Diseño de Un Plan de Fertilizantes Con Modelo de DIM

 

Introducción: Los fertilizantes son productos químicos que se administran a las plantas (o suelos) con la intención de aportar los tres principales nutrientes de las plantas Nitrógeno, Fósforo y Potasio. Para mejorar su crecimiento y desarrollo de su potencial genético.Durante el presente siglo, la revolución de la química y la expansión industrial han proporcionado la producción y la aparición en el mercado de un sinnúmero de sustancias químicas, las cuales a lo largo de su proceso de producción e introducción al mercado, van marcando diversos aspectos importantes. La planta de granulados del Diseño presentado en este trabajo, se encargara de producir fertilizantes granulados NPK así como fertilizantes NP con diversas proporciones de Nitrógeno, Fósforo y Potasio y DAP (Fosfato Diamónico). La producción de este tipo de fertilizantes utiliza como materia prima algunos de los compuestos producidos en la misma planta. Además el proceso presenta un gran rendimiento, debido a que existe un gran aprovechamiento de los insumos y productos intermediarios originados en el mismo. La planta const consta a de seis áreas principales: materia prima, preneutralización, lavado de gases, secado, cribado y molienda, enfriamiento y almacenamiento.

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Objetivos:

General Diseñar una planta de producción de fertilizantes granulados de forma eficiente, utilizando para este fin el modelo prescriptivo del proceso de diseño de Dym.

Específicos   Conocer las propiedades y características de las materias primas necesarias para llevar a cabo el proceso de producción.

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  Estudiar mediante los diagramas de flujo las distintas áreas en el proceso de los fertilizantes NPK,DAP, NP.

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  Identificar las reacciones químicas que se involucran durante el desarrollo del proceso.

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Antecedentes: Entre 1907 y 1909, el químico Fritz Haber investigó la posibilidad de utilizar la reacción entre el nitrógeno y el hidrógeno atmosféricos para formar amoniaco, que a su vez se puede oxidar para obtener ácido nítrico. Después de la Primera Guerra Mundial, el proceso desarrollado por Haber-Bosch cambió el aspecto de la agricultura en el mundo. La disponibilidad de nitrógeno barato (más barato todavía en algunos casos gracias a los subsidios estatales) determinó que el aumento de la producción excediera con mucho el coste adicional de los fertilizantes; con 1,25 kg de nitrógeno por hectárea era posible aumentar en un 15 % la cosecha de arroz o trigo, y en un asombroso 75 % de papas. Los nutrientes primarios que son esenciales para el crecimiento de plantas saludables y la producción de alimentos son: el nitrógeno, el fósforo y el potasio. El primer fertilizante químico fue creado a principios del siglo 19 con superfosfato normal, hecho tratando huesos con ácido sulfúrico, de acuerdo con Soil Science Society of America Journal. En 1903, el nitrato de calcio, fuel primer fertilizante nitrogenado. No fue sino hasta el siglo 20 que el nitrato de amonio se convirtió en un importante fertilizante y finalmente, el líder de los fertilizantes. De acuerdo a Garden Guides, la producción moderna de fertilizantes químicos comenzó en 1842 cuando Sir John Lawes resumió un proceso de tratamiento de la roca de fosfato con ácido sulfúrico para producir superfosfato. Durante la década de 1960, los fertilizantes de fosfato de amonio, el más extensivamente utilizado hoy en día, ganó popularidad con el desarrollo mejorado de fabricación. El fertilizante de potasio o potasa, es derivado de ceniza y salitre de madera. En 1861, la industria del fertilizante de potasio se inició en Alemania. A través de los años, más depósitos fueron descubiertos en otras áreas, métodos reforzados de mejora de los recursos de calidad y cloruro de potasio de alto grado es el producto de hoy. En la década de 1950, la producción de fertilizantes ha cambiado para acomodar el uso de fertilizantes granulados. Los fertilizantes líquidos y secos a granel llegaron a ser populares para cumplir con la producción a gran escala de la industria de la agricultura.

