Dimensionamiento de quemadores en operaciones de secado utilizando energías alternativas sostenibles con el medioambiente

Abstract

[ES] Una de las operaciones unitarias más importantes en la industria alimentaria es la operación de secado. Esta operación representa una proporción muy elevada en los costes variables de las plantas industriales por el elevado gasto de la operación de acondicionamiento del aire. La operación de acondicionamiento del aire más común en la industria alimentaria es el calentamiento del aire mediante un sistema de combustión, dicha operación se denomina quemador. El objeto del siguiente proyecto es el estudio de los secadores, sus eficiencias y posibles formas de mejorarlos. Con este fin el presente trabajo se estructura en los siguientes apartados; quemadores de los secadores de combustión, donde se compararán distintos combustibles para los quemadores. Dentro de los combustibles se valorarán tanto los derivados del petróleo, como posibles residuos sustitutivos. Para realizar esta comparación se sistematizará el dimensionamiento de cualquier quemador. Una vez dimensionado se compararán costes, impacto medioambiental y fiabilidad del combustible. En segundo lugar, se analizarán los secadores que no usan combustión; entre los que se encuentran los secadores por depresión de la humedad absoluta (mediante equipos de frío) y por calentamiento eléctrico, donde se analizará el coste, determinándose opciones para mejorar la viabilidad económica. En tercer lugar, se estudiará el empleo de las energías renovables como respuesta a las necesidades medioambientales del planeta y a las iniciativas nacionales, europeas e internacionales de reducción de gases de efecto invernadero. En cuarto lugar, se analizará la utilización de métodos combinados de secado como el aire caliente seco asociado a calentamiento por microondas, infrarrojos, vapor a alta presión, etc. Otros sistemas de secado: Secadores medioambientales (estudio de secadores que no necesiten grandes inversiones como los secadores solares, de efecto invernadero y hornos solares ideales para países en desarrollo). Por último, se tomará como ejemplo un alimento, conociendo sus cinéticas, para comparar los distintos tipos de secadores nombrados anteriormente. De esta manera se buscará la viabilidad tecnológica y económica de nuevos sistemas de acondicionamiento de aire en las operaciones de secado de alimentos como alternativa a los quemadores que usan combustibles fósiles.

[EN] One of the most important unit operations in the food industry is the drying operation. This operation represents a high proportion of variable costs of industrial plants by the high cost of the operation of an air conditioning. The most common operation for air conditioning is the heating of the air by a combustion system, this operation is called burner. The purpose of this project is the study of the dryers, efficiencies and ways to improve them. This project is divided into the following sections; Comparison of different fuels for burners of combustion dryers. Inside fuels, an assessment of the petroleum products and wastes as potential substitutes. To make this comparison the design of any burner will be systematized. Once dimensioned, costs, environmental impact and fuel reliability are compared. In second place, the dryers that do not use combustion will be analyzed; dryers depression of absolute humidity (by cooling equipment) and electrical heating, where the cost will be discussed, determining options for improving economic viability. Thirdly, the study of the renewable energy as a response to the environmental needs of the planet and the national, European and international initiatives to reduce greenhouse gases. Fourthly, the combined use of drying methods such as hot dry air associated with microwave heating, infrared, high pressure steam will be studied. Other drying systems: environmental dryers (study of dryers that do not require large investments such as solar dryers, greenhouse effect and solar ovens ideal for underdeveloped countries). Finally, a food will be taken as example, knowing their kinetic, to compare different types of dryers listed above. In this way, the technological and economic viability of new air conditioning systems in the food drying operations as an alternative to use fossil fuel burners will be studied and compared.