Valuing food waste

Matt Hale, Director Internacional de Ventas de HRS Heat Exchangers, explica cómo las innovaciones tecnológicas en procesos térmicos, pasteurización y concentración pueden ayudar a los operadores de plantas AD de desechos alimentarios a prosperar ante la disminución de los subsidios a las energías renovables.

_HRS - Improving the value of food waste

En los últimos cinco años se ha producido un crecimiento sin precedentes en el sector británico de la digestión anaeróbica (AD), con un número de plantas operativas aumentando en más de 600 por ciento, sin incluir al sector del agua*. Junto con las instalaciones de tratamiento de aguas residuales y materias primas agrícolas, ahora hay 78 plantas de AD que tratan una variedad de desechos de alimentos, incluidos residuos de procesamiento de alimentos y bebidas, residuos procedentes de las plantas de tratamiento municipales y desechos comerciales e industriales**.

Es fácil ver por qué los residuos de alimentos en una planta AD se han vuelto tan populares. El procesamiento de residuos orgánicos a través de la digestión anaeróbica no sólo reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, al eliminar los residuos de los vertederos, sino que también generan energía renovable propia y producen un biofertilizante (digestato) rico en nutrientes valiosos como nitrógeno, potasio y fósforo.

Asalto del Gobierno Británico a las energías renovables

Sin embargo, la reciente política gubernamental no ha reconocido estos beneficios. Tan pronto como la industria anunció la 400ª planta de AD en julio de 2015, el nuevo gobierno conservador paralizó toda actividad, eliminando tanto la pre-acreditación para el FIT (Feed-in Tariff) como la exención de AD del Climate Change Levy. Aunque la DECC ha confirmado recientemente su compromiso de reintroducir la pre-acreditación para el FIT, su ambición sigue siendo sorprendentemente baja: el Gobierno proporcionará apoyo para un máximo de alrededor de 20 MW de capacidad AD adicional cada año entre 2016-19. Sólo en el año 2014, la capacidad fue de 48 MW.

El asalto del Gobierno a las energías renovables, que algunos piensan que está allanando el camino para un futuro de subsidio cero, también ha impactado a la comunidad financiera y sin duda hará que sea más difícil para los desarrolladores de AD la captación de fondos. Además, algunos expertos de la industria creen que la industria británica de AD ha alcanzado un “punto de inflexión”, con residuos de alimentos la capacidad de la planta de AD superando las materias primas disponibles.

Frente a la creciente competencia, la caída de las tarifas y los incentivos decrecientes, es más importante que nunca que las plantas AD de residuos alimentarios funcionen eficientemente, con todos los aspectos del proceso optimizados para asegurar el máximo retorno de la inversión. Un área que muchos operadores de AD de residuos de alimentos siguen perdiendo es el potencial de los ingresos adicionales que se podrían conseguir con el biofertilizante obtenido como producto final. Infravalorado en el pasado, muchos de los operadores ven el biofertilizante como el corazón de su negocio. Han comprobado que la obtención de un producto final de calidad, que luego se pueda vender a los agricultores -consumiendo la menor energía posible para obtenerlo-, es esencial para que las plantas AD sigan atrayendo a los inversores.

La pasteurización eficiente del digestato

Para que el digestato sea un producto vendible, debe ser pasteurizado según las normas de certificación PAS 110. Esta acreditación asegura a los agricultores que es un producto seguro y que puede ser aplicado al terreno cultivable. El sistema de pasteurización de fangos de 3 tanques de HRS Heat Exchangers lo consigue, consumiendo hasta un 70% menos de energía que la tecnología de la competencia existente. El sistema funciona según un principio de tres tanques: mientras se llena un tanque, el segundo tanque contiene el digestato por encima de 70°C, al mismo tiempo que se vacía el tercer tanque. Cada proceso dura una hora.

Tradicionalmente, los sistemas que calientan el digestato en un tanque usan una camisa de calentamiento -es como esperar que una tetera gigante hierva-, y luego eliminan el calor después de que haya cumplido su propósito original. El sistema HRS emplea la recuperación de energía y es típicamente de dos a tres veces más eficiente. Al transferir energía de los lodos más calientes (pasteurizados) a los lodos más fríos (no pasteurizados), el consumo de energía se reduce en un 70%, maximizando el calor que de otro modo habría sido desperdiciado. Esto también evita la necesidad de instalar una fuente de calor adicional, como una caldera de biomasa, que podría agregar cientos de miles de euros a la inversión.

