TFG expo
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El documento describe cuatro proyectos para mejorar la eficiencia energética en industrias agroalimentarias mediante el uso de energías alternativas. Se analizan los procesos productivos y consumos energéticos de una almazara, bodega, central hortofrutícola y fábrica de pienso. Se proponen alternativas como sustituir una caldera de gasóleo por biomasa en la almazara e instalar sistemas de climatización geotérmica en la bodega y central hortofrutícol
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- 1. Suministro energético con energías alternativas en industrias agroalimentarias Alumno: Guillermo Álvarez-Cascos Nevado. Tutor: Fernando Ruiz Mazarrón ! 30 de Septiembre 2014 Trabajo de Fin de Grado
- 2. Suministro energético con energías alternativas en industrias agroalimentarias 1. Justificación
- 3. Suministro energético con energías alternativas en industrias agroalimentarias EU 2020 IEE TESLA Estructura del Proyecto
- 4. EU 2020 IEE TESLA Medio ambiente y energía: ! • 20 % de reducción GEI. • 20% cupo energía renovable. • 20% mejora eficiencia energética. Intelligent Energy Europe:! Ofrecer ayuda a aquellas empresas que quieran utilizar la energía de un modo más sostenible. Transferring Energy Save Laid on Agro-industry:! Estudio de las industrias agroalimentarias para la reducción del consumo y la mejora de la eficiencia energética.
- 5. TESLA COGECA Cooperativas Agrarias Europeas CONFAGRI Coop de France Cooperativas agroalimentarias Legacoop
- 6. CONFAGRI Coop de France Cooperativas agroalimentarias Legacoop + + + + +
- 7. Objetivos del proyecto: Central hortofrutícolaBodega Fábrica de pienso A través de Auditorias energéticas EN: 16247:2012 Estudio de las industrias europeas seleccionadas: Almazara
- 8. Auditorias energéticas EN: 16247:2012 Fase I: Recopilación de la Información Facturas, equipos, proceso de producción Toma de datos de consumo de equipos, parámetros eléctricos Análisis de datos Fase II: Realización de medidas y toma de datos Fase III: Análisis y evaluación de la instalación Fase IV: Realización del informe
- 9. Fase II: Realización de medidas y toma de datos TFG Suministro energético con energías alternativas en industrias agroalimentarias 1. Caracterización previa de los procesos productivos ! 2. Identificación de los puntos críticos de consumo energético ! 3. Alternativas para reducir consumo utilizando energías alternativas y mejorando tecnologías existentes
- 10. Suministro energético con energías alternativas en industrias agroalimentarias 2. Procesos productivos
- 11. Diagrama del proceso productivo en Almazara Envasado Almacenamiento Loteado Limpieza Tamizado BatidoAlmacenamientoPesado Limpieza y! lavado Recepción Molienda Separación! fases Granel No Llenado Taponado Expedición Si 37.245 t 8.245 t 22%Rendimiento del proceso
- 12. Diagrama del proceso productivo en Bodega 94%Rendimiento del proceso Recepción Estrujado/! despalillado Fermentación Trasiego Mezcla Expedición Embotellado Depósito! pulmón Filtrado Clarificado 34.610 t 26.575 t de vino LiasOrujo 2.650 t 3.500 t
- 13. Diagrama del proceso productivo en Central hortofrutícola: Cítricos Recepción Carga/Descarga Almacenamiento! Drencher Precalibrado Desverdizado Almacenamiento Lavado Secado Tría Calibrado Envasado Refrigeración Encajado Encestado Despaletizado Expedición 7.684 t 7.310 t
- 14. Diagrama del proceso productivo en Central hortofrutícola: Frutas y hortalizas Recepción Carga/ Descarga Almacenamiento Pre-enfiramieto Lavado Secado Tria! Calibrado Envasado Encestado Encajado Paletizado Refrigeración Expedición Pimiento: 14.177 t Melón: 835 t Pimiento: 14.517 t Melón: 880 t 96%Rendimiento del proceso
- 15. Diagrama del proceso productivo en Fábrica de pienso: Granel Molienda Almacenamiento en silos Materias primas Recepción Dosificación y mezcla Materias auxiliares Ensacado Expedición 64.000 t 60.500 t 94%Rendimiento del proceso
- 16. Suministro energético con energías alternativas en industrias agroalimentarias 3. Auditoría energética
- 17. Metodología para el cálculo horario de cada máquina Analizador de redes Cuadros eléctricos Consumos de varias máquinas Fase del proceso productivo (kWh) Recopilación de la información Potencia instalada en cada máquina (kW) Potencia instalada en cada fase SUM kW
- 18. Fase del proceso productivo (kWh) Potencia instalada en cada fase SUM kW = Horas/ año de cada fase X Potencia nominal de cada máquina asignada a cada fase = Consumo energético estimado! de cada máquina. Metodología para el cálculo horario de cada máquina
- 19. 1. Almazara Cantidad Unidad kWh Electricidad 1.296.336 kWh 1.296.336 Biomasa 250 t 1.250.856 Distribución consumos energeticos en almazara 49% 51% Electricidad Biomasa En almazara, los consumos energéticos se distribuyen a partes iguales y la energía producida a partir de biomasa tiene un pequeño coste, pues se genera durante el proceso.