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Modelo Prescriptivo del Proceso de Diseño de Dym (Consultoría) Este es el modelo más usado dentro del proceso de diseño de ingenieria en los proyectos de producción, sus principales características son la integración de dos fases de retroalimentación trasendentales, que involucran al cliente dentro del proceso de diseño, la verificación y la validación. Este modelo es la base del proceso de diseño que se detallará acontinuación.

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Planteamiento del Cliente: El señor Julio Vargas, se avocó a nuestra empresa Green Desing Partnership el 02 de julio de 2016, con el objetivo de crearle el diseño de una planta de fertilizantes granulados, para cubrir la demanda nacional, específicamente en la producción de fosfato diamónico  (DA), un fertilizante complejo (con los tres principales nutrientes) nitrógeno, fósforo y potacio (NPK) y el súper fosfato triple granulado (SFT), la planta debe utilizar el mismo tren de operación para la creación de los tres tipos de fertilizantes ya especificados. Tiene como meta 270 TM por día, dependiendo del tipo de fertilizante a producir. El diseño de la planta debe estar comprendido dentro de los parámetros de seguridad industrial, sin olvidar el flujo óptimo de la misma. El equipo y maquinaria involucrado en el proceso de producción debe manejarse con facilidad, de modo que los operadores no requieran de formación rigurosa para hacerlos funcionar. Se presentóla nuestro formato Recepción de Requerimientos Diseño, en ela cualleestipuló información quede requiere el diseño de la planta yde otros factores tomar en cuenta, quedando el formato de la siguiente forma.

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Definición del Problema: Ubicación de la Planta:  Don Julio nos propuso establecer la planta dentro del casco urbano, esto no puede ser posible debido a dos factores:   La fabricación de fertilizantes conlleva procesos de manipulación de materias que pueden producir gases o partículas que provoquen daños a la salud de la población aledaña al recinto.   Las dimensiones de lla a planta son demasia demasiado do grandes para establecerla dentro del casco urbano, por no decir imposible conseguir un terreno que reúna las características de tamaño requeridas por esta. Tomando en cuenta también la logística que con lleva el manejo del transporte de la materia prima en áreas urbanas.

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Vista del terreno donde se ubicará la planta. Aldea La Fragua, Zacapa, Zacapa.

Impacto Ambiental: Diseñar la planta de forma que ninguno de los materiales de desecho producidos atente directamente contra el medioambiente de la región. Tiempo Establecido:  Don Julio pidió el diseño completo en un tiempo de tres meses. Establecer las normas de seguridad industrial requeridas para este tipo de fábrica.

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Diseño Conceptual: Durante la primera visita del señor Julio Vargas, se realizó un esquema generalizado sobre las dimensiones de la planta y de las áreas dentro de esta, para su posterior acondicionamiento y diseño.

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Diseño Preliminar: Empezamos la labor formal de diseño distribuyendo dentro de las 3.2 Ha (32,000 m2) las áreas y sus dimensiones:             

Área de al almacenamiento macenamiento de materia prima: 1.6 Ha (16,000 m2). Área de fabricación o transformación: 0.6 Ha (6,000 m2). Área de almacenamiento de producto: 0.8 Ha (8,000 m2). Área de tratamiento de aguas: 0.05 Ha (500 m2). Área admi administrativo: nistrativo: 0.01 H Ha a (100 m2). Estacionamiento y calles: 0.14 Ha (1,400 m2).

El 50 % del área total corresponde al almacenamiento de materia prima, debido a que la misma llega a la planta a granel, teniendo una capacidad de almacenaje para producir durante 21 días específicamente 6,000 TM. El espacio dentro del área de transformación alberga maquinaria y equipo acondicionado para el flujo óptimo. El área de almacenamiento de producto tiene una capacidad para 2,000 TM con un tiempo de rotación de inventario de una semana. El resto del área de la planta fue establecido pensando en la maximización del aprovechamiento del espacio. 

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 A continuación se mostró el diseño de la secuencia del procesamiento dentro del área de transformación:

Descripción del Proceso de Producción de Fertilizantes Granulados DA, NPK, SFT: El proceso de producción de fertilizantes granulados, constará de seis áreas principales:   Dosificación de materia prima sólida (100).

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  Pre-neutralización y Granulación (200).

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  Sección de Lavado (300).

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  Secado (400).

