Publicacion The Bioenergy
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www.bioenergyinternational.com Pag. 10 Bioenergy International Español nº20 - 3 er Trimestre 2013 / www.bioenergyinternational.es www.bioenergyinternational.com Pag. 11 Bioenergy International Español nº20 - 3 er Trimestre 2013 / www.bioenergyinternational.es Calor Calor viene de col. 10 Biomasa en industria de cereal, Burgos E l pasado 29 de mayo se puso en marcha la mayor ins- talación de biomasa térmica en la provincia de Burgos hasta el momento. SATIS Energías Renovables puso en marcha 2 quemadores de D’Alessandro Ter- momeccanica, los modelos BSA1200, sumando un total de 2.400 kW útiles de potencia. Quemadores policombustibles Cada uno de estos quemadores puede trabajar indistinta- mente en función de la potencia demandada en cada instante, y son completamente policombustibles. Pueden trabajar con astilla G50, pellet, hueso de aceituna, cáscara de almendra o cáscara de piñón entre otros combus- tibles. Además, cuentan con una válvula de estrella rotativa como dispositivo antiretorno de llama y con encen- dido automático. Los quemadores se han ubicado en una cámara especial de combustión, fabricada con materiales refrac- cont. en col. 11 tarios de ata calidad por la empresa es- pecializada Bio-fire Soluciones SL. Esta cámara va do- tada de una válvula de dilución para con- trolar la temperatura y que sirve además de apaga chispas y ciclón decantador. El flujo de aire ca- liente entra a continua- ción en un secadero tipo trommel ya exis- tente para producir el secado tanto de alfalfa como de paja, previo al proceso de deshidratado-pelleti- zado de la industria. Control automático El proceso controla- do con un PLC asegu- ra la modulación y los mejores rendimientos en todo momento. Ahorro La empresa Cerea- les Alfalfa y Paja, situa- da en la localidad de Trespaderne, al norte de Burgos, pretende ahorrarse entre un 40- 60% de sus costes en combustible fósil, siendo su producción de 12.000 toneladas de alfalfa anuales. satisrenovables.com L a panificación, el sector agroalimentario que más empleo genera, integra alrededor de 169.000 empre- sas, mayoritariamente PYMES o micro-PYMES, de las que 13.000 son productores y co- mercializadores. Según el Observatorio Na- cional de Calderas de Biomasa, cerca de 250 obradores ya pro- ducen pan y repostería utilizan- do pellet o hueso de aceituna. El mayor número de registros se localiza en Almería (34), Al- bacete (30) y Alicante (17). Las motivaciones principales de los empresarios para susti- tuir los combustibles fósiles por biomasa son el ahorro y el compromiso con el medio ambiente, pues pre- tenden contribuir a reducir la huella de carbono de un producto cotidiano, fabricado y consu- mido a diario. Todos coinciden en haber logrado reducir su gasto energético entre un 30-60% desde el L a fabricación de pan pre- cocido mediante hornos de carro rotativo requie- re de un importante aporte de energía para los procesos de fermentación y desarrollo del pan. La biomasa como susti- tuto de combustibles fósiles y electricidad es una alternativa viable tanto desde el punto de vista económico como de su rendimiento térmico. En el pre- sente artículo se evalúa, desde el punto de vista del análisis tér- mico, la sustitución de gasóleo por biomasa de distinta natu- raleza en hornos de carro rota- tivo para panadería. Proceso general de fabricación de pan La cocción es la etapa fun- damental; su objetivo es trans- formar la masa fermentada en pan, lo que conlleva: evapo- ración del etanol producido en la fermentación, evaporación del agua contenida en el pan, coagulación de las proteínas, transformación del almidón en dextrinas y azúcares menores y pardeamiento de la corteza. La cocción se realiza en hor- nos a temperaturas entre 220 y 260ºC, aunque el interior de la masa nunca llega a rebasar los 100ºC. Las variables que afectan a las características del pan du- rante su cocción son tipo de horno, temperatura, humedad relativa en el interior del horno, tiempos y combustible. Los hornos de carro rotativo -los más utilizados para fabri- car pan precocido congelado-, suelen emplear gas natural, propano, gasóleo y electrici- dad. Sustituir estos sistemas por biomasa requiere evaluar el rendimiento térmico de la ins- talación -los perfiles térmicos obtenidos en el interior del hor- no-, y comprobar que no dis- minuye la vida útil del horno ni se modifican las características organolépticas del pan. Instalación y evaluación del sistema de combustión con biomasa Innovarcilla ha evaluado el