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Proyecto H2020 DRALOD:Tecnología de secado basada en energías renovables para una valorización rentable de los residuos de la industria de procesamiento de alimentos

  • Tipus Projecte
  • Estat Completado
  • Execució 2018 -2021
  • Pressupost assignat 1.906.892,00 €
  • Àmbit Europeo
  • Font principal de finançament H2020
  • Web del projecte SABANA
Descripció
DRALOD propone avanzar más allá del estado del arte para ofrecer un nuevo concepto de planta de secado diseñado para los mercados europeos, donde las condiciones climatológicas implican la necesidad de sistemas de calefacción sofisticados y energéticamente eficientes y un desafío técnico en la optimización de la operación combinada al nivel de lograr la rentabilidad en el secado de residuos. DRALOD propone una innovadora planta de secado de aire a baja temperatura con las principales ventajas de ser: - Sostenible: utilizando fuentes de energía renovables (calefacción solar y de aire de biomasa), así como recuperación de calor para una mayor eficiencia energética. - Adecuado para la conservación de ingredientes nutricionales: mediante un proceso de temperatura demostrado ser fiable para eliminar patógenos y preservar el contenido de nutrientes. - Adecuado para la valorización de residuos con un alto contenido de agua: permite una reducción del contenido de agua de aproximadamente el 80% a menos del 15%, prolonga la vida útil de aproximadamente 7 días a 1 año), aumentando así la viabilidad económica de su almacenamiento y transporte. - Rentable: con costes operativos optimizados, lo que permite la viabilidad financiera en el secado de productos de bajo precio.
Descripció de les activitats
· Diseño, implementación y puesta en marcha de la planta piloto DRALOD: una planta de secado a baja temperatura basada en energías renovables. Un sistema de calefacción de biomasa está optimizado para funcionar como fuente de calor auxiliar en la planta, alimentado por calefacción solar de aire. La planta piloto está ubicada en Chiloeches (España), una ubicación estratégica cerca de grandes plantas de procesamiento de alimentos y bebidas. Su temperatura de funcionamiento es de 75ºC. Utiliza un secador rotativo co-actual con trommel de doble paso. · La planta piloto funciona durante un período de demostración de 9 semanas. Se demuestra para el secado de diferentes materiales, incluido el grano gastado de cerveza (BSG), pulpa de naranja, pulpa de remolacha y subproductos del aceite de oliva. Se ha demostrado que la combinación de una instalación solar de 2.500 m2 con una caldera de 1 MW proporciona una relación solar/biomasa adecuada. Esta combinación permite que el porcentaje de aporte solar al sistema sea superior al 50%, permitiendo un importante ahorro en la biomasa consumida. El sistema solar cumple con las expectativas de producción y salto térmico, presentándolo como una alternativa interesante en la implementación de este tipo de sistemas solares en secadores de arrastre de aire a baja temperatura. La temperatura de 75ºC en el proceso de secado a baja temperatura permite un secado eficiente sin alterar la composición de determinados productos. · Se ha diseñado e implementado una unidad de recuperación de calor (HRU) como prototipo a escala de investigación. Se compone de una unidad de condensación de depurador que recupera el calor del aire de escape a la salida del secador y un sistema de bomba de calor para mejorar el calor del calentamiento solar del aire a una temperatura utilizable. Se probó por primera vez en un entorno de laboratorio en Böras (Suecia). A continuación, se instaló en la planta piloto de DRALOD y se probó en un entorno industrial real. Las pruebas muestran un buen rendimiento energético. La HRU puede recuperar unos 20 kW de calor del sistema de secado. El calor recuperado se utiliza como fuente de calor de la bomba de calor. Un sistema a gran escala es de aproximadamente 1 MW, Sobre la base del conocimiento obtenido de estas actividades de investigación y desarrollo, se han especificado las especificaciones para una HRU a gran escala de 1 MW, que estará operativa en una planta piloto de DRALOD. · Un análisis de costo-beneficio de la planta piloto DRALOD basado en modelos computacionales para la determinación de las condiciones óptimas de operación. · 3 publicaciones científicas en revistas revisadas por pares. · Participación en 3 conferencias científicas: 6ª Conferencia Centroeuropea de Biomasa (CEBC 2020) Graz-Austria, 29ª Conferencia y Exposición Europea de Biomasa (EUBCE 2020), 23ª Conferencia sobre integración de procesos, modelado y optimización para el servicio de energía y la reducción de la contaminación (PRES'20) on-line. · Participación en exposiciones industriales: Un póster de presentación del proyecto DRALOD se exhibió en la feria ÖKOTHERM en Agritechnica 2019, la feria líder mundial de maquinaria agrícola que tuvo lugar en Hannover. · Se aceptan contribuciones a dos congresos científicos adicionales, que han sido pospuestos debido a la pandemia de covid-19, y se espera que tengan lugar en 2022. · Creación de herramientas de difusión, incluida la página web www.dralod.eu se actualiza periódicamente con noticias sobre el progreso del proyecto.
