Optimización de Procesos AD- Principales Consejos para la industria alimentaria
Es fácil ver por qué la digestión anaeróbica (AD) se ha convertido en una tecnología tan popular en la industria alimentaria. En la actualidad, más de 400 plantas de AD están generando más de 500 MW de energía, pero el potencial de AD en Inglaterra es de hasta 80 TWh de metano (equivalente al 30% de la demanda de gas del Reino Unido) según ADBA *.
AD utiliza flujo de residuos y subproductos, a menudo eliminando la necesidad de utilizar otras tecnologías de tratamiento de residuos. Puede proporcionar calor y electricidad para operaciones de procesamiento y produce un valioso producto final en forma de digestato.biofertilizante
Sin embargo, aunque plantas de gran envergadura/a todas las escalas/pueden proporcionar estos beneficios, no todas son tan eficientes como podrían o deberían ser. Con los recientes cambios en los esquemas de apoyo a las energías renovables en el Reino Unido, es importante asegurarse de que toda la energía disponible se utiliza de alguna manera (los vatios disponibles), lo que significa que todo, desde lo más obvio, como la cantidad de biogás producido y la eficiencia de las unidades combinadas de calor y electricidad (CHP), a las menos obvias, como la utilización de calor residual CHP para mejorar aún más el proceso, debe ser examinado y maximizado siempre cuando sea posible.
Obviamente, el mejor momento para hacer esto es al principio del proceso de planificación, para que el equipo pueda especificarse adecuadamente y la planta diseñada en torno a un diseño óptimo. Sin embargo, aunque esto podría ser la situación ideal, es probable que los gerentes de proyectos y los operadores de la planta puedan mejorar la eficiencia general de casi cualquier planta AD existente si se tienen en cuenta consideraciones clave.
Consejos clave para la optimización de procesos AD
- Evalúe todo su proceso desde la obtención de materias primas a la exportación de digestato. El primer paso de cualquier proceso de optimización es entender lo que estás (o estarás) haciendo. Analice cada paso para ver dónde puede ocurrir la pérdida y cómo se podría mejorar. Por ejemplo, ¿podría precalentar la materia prima antes de entrar en el digestor o, si ya lo está haciendo, podría reutilizar el calor ya generado en otro lugar? ¿La proporción de calor a la electricidad generada corresponde a sus necesidades? Si todavía está indeciso o evaluando la situación, ¿otra unidad se adaptaría mejor a sus necesidades? Si su planta ya está en funcionamiento, ¿podría reutilizar cualquier calor perdido? También observa y evalué su digestato actual – podría añadirle más valor, tal vez a través de pasteurización o concentración?
- Maximizar la eficiencia de todos los procesos, desde la generación de energía hasta la transferencia térmica/el intercambio de calor. Compruebe la eficiencia de todos los procesos, ya sea en términos de transferencia térmica, salida eléctrica o generación de gas. Mantener el equipo, particularmente las superficies de intercambio de calor, limpias y con un buen mantenimiento, ya que esto le ayudará funcionar eficazmente a pleno rendimiento.
Al especificar o investigar un equipo, recuerde que durante la vida útil de una planta, los efectos de incluso una pequeña diferencia en la eficiencia general podría ser considerable. Por ejemplo, un aumento de 0,25% en la eficiencia eléctrica de una unidad de cogeneración de 500 kW podría valer más de £ 7,000 durante la vida de una planta. Asimismo, reducir el volumen de digestato producido por la planta puede crear otros beneficios, como reducir la cantidad de almacenamiento requerida (reducir los costos de capital) o los requerimientos de transporte (reducir los costos de operación).
- Reutilizar el calor que de otra manera se perdería. Puede que no parezca obvio al principio, pero cualquier cantidad grande de calor tiene un uso, incluyendo el calor emitido por radiadores (como el bucle de enfriamiento de un motor CHP), intercambiadores de calor u otras partes del proceso.