comportamiento térmico de la biomasa en un sistema desa- rrollado por la empresa H2O Renovables, S.L. en un horno de carro rotativo AGB, modelo CAT 810 de 10,94 m 3 , ubicado en la panificadora Hornipan Rangel, S.L. de Bailén (Jaén). El quemador Y-70, fabricado por Natural Fire, S.L., tiene una potencia entre 40 y 90 kW y se ha colocado en lugar del de gasóleo para quemar pellet de pino y hueso de aceituna. (Los resultados presentados se refieren solo al pellet). Para la monitorización y el estudio de los perfiles térmi- cos, Innovarcilla ha utilizado un data logger equipado con 16 termopares tipo K estándar, de temperatura máxima de tra- bajo 1300ºC. Además, se han registrado las temperaturas del blindaje térmico y de los com- ponentes electrónicos mediante dos sondas PT1000, incorpora- das en el propio aparato. Las 16 sondas han sido distribuidas en las zonas del horno donde el control de la temperatura es crítico: cámara de combustión, tubulares del intercambiador y chimenea de evacuación de humos. Cámara de combustión En su interior la llama origi- nada por el quemador calienta el aire que se utiliza para la coc- ción del pan. La figura 1 mues- tra el gradiente de temperatu- ras obtenido en dos de las tres sondas ubicadas en su interior. Ambas sondas se encuentran a 50 cm del quemador, separadas 3 cm de las paredes laterales de la cámara. La figura 2 repre- senta el gradiente de tempera- turas de la sonda ubicada en el fondo de la cámara de combus- tión (14), donde la temperatura máxima es crítica: empleando gasóleo se alcanzan 863,04ºC, mientras que con pellet se llega a 782,07ºC. Intercambiador de calor La temperatura en el primer paso de humos del intercam- biador de calor determina el aporte térmico en la zona de introducción del carro, que es de vital importancia para una adecuada cocción del pan. Las temperaturas registradas por las sondas, en el primer y segundo tubular, muestran que el pellet propor- ciona una corriente gaseosa más homogénea, con gradientes térmicos menores que con gasóleo. Esto favorece una dilatación térmica menor de los componentes del horno y, por tanto, un menor deterioro de los materiales y un incremento de su vida útil. Chimenea La temperatura de evacua- ción de gases proporciona una valiosa información acerca del rendimiento de la cocción. No debe ser demasiado elevada, pues disminuye el rendimiento térmico de la instalación, ni excesivamente baja, debido al riesgo de fenómenos de pre- cipitación ácida en casos ex- tremos. La temperatura máxima en ambos casos es simi- lar, 322,28ºC con gasóleo y 320,84ºC con pellet, aunque en este último caso el intervalo térmico es menor. Conclusiones Con gasóleo se logran ele- vadas temperaturas en el interior de la cámara de combustión, sobre todo en el fondo, y una mayor heterogeneidad. Con pellet de pino las temperaturas son más homogéneas, por lo que su uso, en condi- ciones de funcionamiento predefinidas y optimizadas, llevará asociado una mayor durabilidad de la cámara de combustión debido a un menor estrés térmico por dilatación de los materiales con los que ha sido fabri- cada. El uso de pellets revela una mayor homogeneidad tér- mica en el primer paso de humos, donde tiene lugar la principal transferencia térmica del horno a la cá- mara de cocción, mientras que con gasóleo la tempera- tura es superior en el centro de los tubulares que en los extremos. En la chimenea de evacua- ción de humos, las tempera- turas máximas son similares en ambos casos, aunque el intervalo térmico con pellet está más acotado. Tras el análisis del compor- tamiento térmico del horno evaluado se ha detectado un óptimo rendimiento de la biomasa (pellets de pino) como sustituto del gasóleo. No obstante, es muy reco- mendable, previo a cualquier sustitución de combustibles, llevar a cabo un análisis de los perfiles térmicos para regular la dosificación de combustible y lograr un ade- cuado funcionamiento del horno. Javier Álvarez de Diego Fundación Innovarcilla [email protected] H2O Renovables, S.L. www.h2orenovables.com Fabricación de pan al calor de la biomasa Evaluación térmica de la sustitución de combustibles fósiles por biomasa en la fabricación de pan mediante hornos de carro rotativo. Quemador Y-70 de Natural Fire, con potencia entre 40 y 90 kW primer día. Además, la calidad de los panes y las masas que hornean ha mejorado gracias al excelente comportamiento del calor aportado por el pe- llet, que posibilita una cocción más lenta. La inversión necesaria para cambiar de sistema es pequeña, pues solo es necesario sustituir el quemador de