Descripció contextual
EL PROBLEMA QUE SE ESTÁ ABORDANDO La UE27 genera anualmente 90 millones de toneladas de residuos alimentarios, lo que supone un importante problema medioambiental. Los expertos han destacado la necesidad de generar estrategias de valorización y reutilización de los residuos alimentarios para producir productos de mayor valor y comercializables, lo que conduce a una mayor adopción de estrategias de economía circular por parte del sector de transformación de alimentos. Este proyecto identifica una excelente oportunidad de negocio para promover la valorización para la reutilización de determinados residuos procedentes de la industria de transformación de alimentos y bebidas, caracterizados por: - Un alto contenido de agua (>80%), que tradicionalmente ha sido un inconveniente para la reutilización, ya que este tipo de residuos tienen una fermentación y degradación muy rápidas y son enormemente ineficientes para su transporte y almacenamiento. - Contener ingredientes nutricionales de gran valor, ampliamente validados por la comunidad científica como ricos en biocompuestos funcionales, demandados por la industria nutracéutica y farmacéutica. ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE PARA LA SOCIEDAD? Nuestro proceso ofrece un camino respetuoso con el medio ambiente para la valorización de los residuos de procesamiento de alimentos, ahorrando emisiones de CO2 a la atmósfera con referencia a un sistema de secado alimentado por gas natural. El secado de residuos con alto contenido de agua aporta beneficios adicionales relacionados con el cambio climático, desde la perspectiva de la reducción del volumen del transporte por carretera a partir de la reducción de un promedio del 65% de la masa del producto, después de ser secado. Además, DRALOD también tendrá un importante impacto beneficioso al permitir la reutilización de los residuos de procesamiento de alimentos, como producto valorizado para la alimentación animal y/o ingredientes funcionales para las industrias nutricional y farmacéutica. Este proyecto puede generar los siguientes beneficios para la sociedad: - Contribuir a proteger a la sociedad contra los efectos adversos del calentamiento global, al contribuir a abordar el desafío de cambiar los procesos de secado al aire a energías limpias y reducir el volumen de envíos por carretera relacionados con la gestión de residuos en el procesamiento de alimentos. - Contribuir a la generación de empleo en sectores emergentes como la valorización de residuos, así como en sectores consolidados como las energías renovables, en particular los segmentos industriales solar y de biomasa. - Contribuir a la preservación de los ecosistemas proporcionando métodos alternativos que desplacen a los vertederos. OBJETIVOS GENERALES DEL PROYECTO Los principales objetivos técnicos de este proyecto son: - Diseñar, implementar y validar un sistema de valorización energética, optimizado para las condiciones de operación de la planta DRALOD- Implementar un sistema de calefacción de biomasa con alta flexibilidad tanto en cuanto a tipo de combustibles/calidad del combustible como en modo de operación que permita bajos costes operativos como fuente de calor auxiliar. - Diseñar, implementar y validar una unidad de control inteligente propia para una planta de secado combinada solar-biomasa basada en la simulación termodinámica de un sistema dinámico multidominio - Diseñar la planta de secado DRAOD, así como la integración de estos subsistemas con el túnel de secado y los sistemas auxiliares. - Poner en marcha una planta piloto con una capacidad de 35.000 toneladas de residuos/año con un contenido de agua del >80% al <15% y ejecutar un demostrador para evaluar el rendimiento de la planta desde una perspectiva financiera, operativa y ambiental.
