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Caso práctico | Análisis industrial/etanol/FactoryTalk® Analytics™
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Productor de etanol optimiza la capacidad de producción

Un fabricante de energía agrícola aumenta la producción de etanol con la optimización del proceso de secador con control en bucle cerrado

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Vista aérea de otoño de una biorrefinería de etanol

Desafío: Maximizar la producción a la vez que se controlan los costos para satisfacer la dinámica del mercado

En Estados Unidos, la demanda de etanol para combustible sigue siendo constante, ya que cada vez más ciudades y estados adoptan políticas que fomentan o exigen el uso de etanol en la gasolina. La producción de etanol por molienda seca también produce granos destilados secos con solubles (DDGS) y granos destilados húmedos con solubles (WDGS), que se demandan como alimento para el ganado.

Por lo tanto, no es de extrañar que lo que comenzó como un comité de agricultores y empresarios interesados en construir una instalación de producción de etanol con valor agregado se convirtiera rápidamente en una planta de etanol a gran escala. La planta es capaz de moler 13 millones de bushels de maíz, producir 35 millones de galones de etanol y generar más de 170000 toneladas de granos húmedos y destilados secos al año.

Los mercados de rápido crecimiento de etanol, DDGS y WDGS significan que los fabricantes se enfrentan a una gran presión para maximizar la producción a la vez que controlan los costos. Dado que incluso las variables más pequeñas en el complejo proceso de producción pueden afectar el rendimiento, el tiempo de comercialización, los costos de operación y el margen de beneficio, los productores de etanol deben equilibrar constantemente la dinámica del mercado con las eficiencias operativas.

Fila de maíz – empresa de etanol
 

Solución: Desarrollo de capacidades con Rockwell Automation

Poco después de comenzar sus operaciones, el equipo visionario del fabricante comenzó a buscar maneras de maximizar la capacidad de producción y la eficiencia en su molino seco. Específicamente, el equipo quería aumentar la capacidad del secador, reducir los costos de energía, aumentar la humedad de DDGS (y el rendimiento) y aumentar la producción de etanol mediante una operación más estable de la columna de cerveza.

El equipo recurrió a Rockwell Automation, un líder reconocido en tecnología de control de procesos predictivo y soluciones ambientales para la industria del etanol, para implementar  FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™ para la optimización de procesos.

La solución de Rockwell Automation permitió a las empresas de etanol impulsar el rendimiento operacional hacia los objetivos empresariales deseados mientras  mantenían el cumplimiento normativo. Se combinaron potentes capacidades de modelado, control, monitoreo, análisis, visualización, almacenamiento e integración  para proporcionar soluciones específicas, ofreciendo un tiempo de amortización más rápido y un mayor valor acumulado que las soluciones alternativas.


"Los resultados que hemos logrado con Rockwell Automation han superado con creces nuestras expectativas… La solución de Rockwell Automation nos ha dado la ventaja que necesitamos para aumentar nuestra capacidad de producción, con una inversión adicional mínima en los equipos de la planta."

- Gerente de planta, fabricante de etanol


El fabricante de etanol trabajó primero con los ingenieros de software de Rockwell Automation para definir claramente los requisitos, aclarar las expectativas e identificar los beneficios anticipados. Los parámetros del proyecto incluían la optimización del evaporador, el secador y el oxidante térmico de la planta.

Rockwell Automation implementó su solución FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™ para optimizar el rendimiento del secador mediante la predicción y el control en bucle cerrado de la humedad. La solución utilizó un controlador multivariable y no lineal que se usó para generar y ejecutar la optimización dinámica y el control. Su control de procesos continuo pudo maximizar la producción del secador del fabricante de etanol 24 horas al día, siete días a la semana, para obtener el mayor rendimiento posible con la configuración actual de los equipos de la planta.

El controlador se diseñó para transferir la carga de secado del secador al evaporador. También se personalizó para reducir las pérdidas de calor de la temperatura de la caja caliente del oxidante térmico, lo que redujo la necesidad de gas natural. Controla la presión del cabezal de vapor de proceso del oxidante térmico y el evaporador de jarabe (incluidos los sólidos de jarabe y el consumo de vapor) en la columna de cerveza para gestionar y estabilizar la separación de la columna de cerveza con el vapor residual del evaporador. Rockwell Automation también personalizó la solución del fabricante de etanol para permitir una mayor humedad promedio de DDGS, lo que aumenta el rendimiento de DDGS.

Resultados: Aumento de la producción con reducción de energía

Como resultado de la implementación de FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™, el fabricante de etanol aumentó la producción en un 12 %. La solución también permitió a la planta reducir significativamente su consumo de energía, lo que resultó en un aumento del 9.9 % de la eficiencia energética.

Key Benefits
• 12% de aumento en la producción de etanol
• 12% de aumento en el throughput
• 9.9% de aumento en la eficiencia energética
• 3.3% de reducción en la desviación estándar de la humedad del secador
 

El fabricante de etanol logró estos beneficios significativos con una inversión adicional mínima en los equipos de la planta. El equipo estima que el valor total de la instalación es de más de USD 2,500,000 por año, en base a los valores marginales promedio de la industria y el costo del gas natural. Los impresionantes resultados del proyecto demuestran la cantidad significativa de capacidad oculta en los procesos de producción, disponible de inmediato con la solución de control de procesos adecuada.

Rendimiento del proceso, régimen de flujo, producción de etanol

Publicado 10 de julio de 2023

Temas: Analítica industrial Energía sustentabilidad Petróleo y gas Renewable Energy FactoryTalk Analytics
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