gasóleo por otro de pellet, y el ahorro en combustible permite amortizar el equipo en el primer año. Huella de carbono del pan Según diversos estudios sobre el ciclo de vida y la huella de carbono del pan se puede esta- blecer entre 1,1 y 1,4 Kg CO 2 / Kg de pan, desde la producción del trigo hasta el consumo final y el reciclaje. Si se empleara biomasa para fa- bricar los 2 millones de tonela- das de pan que se consumen en España en lugar de combustibles fósiles, se dejarían de emitir 670.000 ton/año de CO 2 . Esto equi- valdría a que cada español evi- taría la emisión de 15,5 Kg de CO 2 cada año. Juan Jesús Ramos/ Responsable del Observatorio Nacional de Calderas de Biomasa-AVEBIOM [email protected] La panificación, el sector agroalimentario que más empleo genera, integra alrededor de 169.000 empresas, en su mayoría PYMES o micro-PYMES, de las que 13.000 son productores y comercializadores. Pellet y hueso de aceituna en los obradores Comparativa de costes según combustibles Combustible Gasóleo Gas natural Propano Pellet Astilla Hueso aceituna Precio enegía (c€/kWh) 0,098 0,051 0,103 0,047 0,029 0,024 Coste diario (€/día) 49 26 52 24 15 12 Coste annual (€/año) 17.885 9.308 18.798 8.578 5.293 4.380 Para hornos pequeños -de entre 15 y 20 m2-,con producciones de unos 500 kg/día y un consumo de 1,2 kWh/kg de pan. La diferencia del gasto energético utilizando biocombustibles en lugar de gasóleo o propano es enorme y puede aumentar en función de la escala de fabricación. Huella de carbono del pan Consumo de pan en España. Según el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, el 93% de los españoles consume pan a diario, con una media de 46 kg/año de pan y un gasto de en torno a 116 ¤/año. Figura 1. Curvas obtenidas para los termopares ubicados en el centro de la cámara de combustión (sondas 6 y 8), utilizando como combustible gasóleo y pellets de pino. Figura 2. Curvas obtenidas para el termopar ubicado al final de la cámara de combustión (sonda 14), utilizando como combustible gasóleo y pellets de pino. Residuos 13% Materias primas 51% Elaboración pan 29% Distribución 5% Consumo 2%
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Calor Calorviene de col. 10Biomasa en
industria de cereal, Burgos
El pasado 29 de mayo se puso en
marcha la mayor ins-talación de biomasa térmica en la provincia de Burgos hasta el momento.
SAT IS Ene rg ías Renovables puso en marcha 2 quemadores de D’Alessandro Ter-momeccanica, los modelos BSA1200, sumando un total de 2.400 kW útiles de potencia.
Quemadorespolicombustibles
Cada uno de estos quemadores puede trabajar indistinta-mente en función de la potencia demandada en cada instante, y son completamente policombustibles.
Pueden t rabajar con astilla G50, pellet,hueso de aceituna, cáscara de almendra o cáscara de piñón entre otros combus-tibles.
Además, cuentan con una válvula de estrella rotativa como dispositivo antiretorno de llama y con encen-dido automático.
Los quemadores se han ubicado en una cámara especial de combustión, fabricada con materiales refrac-
cont. en col. 11
tarios de ata calidad por la empresa es-pecializada Bio-fire Soluciones SL.
Esta cámara va do-tada de una válvula de dilución para con-trolar la temperatura y que sirve además de apaga chispas y ciclón decantador.
El flujo de aire ca-liente entra a continua-ción en un secadero tipo trommel ya exis-tente para producir el secado tanto de alfalfa como de paja, previo al proceso de deshidratado-pelleti-zado de la industria.
Control automático
El proceso controla-do con un PLC asegu-ra la modulación y los mejores rendimientos en todo momento.
AhorroLa empresa Cerea-
les Alfalfa y Paja, situa-da en la localidad de Trespaderne, al norte de Burgos, pretende ahorrarse entre un 40-60% de sus costes en combustible fósil, siendo su producción de 12.000 toneladas de alfalfa anuales.
satisrenovables.com
La panificación, el sector agroalimentario que más empleo genera, integra
alrededor de 169.000 empre-sas, mayoritariamente PYMES o micro-PYMES, de las que 13.000 son productores y co-mercializadores.
Según el Observatorio Na-cional de Calderas de Biomasa, cerca de 250 obradores ya pro-ducen pan y repostería utilizan-do pellet o hueso de aceituna. El mayor número de registros se localiza en Almería (34), Al-bacete (30) y Alicante (17).
Las motivaciones principales de los empresarios para susti-tuir los combustibles fósiles por biomasa son el ahorro y el compromiso con el medio ambiente, pues pre-tenden contribuir a reducir la huella de carbono de un producto cotidiano, fabricado y consu-mido a diario.