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  Cribado y Molienda (500).

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  Enfriamiento y Acondicionamiento (600).

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Verificación:

Formato de Verificación 

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Materias Primas e Insumos: Existen diferentes compuestos que son agregados a las diversas etapas del proceso a ciertas composiciones específicas que son establecidas para lograr que el producto final sea la fórmula esperada. A continuación se expresan dichas composiciones.  Ácido Fosfórico  Amoníaco Líquido  Ácido Sulfúrico al 98%

Cloruro de Potasio Granulado (KCl)

Cloruro de Potasio Estándar (KCl)

Sulfato de Potasio (K2SO4)

P2O5Total: 42% p/p mínimo Sólidos en Suspensión: 5% p/p máximo Pureza: 99,5% p/p mínimo  Agua: 0,5% p/p máximo Concentración:(98-99) % Turbidez: 150 N.T.U. Hierro: 10 ppm Potasio soluble (K2O): 60% p/p mínimo Humedad: 0,5% p/p máximo Granulometría mín. Máx. (Tyler, %p/p) +6 1 6 +8 20 45 +10 70 90 +14 93 99 +20 98 100 Potasio soluble (K2O):60% p/p mínimo Humedad: 1,0% p/p máximo Máx. Granulometría mín. (Tyler, %p/p) -10; +16 0 10 +20 20 50 +48 80 100 +65 90 100 Potasio soluble (K2O):50% p/p mínimo Humedad. 0,5% p/p máximo Cloruros: 2,0% p/p máximo Granulometría mín. Máx. (Tyler, %p/p) +6 1 6 +8 20 45 +10 70 90 +14 93 99 +20

98

100 13

 

Sulfato de Amonio

Monoamónico (MAP)

Sulpomag (Sulfato Potasio/Magnesio)

Roca Fosfática

Nitrógeno Total: 21% p/p mínima Humedad: 0,5% p/p máxima  Azufre: 24% p/p mínima  Acidez Libre (H2SO4): 200 ppm máxima Máx. Granulometría mín. (Tyler, %p/p) 0 +6 95 -6; +65 -65 5 Nitrógeno Total: 9,5% p/p mínimo P2O5 Total: 49,5% p/p mínimo Humedad: 1,5% p/p máximo Máx. Granulometría mín. (Tyler, %p/p) -35 100 Potasio soluble (K2O): 22% p/p mínimo Humedad: 0,15% p/p máximo  Azufre: 22% p/p mínimo Magnesio: (MgO) 17,9% p/p mínimo Cloruros: 2,5% p/p máximo Granulometría mín. Máx. de (Tyler, %p/p) +6 10 32 +8 36 65 +10 71 92 +14 92 99 +20 96 99 +28 98 100 P2O5 Total: 26% p/p mínimo CaO: 40% p/p máximo SiO2:30% p/p máximo

Rechazo  Además de la materia prima, también son requeridos ciertos insumos para el funcionamiento de los equipos, tales como: Gas Natural Combustible T = 35°C P = 20 Kg/cm2  Vapor (Inst. 122-A) (Solo para arranque)P = 17 Kg/ cm2 

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 Agua Desmineralizada (Inst. 103) T= 30°C  Agua de Enfriamiento (Inst. 105-D) T= 32°C P= 2,5 Kg/ cm2   Aire para Instrumentos (Inst. 111-B) T= 28°C P=7 –9 Kg/ cm2  Condición: Seco, filtrado y sin aceite. Energía Eléctrica (TG-1/2) 2400 V Motores con más de 150 Cv 400 V Motores con menos de 150 Cv 220 V Iluminación Compuestos Químicos Cera Parafínica  Aceite mineral

