Proyecto de Prefactibilidad para un Proceso de Beneficiado ... lecho fluidizado de tipo surtidor y...

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    Proyecto de Prefactibilidad para un Proceso Proyecto de Prefactibilidad para un Proceso de Beneficiado en Seco de Variedades de Beneficiado en Seco de Variedades Amargas de Quinua, basado en la AplicaciAmargas de Quinua, basado en la Aplicacióón n de un Lecho Fluidizado de Tipo Surtidorde un Lecho Fluidizado de Tipo Surtidor

    (Tecnolog(Tecnologíías Ecolas Ecolóógicamente Sostenibles)gicamente Sostenibles)

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    IntroducciIntroduccióónn

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    Sólidos granulares

    dp [mm]

    ρs [Mg/m3]

    Geometría del lecho Flujo de alimentación

    [kg/ h] Dr

    [cm]

    H [cm]

    Escala Laboratorio

     Trigo16 4.1 1.4 15 9-21 Batch

     Trigo16 4.1 1.4 15 14 1.8-3.6

     Quinua15 2 1,4 7.44 5 Batch

     Trigo17 3.92 1.37 15.24 20.3-31.4 Batch

    Escala Piloto

     Trigo16 4.0 1.4 30 30-122 110-270

    Escala Industrial

     Arvejas16 6.7-7.5 1.4 61 214 1000-1700

     Lentejas16 4.4 - 61 214 1160

    Características de los Lechos Fluidizados a nivel Laboratorio, Piloto e Industrial

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    Diagrama de un Lecho Fluidizado

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    Objetivo GeneralObjetivo General • Contar con un Proyecto de Prefactibilidad

    para un proceso de beneficiado en seco de variedades amargas de quinua de zonas de Oruro y Potosí, basado en la aplicación de un lecho fluidizado de tipo surtidor y respaldado por investigación empírica en laboratorio y pruebas de campo en un prototipo piloto, bajo los principios de uso eficiente de energía y tecnologías limpias

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    Objetivos EspecObjetivos Especííficosficos

    • Línea Base • Prototipo laboratorio • Prototipo semicomercial piloto por lotes • Estudio de prefactibilidad técnica, financiera,

    ambiental, social y privada

    • Difusión resultados

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    Alcance de la PropuestaAlcance de la Propuesta

    • Prototipo piloto funcional • Prefactibilidad basada en un nuevo proceso

    de beneficiado en seco

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    MetodologMetodologíía de la investigacia de la investigacióónn

    • Diagnóstico situación actual (Línea base técnica, ambiental, económica y social)

    • Desarrollo teórico experimental en laboratorio

    • Desarrollo prototipo a nivel piloto • Elaboración proyecto de prefactibilidad

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    • Visita a empresas beneficiadoras – Quinua Boliviana del Sur (Salinas de Garci

    Mendoza)

    – Real Andina (Uyuni) • Llenado de encuesta

    – Entrevista a personal de la empresa – Observaciones

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    • Selección Variedades de Quinua • Identificación de variables

    – Geometría del Equipo • Diámetro reactor • Diámetro boquilla • Angulo sección cónica del reactor

    – Condiciones de Operación • Alto de lecho (carga) • Flujo de aire (velocidad lineal) • Caída de presión en el lecho fluidizado • Tiempo de procesamiento

    • Caracterización de Lecho

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    • Diseño Experimental Estadístico • Desaponificación de Muestras • Evaluación Calidad del Grano

    – Morfológica de los gránulos – Contenido de Proteína (Método AOAC) – Contenido de Saponina (Método

    Espectrofotométrico Vanillina – Acido sulfúrico, y Método de la Espuma)

    – Contenido de Lípidos (Método AOAC) • Análisis e interpretación de datos

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    • Diseño del prototipo piloto – Lotes (posibilidad continuo)

    • Construcción • Validación

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    Perfil de Propuesta

    • Elaborar un estudio de pre-factibilidad técnica, socioeconómica y ambiental para la implantación de un nuevo proceso a nivel industrial, basado en las características de dos industrias participantes y en la validación de los resultados de operación del prototipo semicomercial construido.

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    • Validación de resultados de prototipo semicomercial

    • Estudio de mercado y capacidad óptima de planta

    • Diseño de ingeniería • Evaluación de impacto ambiental • Evaluación financiera social y privada

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    ResultadosResultados Línea Base

    Empresas beneficiadoras de quinua: Quinua Boliviana del Sur y Real Andina

    • Aspectos técnicos • Aspectos ambientales • Aspectos económicos • Aspectos sociales

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    Aspectos Técnicos Quinua Boliviana del Sur Real Andina

    Materia prima Blanca 60 %, Pandela rosada 30 %, Amarilla 10 %, Roja (Pisanqalla)

    Blanca 50 %, Pandela rosada 40 %, Amarilla 10 %, Roja (Pisanqalla), Negra

    Capacidad de producción

    70 qq/d (Secado aire libre) 100 qq/d (Secado aire caliente)

