Optimització energètica del procés d'elaborat d'ametla fregida i torrada i aprofitament de biomassa generada en la mateixa cadena de valor

Abstract

[EN] In the food industry, energy optimization and utilization of industrial waste biomass generated along the same value chain and integrated into the product life cycle can be a significant cost savings in total energy expenditure, plus reduce consumption of global energy resources and reducing pollution from this sector. The present work is confined within the objectives of the European Framework Project Horizon 2020, mainly along two lines marked with this organism. Like this, it proposes the study, analysis and optimization of a specific industrial activity from the energetic point of view, with an analysis of the use of industrial waste biomass generated in the value chain, in order to obtain usable energy in the industrial process tested. After the general analysis of the agrifood industry, has been chosen as a particular case processed industry of toasted and fried almonds due to the information found in this subsector. In the study, we have analyzed and quantified the energy needs of this industrial activity and the types of organic waste generated along the value chain. Once defined the entire industrial process, explained the measures that can be undertaken to reduce those significant environmental aspects that the industrial process is susceptible under good environmental practices, the use of management systems and implementation of the best techniques available in the industry. Among the different alternatives used in energy recovery from biomass combustion has been chosen residual shell almond, due to the homogeneity of the mixture, the high calorific value and the amount generated. In order to maximize the energy stored in biomass combustion has combined this with a process of cogeneration Rankine cycle and steam turbine stage. That is, it simultaneously generates electricity and useful heat by operating a heat engine from the residual biomass. The boiler output is estimated about 1.8 MW and an annual electricity of 2711.88 MWh, with electrical efficiency of 36.8%. The Spanish renewable sector in general and biomass in particular do not enjoy its best in terms of institutional aid, although the technologies have been developed significantly in recent years. In this way, in the work has released a study approximation of the economic plan of all the process, taking into account the limitations owed to the recent legislative modifications. Finally, we have detailed the main conclusions of the project with an interpretation of the same, and the lines to follow to develop the study more carefully.

[ES] En a la indústria agroalimentària, l'optimització energètica i l'aprofitament de la biomassa residual industrial generada al llarg de la mateixa cadena de valor i integrada en el cicle de vida del producte pot suposar un estalvi econòmic important en el total de la despesa energètica, a més de disminuir el consum dels recursos energètics globals i la reducció de la contaminació causada per aquest sector. El present treball està confinat dins dels objectius del Projecte Marc Europeu Horitzó 2020, seguint principalment dues de les línies marcades per aquest organisme. Així, es proposa l'estudi, anàlisi i optimització d'una activitat industrial concreta des del punt de vista energètic, amb una anàlisi de la utilització de biomassa residual industrial generada en la cadena de valor, per tal d'obtenir energia aprofitable dins del procés industrial analitzat. Després de l'anàlisi general del sector agroalimentari, s'ha escollit com a cas particular la indústria de processat d'ametles fregides i torrades, i s'ha seleccionat aquesta degut a la informació trobada d'aquest subsector. En l'estudi, s'han analitzat i quantificat les necessitats energètiques d'aquesta activitat industrial i els tipus de residus orgànics generats al llarg de la cadena de valor. Una vegada definit tot el procés industrial, s'han explicat les mesures que es poden dur a terme per tal de disminuir tots aquells aspectes ambientals significatius als quals és susceptible el procés industrial, mitjançant bones pràctiques ambientals, la utilització de sistemes de gestió i amb la implantació de les millors tècniques disponibles del sector. Dintre de les diferents alternatives utilitzades en la valorització energètica de la biomassa, s'ha escollit la combustió de la pela d'ametla residual, degut al l'homogeneïtat de la mescla, l'elevat poder calorífic i la quantitat generada. Amb la finalitat d'aprofitar al màxim possible aquesta energia emmagatzemada en la biomassa, s'ha combinat aquesta combustió amb un procés de cogeneració amb cicle de Rankine i turbina de vapor d'una etapa. És a dir, es genera de manera simultània energia elèctrica i calor útil mitjançant el funcionament d'una màquina tèrmica a partir de biomassa residual. La potència de la caldera s'ha estimat en uns 1,8 MW i es generarien una energia elèctrica anual de 2.711,88 MWh, amb uns rendiments elèctrics del 36,8 %. El sector renovable espanyol en general i de la biomassa en particular no gaudeixen del seu millor moment pel que fa a les ajudes institucionals, tot i que les tecnologies per tal de valoritzar aquests recursos s'han desenvolupat de manera important en els darrers anys. D'aquesta manera, en el treball s'ha realitzat un estudi aproximatiu del pla econòmic de tot el procés, tenint en compte les limitacions degudes a les recents modificacions legislatives. Per últim, s'han detallat les principals conclusions extretes del projecte amb una interpretació de les mateixes.

[CA] En a la indústria agroalimentària, l'optimització energètica i l'aprofitament de la biomassa residual industrial generada al llarg de la mateixa cadena de valor i integrada en el cicle de vida del producte pot suposar un estalvi econòmic important en el total de la despesa energètica, a més de disminuir el consum dels recursos energètics globals i la reducció de la contaminació causada per aquest sector. El present treball està confinat dins dels objectius del Projecte Marc Europeu Horitzó 2020, seguint principalment dues de les línies marcades per aquest organisme. Així, es proposa l'estudi, anàlisi i optimització d'una activitat industrial concreta des del punt de vista energètic, amb una anàlisi de la utilització de biomassa residual industrial generada en la cadena de valor, per tal d'obtenir energia aprofitable dins del procés industrial analitzat. Després de l'anàlisi general del sector agroalimentari, s'ha escollit com a cas particular la indústria de processat d'ametles fregides i torrades, i s'ha seleccionat aquesta degut a la informació trobada d'aquest subsector. En l'estudi, s'han analitzat i quantificat les necessitats energètiques d'aquesta activitat industrial i els tipus de residus orgànics generats al llarg de la cadena de valor. Una vegada definit tot el procés industrial, s'han explicat les mesures que es poden dur a terme per tal de disminuir tots aquells aspectes ambientals significatius als quals és susceptible el procés industrial, mitjançant bones pràctiques ambientals, la utilització de sistemes de gestió i amb la implantació de les millors tècniques disponibles del sector. Dintre de les diferents alternatives utilitzades en la valorització energètica de la biomassa, s'ha escollit la combustió de la pela d'ametla residual, degut al l'homogeneïtat de la mescla, l'elevat poder calorífic i la quantitat generada. Amb la finalitat d'aprofitar al màxim possible aquesta energia emmagatzemada en la biomassa, s'ha combinat aquesta combustió amb un procés de cogeneració amb cicle de Rankine i turbina de vapor d'una etapa. És a dir, es genera de manera simultània energia elèctrica i calor útil mitjançant el funcionament d'una màquina tèrmica a partir de biomassa residual. La potència de la caldera s'ha estimat en uns 1,8 MW i es generarien una energia elèctrica anual de 2.711,88 MWh, amb uns rendiments elèctrics del 36,8 %. El sector renovable espanyol en general i de la biomassa en particular no gaudeixen del seu millor moment pel que fa a les ajudes institucionals, tot i que les tecnologies per tal de valoritzar aquests recursos s'han desenvolupat de manera important en els darrers anys. D'aquesta manera, en el treball s'ha realitzat un estudi aproximatiu del pla econòmic de tot el procés, tenint en compte les limitacions degudes a les recents modificacions legislatives. Per últim, s'han detallat les principals conclusions extretes del projecte amb una interpretació de les mateixes.