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Dosificación de Materia Prima Sólida: La función de este sistema de dosificación de materia prima es de alimentar la materia prima sólida necesaria para el proceso de granulación. La materia prima sólida está formada por los siguientes compuestos: cloruro y sulfato de potasio (KCl y K2SO4), sulfato de magnesio (MgSO 4), sulfato de amonio ((NH4)2SO4), sulfato de zinc (ZnSO 4), roca fosfática, fosfato monoamónico (MAP) y rechazo. Esta materia se agrega de acuerdo a la formulación deseada, formando parte de los nutrientes del fertilizante, los cuales son depositados en el ala sur del edificio de almacenamiento almacenamiento llamado llamado “La Catedral”. Las mismas mismas se transportan a

través del cargador frontal del sistema dosificador subterráneo que está formado por las tolvas receptoras SI-101 A/B/C y las cintas ED-101 A/B/C respectivamente para cada tolva. Luego, son enviadas por las cintas transportadoras ED-101  AC/BC/CC hasta el sistema dosificador ubicado dentro de la planta conformado por los silos SI-102, 103, 104,105 y las cintas transportadoras ED-102, 103, 104, 105, que poseen un control de velocidad y del peso del producto que permite mediante un sistema de control automático, la alimentación de materia prima hacia el granulador TR-201, mediante un elevador de cangilones, permitiendo el control 15

 

de los nutrientes dentro de la variabilidad especificada para cada producto a la velocidad establecida. En la imagen del diagrama de proceso de la sección de dosificación de la materia prima.

Diagrama de flujo (Dosificación de materia prima sólida).

Preneutralización y Granulación. En esta etapa es donde ocurre el proceso de reacción la cual se lleva a cabo en dos pasos: en el primer paso se neutraliza parcialmente el ácido fosfórico con amoníaco, esta reacción se verifica en fase líquida en el preneutralizador (A-201). En el segundo paso, se completa la neutralización haciendo reaccionar amoníaco líquido con la sal parcialmente neutralizada proveniente del A-201 en su estado de lodo. Esta reacción se realiza en el tambor granulador TR-201.

a. Preneutralización: La preneutralización se lleva a cabo en el reactor A-201, que es un tanque agitado de acero inoxidable resistente a la corrosión, con una capacidad hasta el punto de rebose de 54700 L, donde reacciona el ácido fosfórico al (38-40) % de Oxido de fosforo V (P2O5) a temperaturas entre (30-60) ºC y el amoníaco proveniente de la planta de amoníaco Inst.180-A con presión de (7-10) ) Kg/cm 2 y temperatura entre (20-25) ºC, según las siguientes reacciones: 16

 

3( ) + 34 ( ) ↔ 4  4 () +  1200 / 3   Fosfato Monoamónico (MAP)

3 ( ) + 4  4 () )  ↔ (4 ) 4() ) + 950 / 3   Fosfato Diamónico (DAP)

 Al preneutralizador p reneutralizador A-201 también entra licor de lavado proveniente de la sección sec ción de lavado (Etapa siguiente) donde se recuperan los gases y polvos descargados por la planta. Los gases son lavados con ácido fosfórico con una concentración de P2O5  al 27% y agua donde es utilizada para recuperar amoníaco y polvos descargados por la planta. Una parte del licor resultante, es enviado al preneutralizador A-201, tratando de mantener las condiciones aptas en el licor del tanque SR-301 y la otra es recirculada en la sección de lavado. La reacción molar NH3/H3PO4  en el lodo a la salida del A-201 debe mantenerse entre 1.35 y 1.55 punto de máxima solubilidad de sales saturadas de fosfato de amonio, la densidad se debe mantener entre (1450 - 1550) Kg/m3  y la temperatura de salida (100 115) ºC a fin de facilitar las operaciones de bombeo del lodo a la sección de granulación y evitar obstrucciones en las mismas. En la figura siguiente se muestra el preneutalizador que forma parte del área 200. Para el control de flujo de los reactantes se realiza cada 2 horas un análisis de la relación molar NH3/H3PO4 (N/P) y de la densidad del lodo. Estos análisis son de gran importancia ya que cuando el lodo se encuentra a una relación N/P=1,45; la solubilidad de la mezcla es más elevada que para cada uno de los compuestos por separado a la misma temperatura, lo cual favorece el envío de lodo, desde el preneutralizador hasta el granulador.

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Diagrama de flujo de la etapa de preneutralización.