Reducción de costes

Con los inversores que buscan reducir los costes en todas las áreas de la planta AD, los sistemas de pasteurización eficientes de hoy ofrecen un menor tiempo de inactividad y una mayor producción de digestato. El tubo interior del intercambiador del sistema HRS que transporta el digestato, es un diseño corrugado único, a diferencia de los tubos lisos utilizados en otros intercambiadores alternativos. Esto aumenta la transferencia de calor mediante la creación de turbulencia adicional y también ayuda a reducir la suciedad -como el digestado viaja alrededor del sistema, es menos probable que se adhiera a la pared del tubo, disminuye el tiempo de inactividad y mantenimiento, y aumenta la vida útil del sistema-.

Flexible y adaptable

With increased competition for feedstock among food waste AD operators, digestate stocks can fluctuate depending on the volume of feedstock being processed at the front end. It is therefore, important that operators employ a pasteurisation system which is capable of running a continuous process even when stock levels fall. HRS’ addition of four level temperature probes – three in the bottom of each tank and one in the top – means the tanks can be filled to half capacities should the demand or flow drop off, allowing for continuous and flexible digestate production. Without these probes, the system would be put on a ‘go slow’ waiting for the tanks to fill, which would not only require more heat but would also incur the expense of slowing down production or shutting the system and restarting.

Con el aumento de la competencia por la materia prima entre los operadores de AD de desechos alimentarios, las existencias de digestato pueden fluctuar dependiendo del volumen de materia prima que se procese. Por lo tanto, es importante que los operadores empleen un sistema de pasteurización que sea capaz de llevar a cabo un proceso continuo, incluso cuando los niveles de stock caen. HRS ha añadido cuatro sondas de temperatura de nivel (tres en el fondo de cada tanque y una en la parte superior), lo que significa que los tanques pueden llenarse a la mitad de las capacidades si la demanda o el caudal disminuyen, permitiendo una producción continua y flexible de digestato. Sin estas sondas, el sistema se pondría en marcha lentamente, esperando que los tanques se llenen, lo que no sólo requeriría más calor, sino que también implicaría más gasto para ralentizar la producción o cerrar el sistema y reiniciar.

También es fundamental que un sistema de pasteurización se adapte a las necesidades de una planta individual. Los operadores AD están ahora exigiendo cada vez más sistemas que ofrezcan un mínimo impacto, escalabilidad y un plazo de entrega flexible. Todos estos requisitos son estándares en HRS.

Trazabilidad

But perhaps the most important factor for any AD operator looking to purchase a new pasteurisation system is traceability. The ability to trace a batch of digestate back to its original feedstock consignment is invaluable in demonstrating accountability and providing peace of mind, and is an important feature of the HRS system, which uses the company’s in-house software to ensure its clients remain accountable and compliant with PAS 110 standards at all times.

Pero quizás el factor más importante para cualquier operador AD que busque comprar un nuevo sistema de pasteurización es la trazabilidad. La capacidad de rastrear un lote de digestato con su materia prima original es clave para hacer un seguimiento de los costes del sistema, a la vez que proporciona tranquilidad en el proceso, y ésta es una característica de los equipos de HRS, que utilizan el software interno de la empresa para asegurar que sus clientes siguan siendo responsables y que cumplan con las normas PAS 110 en todo momento.

 Overcoming digestate storage issues

Yet while heat exchanger and pasteurisation technology is helping food waste AD operators to create a quality digestate, the sheer volumes being produced can be difficult to manage. A typical 1.5 MW plant generates as much as 40,000 TPA of liquid digestate, bringing significant economic and logistical challenges associated with its storage and transportation. And as best practice dictates that digestate should not be applied to land all year round, digestate storage is a major consideration for AD operators. In fact, spreading digestate at the wrong time of year, when the crop is unable to take full advantage of its nutrients, reduces its value and risks polluting the environment.

Reducing the liquid fraction can greatly help to overcome these issues. The Digestate Concentration System (DCS) from HRS superheats liquid digestate in a vacuum, increasing the dry matter typically from four per cent to 20 per cent and reducing the overall volume of digestate produced. This means that up to 60 percent less storage capacity is needed and fewer lorry loads are required, helping curb a plant’s transportation costs and carbon footprint. The water removed by the process is then recovered and can be mixed with the AD feedstock, increasing the efficiency of the digester and reducing the overall amount of energy and water used.

Survival of the fittest

The use of intelligent heat exchanger, pasteurisation and concentration technology could help food waste AD operators to recover nearly half the heat produced by their AD plant and assist them in producing a quality biofertiliser, at the same time as making cost and energy savings. Maximising the value of digestate will give AD operators the best chance of not only surviving, but thriving in the face of uncertain government subsidies.

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