necesarios para proporcionar las características deseables del producto final, lo que hace que se dificulte su posicionamiento en el mercado, provocando baja demanda del producto comparado con el azúcar cristalizado. En el proceso tradicional de producción de piloncillo, se encuentra como inconveniente la existencia de pérdidas de energía en el horno de combustión ya que el mecanismo principal de transferencia de calor es llevado a cabo en las hornillas paneleras, en donde existen pérdidas por chimeneas, pérdidas por paredes y una ineficiencia térmica debido al material de construcción y al diseño mal empleado. La transferencia de energía calorífica es uno de los fenómenos de transporte primordiales en los procesos agroalimentarios que requiere un estudio y análisis importante, ya que la mayoría de las materias primas que se procesan están sujetas a degradación por altas temperaturas de operación. En este sentido, se propone la simulación y diseño de un horno de combustión tipo cruzado para la producción de piloncillo, con el objeto de mejorar la fase de combustión e incrementar la eficiencia térmica.