- 20. kWh 0 100000 200000 300000 400000 Noviembre Enero Marzo Mayo Julio Septiembre Electrica Biomasa Distribución anual del consumo energético
- 21. Distribución del consumo energético por procesos kWh 0 350000 700000 1050000 1400000 Otros Calor Envasado Almacenamiento Recepción Fabricación Electricidad Biomasa
- 22. Proceso Equipo Ud kW/ud Potencia (kW) Horas/año kWh Fabricación Molino 14 29,75 419,60 972,65 408.127,95 Fabricación Centrifugas Hz. 7 21,90 154,45 972,65 150.231,15 Fabricación Batidoras 14 13,14 132,39 972,65 120.184,92 Fabricación Centrifugas Hz. 2 8,76 123,56 972,65 107.307,96 Fabricación Centrifugas Vt. 7 54,75 110,32 972,65 75.115,57 Consumo estimado de los equipos de mayor potencia en Almazara
- 23. 2. Bodega Cantidad Unidad Electricidad 1.726. 270 kWh Gasóleo 177.870 kWh Distribución consumos energeticos en almazara 9% 91% Electricidad Gasóleo La electricidad tiene diversos puntos de consumo como iluminación, motores de los distintos procesos, los equipos de producción y la distribución de frío y el compresor.
- 24. Distribución anual del consumo eléctrico 0 100000 200000 300000 400000 Enero Marzo Mayo Julio Septiembre Noviembre Electricidad
- 25. Distribución del consumo electrico por proceso kWh 0 225000 450000 675000 900000 Recepción Prensado Ferm entación Trasiegos y m ezlcas C larificación Auxiliares O ficinas Electricidad
- 26. Consumo estimado de los equipos de mayor potencia en Bodega (Equipos de frío). Proceso Equipo Ud kW Horas/año (kW) kWh Fermentación Equipo de frío (ferm) 1 305 1105 305 33.6930 Fermentación Equipo de frío (ferm) 1 114,8 1105 114.8 126.818 Prensa Equipo de frío (Prensa) 1 119,2 833 119.2 99.284 Procesos auxiliares Equipo de frío (F.d.T) 1 305 125 305 38.148 Procesos auxiliares Equipo de frío (F.d.T) 1 119,23 125 119.23 14.913 Procesos auxiliares Equipo de frío (F.d.T) 1 114,8 125 114.8 14.359 Oficinas Bomba de calor (Ofic) 1 3 1630 3 4890
- 27. Consumo estimado de los equipos de mayor potencia en Bodega (motores). Proceso Equipo Ud kW Horas/año kW kWh Fermentación Motor eléctrico tanque 30 4,8 1105 144 159.075 Fermentación Bomba 25 3 1105 75 82.852 Fermentación Bomba tanque 30 1,9 1105 57 62.967 Fermentación Bomba 14 3 1105 42 46.397 Prensa Compresor 1 43 833 43 35.815 Bomba Bombas de trasiego 2 9,56 666 19,2 12.733 Bomba Bombas de trasiego 1 13 666 13 8.657 Bomba Bombas de trasiego 2 6,25 666 12,5 8.324 Bomba Bomba monobloque 1 11 666 11 7.325 Bomba Bombas de trasiego 2 5,5 666 11 7.325 Procesos auxiliares Compresor (F.d.T) 1 42,98 125 42,98 5.376 Recepción Bomba monobloque 1 11 413 11 4.542 Fermentación Bombas de trasiego 1 3 1105 3 3.314 Procesos auxiliares Bomba 1 0,73 125 0,73 91
- 28. 3. Central hortofrutícola Cantidad Unidad kWh Electricidad 1.281.079 kWh 1.296.336 Gasóleo 96.000 l 67.200 Butano 11.688 Kg 148.361 Distribución consumos energeticos en C. Hortofrutícola 10% 4% 86% Electricidad Gasóleo Butano En la central hortofrutícola, la electricidad se utiliza para hacer funcionar los motores eléctricos, el gasóleo para generar calor en la fase de secado y el butano para el funcionamiento de los toros mecánicos.