Relación molar NH3/H3PO4vs % en peso de las sales de fosfato de amonio.

b. Reacción/ Granulación: Esta máquina compuesta NPK (Nitrógeno Fosforo y Potasio) de granulación de fertilizantes, es un nuevo tipo de equipo compuesto para granulación de fertilizantes. Es principalmente, utilizada para la producción de fertilizantes orgánicos e inorgánicos La granulación ocurre en el tambor rotatorio (TR-201), el cual está dispuesto horizontalmente y ligeramente inclinado, para que finalizado el proceso el producto salga por gravedad del tambor. ，

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Este gira en sentido horario sobre anillos de rodamiento, accionado por el motor eléctrico (MTR-201), los cuales están acoplados mediante una caja reductora y un sistema de engranajes. El tambor está revertido internamente con goma, la cual tiene en su interior dos lonas o nylon, el mismo está atravesado por una viga por la parte superior, que pasa a todo lo largo del tambor, la cual soporta los distribuidores con el conjunto de boquillas para el lodo, ácido sulfúrico, el atomizador de amoníaco y toda la tubería asociada. Este Granulador de Tambor Giratorio es el equipo clave en la industria de fertilizantes compuestos y puede ser utilizado en la granulación de frío y calor, así como la gran producción de fertilizantes compuestos, que es de concentración alta, media o baja. En el tambor rotatorio se mezcla la materia prima sólida que proviene del área 100 (MATERIA PRIMA) la cual es trasportada por el elevador de canjilones (ET-508),  junto con la materia solida del reciclo proveniente del á área rea de cribado (fertilizante que no contaba con las especificaciones optimas) y el lodo preneutralizado proveniente de A-201. Además se alimentan parte del amoniaco líquido que entra a la planta y ácido sulfúrico al 98%. Llevándose a cabo en esta sección la siguiente reacción: 3 +  4  → 4  4 +   

El amoníaco se suministra con el fin de llegar a una relación molar N/P entre 1,5 y 1,8. El amoníaco que entra a la planta se divide en dos corrientes 80% al preneutralizador y 20% al granulador, estos porcentajes pueden variar de acuerdo con el rendimiento de la granulación obtenida o con el porcentaje de lodo obtenido en el preneutralizador, que en principio es de 60%. Y la finalidad de suministrar el ácido sulfúrico es ajustar el contenido de nitrógeno en la fórmula o por requerimiento de calor para mantener la temperatura del lodo y del lecho granulador. Con el movimiento circular del tambor se lleva a cabo el mezclado con la finalidad de que ocurra la formación de los gránulos por acreción, la cual consiste en el golpeteo de partículas que hacen que los gránulos vayan creciendo en forma molecular, obteniendo enlaces más fuertes, una mayor dureza y calidad a nivel de nutrientes. También se pueden formar por aglomeración de partículas, ocurriendo de forma desorganizada y la cual es más fácil de separar y de perder los nutrientes obteniendo gránulos de menor calidad. Los gránulos que salen del tambor rotatorio salen con porcentajes de humedad alto, y con temperaturas entre 70-80°C, los cuales son transportados hasta el área de secado para disminuir su porcentaje de humedad. Así mismo, a la salida del 19

 

tambor las partículas de polvos son arrastradas para llevarlas al área de lavado.

Diagrama de flujo en la etapa de Reacción/Granulación.

Lavado: Los gases provenientes del preneutralizador, granulador y ciclones del secador, previo a su envío a la chimenea son lavados en el sistema dispuesto para este fin constituido por dos torres de lavado del titipo po Venturi-Ciclónico con un tanque común para el control del líquido de lavado. En esta sección se recuperan los gases y polvos descargados por la planta. Los gases son lavados con ácido fosfórico con una concentración de P2O5 al 27% y agua donde es utilizada para rec uperar uperar amoníaco y polvos descargados por la planta. Una parte del licor resultante, es enviado al preneutralizador A-201, tratando de mantener las condiciones aptas en el licor del tanque SR-301 y la otra es recirculada en la sección de lavado.