Objectius
La UE27 genera anualmente 90 millones de toneladas de residuos alimentarios, de los cuales un 39% se genera en los procesos de fabricación. La industria procesadora de alimentos necesita urgentemente soluciones sostenibles para la valorización y reutilización de residuos. Nuestra propuesta: DRALOD, un proceso de secado disruptivo replicable, 100 % respetuoso con el medio ambiente y extremadamente rentable: - Ambientalmente: DRALOD utiliza únicamente energías renovables, para permitir la valorización de residuos de origen vegetal en ingredientes funcionales de gran valor como lo exige la industria nutracéutica y farmacéutica. - Rentabilidad: la planta de secado DRALOD tiene un período de recuperación inferior a 6 años para una planta promedio con una capacidad de 35.000 toneladas/año. Nuestros Activos:- Antecedentes tecnológicos del Consorcio: El Coordinador (PERNIA) tiene experiencia en plantas de secado solar con derechos de licencia sobre una tecnología líder en calefacción solar. OKOTHERM es especialista en el desarrollo y fabricación de sistemas innovadores de calefacción de biomasa desde 1995, mientras que los RTDP DFBZ y RISE aportan conocimientos de primer nivel para la implementación de recuperación de energía y unidades de control inteligentes para el sistema combinado de secado solar-biomasa DRALOD. - Visión impulsada por la industria: la facturación de PERNIA supera los 2,2 millones de euros en 2017, con un aumento de beneficio neto del 32% con respecto a 2016, operando en secado solar para BSG. valorización, evidenciando un alto potencial. Mercado objetivo: El volumen generado de residuos con alto contenido de agua procedentes del procesamiento de alimentos de origen vegetal, supone un SAM estimado en 1.395 millones de euros en 2024. Modelo de negocio: Puesta en marcha de las plantas de secado DRALOD bajo un modelo de negocio de franquicia, diseñado para superar las barreras de inversión inicial reduciendo la inversión inicial requerida por nuestros clientes en un 30%. Estrategia de comercialización: El sector cervecero es nuestro mercado de cabeza de playa. Actualmente trabajamos para el mayor grupo cervecero español. Nuestros mercados de seguimiento incluirán los sectores de bodegas, zumos de frutas y aceite de oliva. Proyecciones financieras: 44 millones de euros y 80 nuevos empleos directos hasta 2024.
Resultats
Aproximadamente un tercio de los alimentos producidos en Europa se desechan y gran parte se desperdicia durante la producción. Esto equivale anualmente a unos 90 millones de toneladas de desperdicio de alimentos, suficientes para cubrir unos 12 000 campos de fútbol. Tales cantidades de residuos crean un problema ambiental significativo. Teniendo en cuenta el transporte vehicular, cada tonelada de alimentos desperdiciados termina produciendo un promedio de 2 toneladas de emisiones de CO2. Reducir el impacto de la producción de alimentos forma parte del plan de acción de la Comisión Europea para la economía circular. Los residuos de alimentos generalmente se procesan a través del compostaje y la incineración, pero esto también es un desperdicio. Los residuos de alimentos contienen ingredientes valiosos que pueden extraerse y utilizarse de forma rentable. El proyecto DRAOD, financiado con fondos europeos, desarrolló un sistema para reciclar residuos de alimentos y convertirlos en nuevos productos. Parte del sistema implica una nueva tecnología de secado, y el resto presenta varios procesos químicos para extraer ingredientes clave de los desechos secos. Los tres objetivos del proyecto incluían objetivos precomerciales, comerciales y técnicos. Con respecto a este último, el equipo desarrolló y validó aspectos de los sistemas de secado y gestión de la energía, concluyendo con el diseño y puesta en marcha de una planta piloto de demostración. Secadora con energía renovable Los residuos húmedos son voluminosos y pesados, por lo que la primera etapa de tratamiento consiste