- 29. Distribución de las fuentes de energía kWh 0 100000 200000 300000 400000 Enero Marzo Mayo Julio Septiembre Noviembre Electricidad Gasóleo Butano
- 30. Distribución del consumo electrico por proceso kWh 0 300000 600000 900000 1200000 Refrigeración Lavado Secado Transporte Envasado Iluminación Otros Electricidad Gasóleo Butano
- 31. Consumo estimado de los equipos de mayor potencia en Central Hortofrutícola Proceso Equipo Ud. kW/Ud Potencia (kW) Horas/año kWh Refrigeración Compresor 4 92 368 1765.68 649.770,53 Refrigeración Vaccum 1 142.6 142,6 1765.68 251.786,08
- 32. Cantidad Unidad kWh Electricidad 1.321.787 kWh 1.321.787 Gasóleo 61.170 l 599.821 Fuelóleo 36.850 l 399.417 Distribución consumos energeticos en Fábrica de pienso 3% 4% 93% Electricidad Gasóleo Fuelóleo 4. Fábrica de pienso En una fábrica de pienso el consumo eléctrico es utilizado para suministrar fuerza y alumbrado. El gasóleo es utilizado en la pala cargadora y el fuelóleo se utiliza como combustible en la caldera.
- 33. Distribución de las fuentes de energía kWh 0 32500 65000 97500 130000 Enero Marzo Mayo Julio Septiembre Noviembre Electricidad Gasóleo Fuelóleo
- 34. Distribución del consumo electrico por proceso kWh 0 200000 400000 600000 800000 Ilum inación Axiliares Expedición C arro m ezlcador G ranulaciónD osificación y m ezclaM olienda Recepción Electricidad Gasóleo Fuelóleo
- 35. Suministro energético con energías alternativas en industrias agroalimentarias 4. Potencialidad de mejora de la eficiencia energética
- 36. Metodología para el cálculo de la rentabilidad Vida util (años) Cuantificación del ahorro anual (€) Inversión en alternativa (€) Tipo de interés 4% PRD VAN
- 37. Sustitución de la caldera de gasóleo por una caldera de biomasa en Almazara
- 38. Sustitución de la caldera de gasóleo por una caldera de biomasa en Almazara Ahorro: 79.304 €/año - 250 x 163,35 € venta hueso = 38.476 € Inversión: 10.000 € PRD: < 1 año VAN: 591.000 € Vida util : 25 años Caldera Cantidad (t) Precio (€/kWh) Coste total (€) Biomasa 250 0.012 15.000 Gasóleo 128 0,07 94.314
- 39. Instalación de un equipo de climatización geotérmica para cubrir las necesidades de frío en Bodega
- 40. Instalación de un equipo de climatización geotérmica para cubrir las necesidades de frío en Bodega Verano Invierno Bomba de calor: En este caso funciona como sistema de refrigeración. ! Circuito exterior: El circuito exterior es el que está en contacto con el terreno y suele funcionar con agua o agua mezclada con líquido anticongelantes, según las temperaturas del suelo. ! Circuito interior: Encargado de intercambiar el frio con los equipos que se quieran refrigerar.
- 41. Instalación de un equipo de climatización geotérmica para cubrir las necesidades de frío en Bodega Eléctrica Geotérmica Ahorro: 38.120 € Inversión: 542.000 € 635.337 kWh 254.134 kWh 1000€/kWh 60% Vida útil: 25 añosPRD: 21,4 años VAN: 53.515 €
- 42. Instalación de un equipo de climatización geotérmica para cubrir las necesidades de frío en Central hortofrutícola Eléctrica Geotérmica Ahorro: 70.635 € Inversión: 666.740 € 1.177.250 kWh 470.900 kWh 1000€/kWh 60% Vida útil: 25 añosPRD: 12,1 años VAN: 436.726 €