    50 – 80 qq/d (Secado carpa solar)

    Etapas del proceso 14 etapas 9 etapas

    Consumo de agua 12 a 14 m3/ton 15 m3/ton

    Consumo de energía Energía mecánica 27 kWh/ton Energía mecánica 14 kWh/ton

    Control de calidad Materia prima contaminada Producto final de buena calidad (sensor óptico y clasificador magnético)

    Materia Prima clasificada Producto final requiere de una fase adicional de procesamiento (otra empresa)

    Etapa critica Despedregado Secado

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    Aspectos Ambientales Quinua Boliviana del Sur Real Andina

    Residuos sólidos 6qq/turno (Secado al aire libre) 8 qq/turno (Secado aire caliente)

    3 qq /turno

    Residuos líquidos Similar al volumen de agua usado

    Similar al volumen de agua usado

    Sistema de recolección de saponina en polvo

    Deficiente sistema de recolección

    Descarga directa

    Sistemas de tratamiento de los efluentes contaminados con saponina

    Descarga directa, sin tratamiento Descarga directa, sin tratamiento

    Recursos hídricos circundantes

    Salar de Thunupa, Vertiente Khora Khora

    Salar de Uyuni

    Flora y fauna predominantes

    Llamas, ovejas, vicuñas, thola, paja brava,

    Llamas, ovejas, vicuñas, thola, paja brava,

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    Aspectos Sociales y Económicos Quinua Boliviana del Sur Real Andina

    Vida útil de la empresa 20 años (8 años funcionamiento) 20 años (6 años de funcionamiento)

    Inversión 150 000 $US (Maquinaria) 10 000 $US (Terreno)

    Número de empleados 6 empleados, 3 eventuales 9 empleados, 4 eventuales

    Comunidades aledañas Achoco, Marcavinto, Siringani, Tocoroma

    Chacala, Colchani, Vinto K, Pulacayo

    Zonas de cultivo Salinas de Garai Mendoza, Llica, Uyuni

    Uyuni

    Zona de ubicación Salinas de Garci Mendoza/Urbana Uyuni/Urbana

    Grupos étnicos Aimaras Quechuas

    Actividad económica principal de la zona

    Producción Quinua Producción Quinua, Comercio Turismo

    Precio materia prima 730 Bs/qq 750 Bs/qq

    Precio producto final 3200 $US/ton, precio FOB Arica

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    C o rrid a N o .

    V arie d ad Q u in u a

    P ro ce n t. S ap o n in a P ro m e d io

    [% ]

    P o rce n t. P ro te ín a [% ]

    1 Q u i n u a R e a l B la n ca 0,27 10,49 2 Q u i n u a R o s a d a 0,84 13,58 3 Q u i n u a A m a ri l l a 0,35 10,08

    2 mm

    Caracterización Materia Prima

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    Desaponificación de la Quinua en función del tiempo

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    Corrida N° Variedad

    Diametro boquilla,

    mm Altura lecho,

    cm

    Diámetro de lecho,

    cm MASA, kg MASA

    residual, kg %

    perdidas F,

    L/min F/M,

    L/min-kg

    Porcentaje Saponina en

    grano, %

    Porcentaje proteina en

    grano, %

    1 Blanca Real 1.8 mm 12.5 cm 7.5 0.350 0.324 2.60% 33 94.3 0.006 13.46 2 Blanca Real 4 mm 7.5 cm 7.5 0.190 0.181 0.92% 69 363.2 0.128 12.21 3 Amarilla 4 mm 12.5 cm 20 1.450 1.373 7.68% 92 63.4 0.114 11.84 4 Blanca Real 4 mm 7.5 cm 20 0.440 0.420 1.96% 88 200.0 0.083 12.72 5 Blanca Real 4 mm 12.5 cm 20 1.450 1.380 7.00% 94 64.8 0.095 11.83 6 Blanca Real 4 mm 12.5 cm 7.5 0.350 0.317 3.31% 95 271.4 0.123 11.83 7 Amarilla 1.8 mm 12.5 cm 7.5 0.350 0.326 2.45% 32 91.4 0.006 12.27 8 Blanca Real 1.8 mm 12.5 cm 20 1.450 1.378 7.25% 33 22.8 0.091 10.47 9 Blanca Real 1.8 mm 7.5 cm 7.5 0.190 0.174 1.56% 30 157.9 0.006 8.81

    10 Blanca Real 4 mm 7.5 cm 7.5 0.190 0.180 0.95% 73 384.2 0.081 12.18 11 Amarilla 1.8 mm 7.5 cm 20 0.440 0.413 2.73% 25 56.8 0.133 12.21 12 Amarilla 1.8 mm 7.5 cm 7.5 0.190 0.178 1.24% 24 126.3 0.010 12.02 13 Blanca Real 1.8 mm 7.5 cm 20 0.440 0.421 1.94% 20 45.5 0.157 15.51 14 Amarilla 4 mm