Si es que aun no precalienta su materia prima, hacerlo puede aumentar la eficiencia térmica del digestor, mientras que si usted ya lo hace, el uso de calor de otra parte del proceso será más barato (y más verde) que la creación de calor sólo para este propósito. Del mismo modo, la pasteurización del digestato utilizando calor reciclado evita la necesidad de instalar una fuente de calor adicional, tal como una caldera de biomasa, que podría incrementar significativamente la inversión del proyecto.
Muchos sistemas de pasteurización en el mercado simplemente desechan el calor utilizado. Los sistemas HRS reciclan ese calor, haciéndolos hasta un 70% más eficientes que un pasteurizador típico de tipo «camisa de calentamiento» y permitiendo que este calor se reutilice, ya sea en otras partes del proceso (por ejemplo, concentración de digestato) o exportándolo a otros procesos.
- Apuntando hacia un procesamiento continúo. Tener que parar y comenzar partes de su planta puede ser ineficiente, incluso si el proceso es automatizado. El uso de sistemas de concentración de digestato o pasteurización multi -tanque, significa que mientras que un tanque está siendo tratado térmicamente, otro puede llenarse o vaciarse, asegurando que el resto del proceso AD no se interrumpa.
Además de esto, los sistemas de múltiples tanques HRS utilizan cuatro sondas de temperatura de nivel en cada tanque, tres en la parte inferior de cada tanque y una en la parte superior – para que los tanques puedan llenarse a la mitad de capacidad si la demanda o el flujo disminuye, permitiendo así una producción continua y flexible de digestato. Sin estas sondas, el sistema se pondría en marcha lentamente, esperando que los tanques se llenaran, lo que no sólo requeriría más calor, sino que también implicaría el gasto de ralentizar la producción o parar el sistema y reiniciar.
- Maximice la calidad y el valor de su digestato. El digestato debe ser considerado como un producto clave de la digestión anaeróbica y no simplemente como algo que necesita ser tratado. Maximizar su valor en términos de nutrientes, facilidad de uso y calidad también ayudará a aumentar su valor financiero para su negocio. Pasteurizar el digestato no sólo cumple con PAS110, sino que puede servir como medio para asegurar y tranquilizar a los compradores. La producción de digestato de una consistencia adecuada para uso agrícola, por ejemplo concentrando un digestato altamente líquido, también puede aumentar su valor y ser de gran utilidad para los agricultores y los cultivadores.
En la actualidad, la trazabilidad es importante en todas las etapas de la cadena alimentaria y la elección de un sistema de pasteurización o concentración con un software de trazabilidad incorporado enfatizará la calidad de su biofertilizante a los clientes potenciales al mismo tiempo que reduce el tiempo y los costos asociados con el mantenimiento y cumplimiento de manuales.
- Minimice el tiempo de inactividad y mantenimiento. Si la planta no está funcionando, entonces no está generando energía o un retorno de su inversión. Si bien el mantenimiento rutinario y la revisión de la planta son esenciales para mantener un funcionando óptimo, no debería tener que detenerse para limpiar las tuberías o reemplazar los filtros. También debe esperar que el equipo tenga una vida útil razonable y que no se dañe prematuramente, por ejemplo por corrosión. El uso de los intercambiadores de calor HRS DTI de doble tubo o de tubo en tubo ayuda a reducir el ensuciamiento por digestato o de materia prima ya que el perfil ondulado de las tuberías altera la capa límite del fluido y crea mayor velocidad y turbulencia, evitando que se pegue a la pared del tubo y causando la corrosión. En consecuencia, estos sistemas necesitan menos limpieza.
HRS Heat Exchangers ha trabajado con varias plantas AD de alimentos en todas las etapas, desde estudios iniciales de factibilidad hasta equipos de reacondicionamiento a plantas operacionales establecidas. Es posible reducir los residuos y, al mismo tiempo, aumentar el valor y la eficiencia de una planta de AD. Esto, a su vez, brinda resultados reales y mantiene una forma ecológicamente correcta de tratar los residuos y generar energía en un entorno político incierto.
By Matt Hale, International Sales Manager, HRS Heat Exchangers