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Diagrama de flujo (Lavado)

Secado: Los gránulos provenientes del tambor rotatorio TR-201 (área de granulación) entran al tambor rotatorio TR-401, el cual también cuenta con una ligera inclinación hacia la salida para que el producto salga del mismo por acción de gravedad. Este gira en sentido horario sobre anillos de rodamiento, accionado por el motor eléctrico MTR-401, los cuales están acoplados mediante una caja reductora y un sistema de engranajes. Puede trabajar con dos velocidades de rotación (2.7 -5.4) RPM para aumentar o disminuir el tiempo de residencia del producto que se está secando. Son dos tipos de velocidades porque una es para NPK y la otra para DAP. El secador internamente tiene aspas de levantamiento, las cuales suspenden el material para favorecer el intercambio de calor con el aire lográndose que la temperatura de salida del producto desciendan. Externamente tiene cuatro (4) martillos cuya función es golp golpear ear el cilindro para evitar la a adherencia dherencia del material en su interior. El secado se logra gracias a una corriente de gases calientes provenientes del horno de combustión H-404 y que fluyen en la misma dirección del producto, esto permite vaporizar el agua en exceso de la materia sólida que pasa a la corriente 21

 

de agua. A este horno se suministra gas natural en presencia de oxigeno O 2  en exceso. El oxígeno en exceso es suministrado por el ventilador de tiro forzado VV-401, para que mediante una chispa se lleve a cabo una combustión completa, produciéndose así los gases de combustión con temperaturas entre 250-300°C que serán arrastrados por el aire proveniente del ventilador VV-404, contribuyendo al secado de los gránulos en el tambor rotatorio. El aire junto con los gases de combustión, los gases amoniacales, las partículas de polvo disueltas en el aire y el agua retirada de los gránulos sale por la parte superior del tambor rotatorio, los cuales entran al ciclón SC-401 que separa los polvos livianos de los pesados. Los polvos livi livianos anos van a la sección de lavado y los pesados al granulador TR-201 a través de las cintas ET-507 y el elevador de canjilones ET-508.  A la salida del tambor rotatorio se tiene dispuesta una parrilla para retener lo granos gruesos y terrones grandes que son pasados al molino o machacadora MF-401 y el producto que sale del molino es regresado a la corriente de gránulos de tamaño adecuados que sale del secador y son dirigidos hacia la banda transportadora ET-501 del aérea de cribado y molienda.

Diagrama de flujo (Secado)

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El producto sale del secador con (1-2) % de humedad y temperatura aproximada de 90°C. Con humedad de 1.5% para los grados NPK y 2% para los grados NP. La finalidad de disminuir la humedad de los gránulos es evitar que se produzca el apelmazamiento del producto final, así como evitar que se produzcas microorganismos, como las bacterias que se alimentan de la materia y la descomponen.

Cribado y Molienda: Esta área está compuesta por dos cribas vibrantes electromagnéticas para la clasificación o selección del producto, tiene una inclinación con relación a la horizontal de 30º y tiene un sistema de contrapeso para controlar los impulsos vibratorios por segundos, la vibración es transmitida casi totalmente a la superficie de la malla, con el fin de favorecer el flujo de material y eficiencia del tamizado. El producto que sale del secador TR-401 pasa al elevador de cangilones ET-501 que conjuntamente con la ci cinta nta transportadora ET-502 entrega a las cribas SV501 A/B las cuales clasifican el producto granulado en grueso, óptimo y fino. Las cribas tienen dos niveles superpuestos (uno arriba del otro) de esta forma se seleccionan tres tipos de material.

Diagrama de flujo (Cribado y molienda) 23

 

Los granos entre (1,1 - 4) mm que atraviesan la primera malla y son retenidos por la segunda (fondo) son enviados a la sección de enfriamiento como producto óptimo. La segunda selección lo constituye el grano grueso retenido en la primera malla (4,1-5) mm o mayores, sson on pasados a los molinos MF-501 A/B los cual cuales es pulverizan el material y lo retornan al proceso como reciclo junto con el tercer tamaño separado.Los granos finos los cuales han logrado pasar las mallas, caen por gravedad a la cinta ET-507 y son transportados por el elevador de cangilones ET-508 hasta el granulador. La fracción óptima llega a la tolva SI-501 para caer a la cinta transportadora ED501, que se dispone de un variador de velocidad actuado desde el panel de control y de una báscula indicadora de caudal WT-501. Mediante estos dos elementos se controla la cantidad de producto requerida, por lo que el resto del producto óptimo, que llega a la SI-501, cae por rebose a la cinta de reciclo ET-507 para constituir juntos los granos grueso molidos y granos finos, el total del reciclo de la planta. planta. El producto ópti óptimo mo es transportado por la ED-501 y la la ET-505 hasta el sistema de enfriamiento. El diagrama de la figura 7 de la sección de Cribado y Molienda.

