Application of process integration techniques in sugar industry by-product plants

• Sheila Pérez Cedeño ^[1] ; Lourdes Zumalacárregui de Cárdenas ^[1] ; Osney Pérez Ones ^[1] ; Arletis Cruz Llerena ^[2]
  1. [1] Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría

     Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría

     Cuba

     
  2. [2] Instituto Cubano de Investigaciones de Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA), Cuba
• Localización: Ingeniería y universidad, ISSN 0123-2126, Vol. 30, Nº 0, 2026
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Aplicación de técnicas de integración de procesos en plantas de derivados de la industria azucarera
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• Resumen
  • español

    Objetivo: las plantas de producción de etanol y obtención de CO. en la empresa de derivados presentan altos consumos de energía. Esto implica un bajo rendimiento económico de los procesos, por lo que requiere aplicar esquemas de integración energética empleando la tecnología Pinch. Materiales y métodos: se analizaron dos escenarios: la planta de etanol (Caso A) y la combinación de plantas de etanol y CO₂ (Caso B). Utilizando Aspen Energy Analyzer, se diseñaron nuevas con guraciones de redes de intercambio de calor basadas en los requerimientos mínimos de energía. Se evaluaron alternativas que aprovechan recursos energéticos disponibles para reducir el uso de servicios auxiliares. Resultados y discusión: las alternativas representan ahorros desde un 24 % hasta 78 % en relación con los gastos actuales de servicios auxiliares. La sustitución del servicio de calentamiento por vinaza resultó ser la opción más rentable, con un ahorro anual estimado de 1 252 120 USD. Conclusión: la aplicación del análisis Pinch permitió proponer tres estrategias de mejora: uso de vinaza como fuente de calor, integración de corrientes calientes y frías entre procesos y optimización del uso actual de servicios auxiliares.

    Las alternativas diseñadas son transferibles a otras industrias que enfrentan desafíos similares de eciencia energética.

  • English

    Objective: The facilities for the production of ethanol and CO2 in the byproduct company have a high level of energy consumption. This implies a low economic performance of the processes and therefore requires the implementation of energy integration schemes using Pinch technology. Materials and Methods: Two cases were analyzed: the independent ethanol production plant (Case A) and the combination of ethanol/CO2 plants (Case B). New configurations for the current exchange networks were determined based on the minimum energy requirements of the process using the Aspen Energy Analyzer software. Alternatives that decrease utility consumption were proposed based on available energy resources and program tools. An economic evaluation of the proposed designs was performed. Results and Discussion: The alternatives represent savings from 24% to 78%. It was determined that the incorporation of stillage to replace the current heating utility is the most economically feasible investment with a savings of $1,252,120 USD/year. Conclusion: The application of Pinch analysis allowed for new configurations of heat exchange networks that represent a greater commitment to optimal designs.