Todos coinciden en haber logrado reducir su gasto energético entre un 30-60% desde el
La fabricación de pan pre-cocido mediante hornos de carro rotativo requie-
re de un importante aporte de energía para los procesos de fermentación y desarrollo del pan. La biomasa como susti-tuto de combustibles fósiles y electricidad es una alternativa viable tanto desde el punto de vista económico como de su rendimiento térmico. En el pre-sente artículo se evalúa, desde el punto de vista del análisis tér-mico, la sustitución de gasóleo por biomasa de distinta natu-raleza en hornos de carro rota-tivo para panadería.
Proceso general de fabricación de pan
La cocción es la etapa fun-damental; su objetivo es trans-formar la masa fermentada en pan, lo que conlleva: evapo-ración del etanol producido en la fermentación, evaporación del agua contenida en el pan, coagulación de las proteínas, transformación del almidón en dextrinas y azúcares menores y pardeamiento de la corteza. La cocción se realiza en hor-nos a temperaturas entre 220 y 260ºC, aunque el interior de la masa nunca llega a rebasar los 100ºC.
Las variables que afectan a las características del pan du-rante su cocción son tipo de horno, temperatura, humedad
relativa en el interior del horno, tiempos y combustible.
Los hornos de carro rotativo -los más utilizados para fabri-car pan precocido congelado-, suelen emplear gas natural, propano, gasóleo y electrici-dad. Sustituir estos sistemas por biomasa requiere evaluar el rendimiento térmico de la ins-talación -los perfiles térmicos obtenidos en el interior del hor-no-, y comprobar que no dis-minuye la vida útil del horno ni se modifican las características organolépticas del pan.
Instalación y evaluación del sistema de combustión
con biomasaInnovarcilla ha evaluado el
comportamiento térmico de la biomasa en un sistema desa-rrollado por la empresa H2O Renovables, S.L. en un horno de carro rotativo AGB, modelo CAT 810 de 10,94 m3, ubicado en la panificadora Hornipan Rangel, S.L. de Bailén (Jaén). El quemador Y-70, fabricado por Natural Fire, S.L., tiene una potencia entre 40 y 90 kW y se ha colocado en lugar del de gasóleo para quemar pellet de pino y hueso de aceituna. (Los resultados presentados se refieren solo al pellet).
Para la monitorización y el estudio de los perfiles térmi-cos, Innovarcilla ha utilizado un data logger equipado con
16 termopares tipo K estándar, de temperatura máxima de tra-bajo 1300ºC. Además, se han registrado las temperaturas del blindaje térmico y de los com-ponentes electrónicos mediante dos sondas PT1000, incorpora-das en el propio aparato.
Las 16 sondas han sido distribuidas en las zonas del horno donde el control de la temperatura es crítico: cámara de combustión, tubulares del intercambiador y chimenea de evacuación de humos.
Cámara de combustiónEn su interior la llama origi-
nada por el quemador calienta el aire que se utiliza para la coc-ción del pan. La figura 1 mues-tra el gradiente de temperatu-ras obtenido en dos de las tres sondas ubicadas en su interior.
Ambas sondas se encuentran a 50 cm del quemador, separadas 3 cm de las paredes laterales de la cámara. La figura 2 repre-senta el gradiente de tempera-turas de la sonda ubicada en el fondo de la cámara de combus-tión (14), donde la temperatura máxima es crítica: empleando gasóleo se alcanzan 863,04ºC, mientras que con pellet se llega a 782,07ºC.
Intercambiador de calorLa temperatura en el primer
paso de humos del intercam-biador de calor determina el aporte térmico en la zona de introducción del carro, que es de vital importancia para una adecuada cocción del pan. Las temperaturas registradas por las sondas, en el primer y segundo tubular, muestran que el pellet
propor-ciona una corriente gaseosa más homogénea, con gradientes térmicos menores que con gasóleo. Esto favorece una dilatación térmica menor de los componentes del horno y, por tanto, un menor deterioro de los materiales y un incremento de su vida útil.
Chimenea La temperatura de evacua-
ción de gases proporciona una valiosa información acerca del
rendimiento de la cocción. No debe ser demasiado elevada, pues disminuye el rendimiento térmico de la instalación, ni excesivamente baja, debido al riesgo de fenómenos de pre-cipitación ácida en casos ex-tremos.
La temperatura máxima en ambos casos es simi-lar, 322,28ºC con gasóleo y 320,84ºC con pellet, aunque en este último caso el intervalo térmico es menor.