Enfriamiento y Acondicionamiento: a. Etapa de Enfriamiento: Con el propósito de conservar un buen comportamiento físico, durante su almacenamiento, el producto comercial es enfriado en un tambor enfriador (TR601), el cual es un equipo cerrado que rota, y donde el producto se pone en contacto con aire en contracorriente produciendo su enfriamiento; la corriente de aire que sale del enfriador pasa por el ciclón (SC-601) donde se recupera el polvo arrastrado y el aire es enviado a la chimenea.

b. Etapa de Recubrimiento: El producto que proviene del enfriador es enviado a un tambor rotatorio de acondicionamiento TR-602, donde se le dosifica cera parafínica, almacenada en el tanque SR-602, que es un compuesto que tiene aceite y cera parafina. El NPK es recubierto con la cera o tierra diatomácea, la cual cumple la función de proteger el granulado de la humedad ambiental, ya que estos fertilizantes están hechos a base de Urea, la cual es muy higroscópica. 24

 

El producto acondicionado es enviado a los almacenes a través de las cintas transportadoras ET-603 A/C A/C,, B/CC/C/C y las cintas ET-604 A/B, B/B que se encargan de distribuir el producto a las naves de almacenamiento.

Diagrama de flujo (Enfriamiento y Acondicionamiento)

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Comunicación del Diseño: Los planos del diseño final se le entregaron al cliente y se le hizo una presentación en 3D. Se le indicó también que el costo de la puesta en marcha del diseño es de Q. 45,115 ,214.69. Ver

Vista general del interior de la fábrica desde el noroeste.

Vista general del interior de la fábrica desde el sureste.

Vista general del preneutralizador y granulador.

 

Vista del funcionamiento del granulador. 26

 

Especificaciones:

Personal Comprendido: Se necesitan 40 personas para mantener en funcionamiento de la planta diariamente. Descripción de la Producción Diaria: La capacidad máxima de producción de la fábrica es de 1000 TM de fertilizante granulado por día en 18 horas, para producir 270 TM que es lo que nuestro cliente requirió se debe procesar 300 TM de materia prima. Mantenimiento: Semanalmente debe realizarse un mantenimiento preventivo a todas la piezas móviles con el objetivo prolongar la vida útil, y cada tres meses debe hacerse cambio de piezas que presenten desgaste.

Puntos Críticos de Control:   Relación mol molar ar del lodo, d debe ebe mantenerse entre 1,35- 1,45, y el porcentaje de solido debe ser de un 70%.   Densidad del lodo 1450- 1550 kg/cm3.   % de nitrógeno y P2O5 en el producto final   Energía liberada en las reacciones del preneutralizador debe ser de 610 kcal/kg de NH3. 

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   Tamaño del en granulo o optimo ptimo estar entre mm %Humedad la salida del debe secador debe ser2,5 de -1-4 1,5%.   Verificar la dureza del agua.

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Riesgos Asociados:   Existen riesgos por inhalación de polvos y vapores de amoniaco.   Quemaduras por descarga de corrientes de aire caliente en el secador.   Quemadura por productos químicos.   Caídas a nivel y desnivel, y atrapamiento. 

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Producto: El diseño presentado reúne los requerimientos deseados por el señor Julio Vargas, se hicieron las implementaciones necesarias teniendo en cuenta cada detalle son: para optimizar el flujo general de producción, sus principales características   Mínima capacidad de producción: 21 TM/hora.   Máxima capacidad de producción: 45 TM/hora.   Las especificaciones que el cliente planteó eran de producir tres tipos de fertilizantes granulados, pero el diseño de la planta ha sido acondicionado para producir cualquier tipo, dependiendo la materia prima a utilizar. 

Interior de la fábrica.