en el secado para reducir el volumen y el peso. «Nuestro proceso de secado al aire funciona con una mezcla de fuentes de energía renovables», explica Alfonso Pérez Carballo, coordinador del proyecto. "La energía solar proporciona alrededor del 50 %; el resto proviene de diversas fuentes de biomasa". La combinación de dos fuentes de energía renovables da como resultado una huella de carbono muy baja, y los sistemas de recuperación de energía mejoran aún más la eficiencia. El secado tarda unas 24 horas, tiempo suficiente para destruir los patógenos. Sin embargo, el proceso es lo suficientemente frío como para evitar la descomposición de las moléculas orgánicas útiles recuperadas durante el proceso de reciclaje. El proceso produce un producto seco estable que no fermenta ni se descompone, de un volumen y peso mucho menores que los residuos originales y con una vida útil de más de 1 año. Recuperación de compuestos útiles Los residuos de alimentos secos se pueden tratar aún más para recuperar sustancias útiles. "Entonces el residuo ya no es residuo", añade Pérez Carballo. "Se recicla para darle una segunda vida. Dependiendo del tipo de desperdicio de alimentos procesado, se pueden extraer diferentes compuestos para diferentes industrias. Por ejemplo, podemos encontrar proteínas, fibras prebióticas, polifenoles y un largo etcétera de ingredientes". Estos pueden ser utilizados por las industrias farmacéutica y de suplementos nutricionales. La planta piloto de DRALOD funcionó durante un período de demostración de varios meses. Los investigadores lo diseñaron para procesar 35 000 toneladas de residuos al año, lo que el secado redujo en un 65 %. Los cálculos del proyecto muestran que transportar la producción seca anual de la planta a más de 200 km reduciría las emisiones de CO2 en más de 1 000 toneladas al año. En comparación con los sistemas de secado que funcionan con gas natural, la planta debería ahorrar 8.200 toneladas de CO2 al año. El equipo del proyecto también demostró el pleno cumplimiento de la normativa de la UE, logrando así la certificación reglamentaria. Gracias al sistema DRALOD, los residuos de alimentos pueden ser reprocesados y reutilizados. Al hacerlo, también se reducen las emisiones de CO2.
Coordinadors
  • L PERNIA SA (PERNIA)
Col·laboradors
  • SCHNEIDER ELECTRIC ESPANA SA
  • ACT SISTEMAS SL
  • ATOS IT SOLUTIONS AND SERVICES IBERIA SL (ATOS IT)
  • FUNDACION AYESA
  • SINTEF ENERGI AS
  • ENERGYNAUTICS GMBH
  • SIAXAMPANIS E.E. (ALKIONIS)
  • ELEKTROENERGIEN SISTEMEN OPERATOR EAD (ECO ESO ELECTRICITY SYSTEM OPERATOR)
  • SCHNEIDER ELECTRIC FRANCE SAS (SEF)
  • IDENER TECHNOLOGIES SL (IDENER)
  • DIL DIEL
  • CHECKWATT AB
  • INCITES CONSULTING SA
  • ETHNIKO KENTRO EREVNAS KAI TECHNOLOGIKIS ANAPTYXIS (CENTRE FOR RESEARCH AND TECHNOLOGY HELLAS CERTH)
  • ELECTRODISTRIBUTION GRID WEST AD (EDG West)
  • SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS (SCHN)
  • PANEPISTIMIO DYTIKIS MAKEDONIAS (UNIVERSITY OF WESTERN MACEDONIA UOWM)
  • DIMOSIA EPICHEIRISI ILEKTRISMOU ANONYMI ETAIREIA (PUBLIC POWER CORPORATION SA)
  • FUNDACION TECNALIA RESEARCH & INNOVATION (TECNALIA)
  • FUNDACIO INSTITUT DE RECERCA DE L'ENERGIA DE CATALUNYA (IREC-CERCA)
  • ATOS SPAIN SA
  • SIDROCO HOLDINGS LIMITED (SIDROCO HOLDINGS LIMITED)
  • RAVNA HYDRO LTD
  • UBITECH LIMITED
  • DIMOS AVDIRON (MUNICIPALITY OF AVDERA)
  • PREDUZECE ZA TELEKOMUNIKACIJSKE USLUGE REALAIZ DOO BEOGRAD (SAVSKI VENAC) (COMPANY FOR TELECOMMUNICATION SERVICES REALAIZ DOO BELGRADE (SAVSK)
  • 0 INFINITY LIMITED
  • INNOVATIVE ENERGY AND INFORMATION TECHNOLOGIES LTD (IEIT)
  • EIGHT BELLS LTD (EIGHT BELLS LTD)
  • ATOS IT SOLUTIONS AND SERVICES IBERIA SL (ATOS IT)
  • GEIE ERCIM (ERCIM)
  • NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU (NTNU)
  • INDEPENDENT POWER TRANSMISSION OPERATOR SA (IPTO or ADMIE)
  • CYBERLENS LTD
  • ESTABANELL Y PAHISA ENERGIA SA (ANELL)
  • GOTTFRIED WILHELM LEIBNIZ UNIVERSITAET HANNOVER (LUH)