ConclusionesCon gasóleo se logran ele-vadas temperaturas en el interior de la cámara de combustión, sobre todo en el fondo, y una mayor heterogeneidad. Con pellet de pino las temperaturas son más homogéneas, por lo que su uso, en condi-ciones de funcionamiento predefinidas y optimizadas, llevará asociado una mayor durabilidad de la cámara de combustión debido a un menor estrés térmico por dilatación de los materiales con los que ha sido fabri-cada.El uso de pellets revela una mayor homogeneidad tér-mica en el primer paso de humos, donde tiene lugar la principal transferencia térmica del horno a la cá-mara de cocción, mientras que con gasóleo la tempera-tura es superior en el centro de los tubulares que en los extremos.
En la chimenea de evacua-ción de humos, las tempera-turas máximas son similares en ambos casos, aunque el intervalo térmico con pellet está más acotado.Tras el análisis del compor-tamiento térmico del horno evaluado se ha detectado un óptimo rendimiento de la biomasa (pellets de pino) como sustituto del gasóleo. No obstante, es muy reco-mendable, previo a cualquier sustitución de combustibles, llevar a cabo un análisis de los perfiles térmicos para regular la dosificación de combustible y lograr un ade-cuado funcionamiento del horno.
Javier Álvarez de DiegoFundación [email protected]
H2O Renovables, S.L. www.h2orenovables.com
Fabricación de pan al calor de la biomasa Evaluación térmica de la sustitución de combustibles
fósiles por biomasa en la fabricación de pan mediante
hornos de carro rotativo.
Quemador Y-70 de Natural Fire, con potencia entre 40 y 90 kW
primer día. Además, la calidad de los panes y las masas que hornean ha mejorado gracias al excelente comportamiento del calor aportado por el pe-llet, que posibilita una cocción más lenta.
La inversión necesaria para cambiar de sistema es pequeña, pues solo es necesario sustituir el quemador de gasóleo por otro de pellet, y el ahorro en combustible permite amortizar el equipo en el primer año.
Huella de carbono del panSegún diversos estudios sobre
el ciclo de vida y la huella de carbono del pan se puede esta-blecer entre 1,1 y 1,4 Kg CO2/Kg de pan, desde la producción
del trigo hasta e l consumo final y el reciclaje.
S i s e empleara b iomasa para fa-bricar los 2 millones de tonela-das de pan que se consumen en España en lugar de combustibles fósiles, se dejarían de emitir 670.000 ton/año de CO2. Esto equi-valdría a que cada español evi-taría la emisión de 15,5 Kg de CO2 cada año.
Juan Jesús Ramos/Responsable del Observatorio
Nacional de Calderas de Biomasa-AVEBIOM
La panificación, el sector agroalimentario que más empleo genera, integra alrededor de 169.000 empresas, en su
mayoría PYMES o micro-PYMES, de las que 13.000 son productores y comercializadores.
Pellet y hueso de aceituna en los obradores
Comparativa de costes según combustibles
Combustible Gasóleo Gas natural Propano Pellet Astilla Hueso aceituna
Precio enegía (c€/kWh) 0,098 0,051 0,103 0,047 0,029 0,024
Coste diario (€/día) 49 26 52 24 15 12
Coste annual (€/año) 17.885 9.308 18.798 8.578 5.293 4.380
Para hornos pequeños -de entre 15 y 20 m2-,con producciones de unos 500 kg/día y un consumo de 1,2 kWh/kg de pan.
La diferencia del gasto energético utilizando biocombustibles en lugar de gasóleo o propano es enorme y puede aumentar en función de la escala de fabricación.
Huella de carbono del pan
Consumo de pan en España. Según el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, el 93% de los españoles consume pan a diario, con una media de 46 kg/año de pan y un gasto de en torno a 116 ¤/año.
Figura 1. Curvas obtenidas para los termopares ubicados en el centro de la cámara de combustión (sondas 6 y 8), utilizando como combustible gasóleo y pellets de pino.
Figura 2. Curvas obtenidas para el termopar ubicado al final de la cámara de combustión (sonda 14), utilizando como combustible gasóleo y pellets de pino.
Residuos 13%
Materias primas 51%
Elaboración pan 29%
Distribución 5%
Consumo 2%
![Bioenergy Use Patterns in Mexico 2003 [Schreibgesch.tzt] · 2012-01-10 · Bioenergy Use Patterns in Mexico ... economies through local income generation activities and local employment](https://static.fdocuments.co/doc/165x107/5ede49e4ad6a402d66699c6c/bioenergy-use-patterns-in-mexico-2003-2012-01-10-bioenergy-use-patterns-in.jpg)