Preneutralizador lizador y Granulador. Preneutra

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Validación: Don Julio Vargas revisó el diseño y quedó satisfecho debido al cumplimiento de sus expectativas. Cancelando la cantidad de Q. 750,000 por la realización del diseño. Firmó nuestro finiquito de entrega como prueba fehaciente de su satisfacción sobre el servicio recibido.

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Conclusiones: Para el diseño eficaz de una planta de producción de fertilizantes granulados, es importante tener en cuenta todos los pasos del modelo prescriptivo del proceso del diseño de DYM, puesto que nos ayuda a llevar una secuencia lógica en la creación de cada elemento, ayudándonos a verificar y validar el diseño realizado. Tomando en cuenta la opinión del cliente en cada paso del proceso ayudándonos a minimizar los errores que se pueden producir en dicho diseño, haciendo que dicha planta produzca eficazmente los productos ya mencionados. El N, P y K, o sea Nitrógeno, Fósforo y Potasio son sales solubles en agua y son los tres elementos considerados en agricultura como los macronutrientes que deben estar presentes en suelos destinados a cultivos de cualquier índole, lógicamente hay cultivos que requieren de una mayor presencia de uno de estos macro elementos para lograr su desarrollo vegetativo, podemos citar a las gramíneas que requieren de grandes cantidades de nitrógeno. Los impactos económicos positivos para los propietarios de esta industria son obvios: los fertilizantes son críticos para lograr el nivel de producción agrícola necesario para alimentar la población mundial, rápidamente creciente. Además, hay impactos negativos directos para el medio ambiente natural. Sin embargo, los impactos ambientales negativos de la producción de fertilizantes pueden ser severos. Las aguas servidas constituyen un problema fundamental. Pueden ser muy ácidas o alcalinas y, dependiendo del tipo de planta, pueden contener algunas sustancias tóxicas para los organismos acuáticos, si las concentraciones son altas: amoníaco o los compuestos de amonio, urea de las plantas de nitrógeno, cadmio, arsénico, y fósforo de las operaciones de fosfato, si está presente como impureza en la piedra de fosfato.

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Recomendaciones:   El edificio debe estar en buenas condiciones y ser capaz de proteger a los productos de las condiciones meteorológicas.

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  Todo el personal y los visi visitantes tantes del emplazamiento deberían conocer los procedimientos de emergencia y la información de seguridad.

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  El edificio debe estar diseñado para que tenga un buen acceso exterior y a los productos de su interior. El diseño también debe facilitar un acceso seguro al equipo de emergencia y de extinción de incendios incluso en caso de que éstos ocurran. Pida consejo a los bomberos de su zona si es necesario. Deben existir procedimientos para prevenir el acceso de personas no autorizadas.

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  Se debe contar con un suminist suministro ro de agua adecuado para hacer frente a un foco de incendio en las cercanías del edificio. Esto debe tratarse con los servicios locales de extinción de incendios. Además, se recomienda colocar extintores para apagar posibles focos. Los extintores químicos no son eficaces frente a incendios o descomposición de fertilizantes basados en nitratos.

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  Evitar algunas actividades, como el mantenimiento mantenimiento de vehículos y la reparación de equipos se realicen en las proximidades de la zona de almacenamiento.

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  Los edificios no pueden tener desagües internos, fosas o conductos en los que pueda quedar atrapado fertilizante. Sin embargo, si esto no es práctico, séllelos bien para que el fertilizante fundido no pueda acceder a ellos en caso de incendio. Hay que considerar también que los desagües y los conductos pueden rellenarse con materiales incombustibles y compatibles con los fertilizantes, especialmente en caso de fertilizantes basados en N.

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Referencias: Planta de producción de Fertilizantes NPK en Prezi: https://prezi.com/ex3i094hzuc5/planta-de-produccion-de-fertilizantes-npk/

dspace.espol.edu.ec: https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/24619/1/Dise%C3%B1o%2 0de%20una%20linea%20de%20producci%C3%B2n%20de%20fertilizante%20pulv erizados.pdf

Plantas mezcladoras de fertilizantes: http://www.mangrasa.com/inici/es/2012-09-10-12-05-30.html Diseño de proyecto de comercializadora de abonos: http://es.slideshare.net/serviomujana/diseo-de-proyecto-comercializadora-deabonos-organicos

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