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Congreso BIOENERGÍA 2011, Madrid, 12 de mayo de 2011
Demostración de un sistema de valorización integrada de residuos orgánicos de la industria agroalimentaria y
el canal HORECA
D. Alfredo Rodrigo Señer
LIFE 07 ENV/E/000820
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ainia centro tecnológico
• Sectores industriales: Alimentario y afines – farmacéutico, químico y cosmético-
• Sede social: Parque tecnológico de Paterna (Valencia) – 12.000 m2 de instalaciones
• Delegaciones: Madrid, Barcelona, Sevilla, Alicante, Vigo y Bilbao.
• Base social empresarial: 1.100 empresas asociadas; 1.400 clientes.
• Equipo humano: 195 tecnólogos; 21 disciplinas diferentes; equipos de trabajo multidisciplinares
• Servicios orientados a dar soluciones globales:I+D, Asistencia Tecnológica, Análisis y Ensayos, Formación, ainia internacional
Especialidades tecnológicas:Biotecnología, Nanotecnología, Tecnología de alimentos, Electrónica y comunicaciones y Tecnologías químicas.
• Campos de aplicación industrial:Alimentación y salud, Calidad y Seguridad Alimentaria, Diseño y Producción Industrial, Sostenibilidad.
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Índice presentación
1. Residuos orgánicos del canal HORECA
2. Gestión actual y perspectivas
3. Breve presentación del proyecto IntegralIntegral--bb
4. Resultados obtenidos
5. Resultados esperados hasta final de proyecto
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El canal HORECA
El Canal HORECA: Restaurantes, bares, hoteles, empresas de catering, comedores públicos, etc.
Nº Establecimientos en España: 289.000 • Hostelería y Restauración: 243.443• Sanidad, enseñanza, residencia de
mayores, etc.: 46.000
Aprox. el 30% del consumo alimentario en España se hace fuera de casa
Datos: Estudio Consumo Alimentario extradoméstico en España. 2008
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Residuos orgánicos del canal HORECA
Residuos de cocina, restos de bandejas
Aceites vegetales usados (fritura)
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Aceites vegetales usados (fritura)
Aceites vegetales usados (aceites de fritura)⇒ Código LER 20 01 25
⇒ Mezclas de aceites vegetales y grasas animales
⇒ Grado acidez elevado
⇒ Presencia de sólidos y humedad
Alto grado de implantación de sistemas de recogida selectiva (gestores de residuos)
Valorización: producción de biodiésel
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Residuos orgánicos del canal HORECA
AlmacenamientoPreparación Servicio Comedor
4% 6% 10%
20% PERDIDAS
Alimentos
Estudio realizado en 4 comedores públicos y restaurantes en Suecia (Engström et al., 2004)
Residuos de cocina, restos de bandejasCódigo LER 20 01 08HeterogeneidadFácilmente degradableReglamento (CE) 1069/2009 (SANDACH)
Recogida segregada: No generalizada
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Producción de biorresiduos HORECA en España
Dato estimado del total residuos HORECA= 950.000 t/año(*)
Estudio Consumo Alimentario extradoméstico en España. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino
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¡Nueva escenario a corto plazo!
Directiva Marco de Residuos (2008/98/CE)
Marzo 2011: El Consejo de Ministros aprueba la remisión a las Cortes Generales del Anteproyecto de Ley de Residuos y Suelos Contaminados.
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Directiva Marco de Residuos (2008/98/CE)
”Biorresiduo": residuo biodegradable de jardines y parques, residuosalimenticios y de cocina procedentes de hogares, restaurantes, servicios de restauración colectiva y establecimientos de consumo al por menor, y residuos comparables procedentes de plantas de transformación de
alimentos (art. 3).
Los Estados miembros adoptarán medidas para impulsar (art. 22):• la recogida separada de biorresiduos con vistas al compostaje y la
digestión anaerobia de los mismos;• el tratamiento de biorresiduos, de tal manera que se logre un alto
grado de protección del medio ambiente• el uso de materiales ambientalmente seguros producidos a partir de
biorresiduos
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ANTEPROYECTO DE LEY DE RESIDUOS Y SUELOS CONTAMINADOS (Versión de 10 de junio de 2010)
Artículo 28. Biorresiduos.1. Las autoridades ambientales adoptarán medidas apropiadas, para:a) Establecer la recogida separada de biorresiduos con vistas al
compostaje o la digestión anaerobia de los mismos. • el 20% antes de 2016 • el 40% en el 2020(*) porcentajes calculados respecto al peso total de biorresiduos generado.
Los objetivos anteriores se podrán conseguir mediante:• 1º. el compostaje doméstico,• 2º. la recogida separada de la fracción vegetal,
• 3º. la recogida en grandes generadores,• 4º. la recogida de la fracción orgánica de los residuos domésticos
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Proyecto Cofinanciado por el programa LIFE+
LIFE 07 ENV/E/000820
Proyecto:
PROYECTO DE DEMOSTRACIÓN
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Objetivo
Evaluar la viabilidad técnica y la sostenibilidad (económica y ambiental) de un modelo integrado de producción de biodiesel y biogás a partir de residuos de la industria
agroalimentaria y del canal HORECA
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Modelo de valorización integrada
Aceite vegetal(usado )
INDUSTRIAS ALIMENTARIASRESTAURACIÓN
HOSTELERÍA
Residuosorgánicos
FILTRACIÓNPRODUCCIÓN DE
BIODIESEL
BIODIESEL
GLICERINA CRUDA
Residuos filtración
GLICERINAPURIFICADA
Residuos PURIFICACIONpurificación
térmica
BIOGÁS
DIGESTIONANAEROBIA
MOTORCOGENERACIÓN
Energía
ELECTRICIDAD
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Ventajas esperadas del nuevo sistema.
Reducción del impacto medioambiental gracias al reciclaje-valorización de los residuos.
Cumplimiento legislación medioambiental, en particular de la Directiva Marco de Residuos (nueva Ley de Residuos)
Producción integrada de energía renovable en forma de: electricidad, calor y biocarburantes sustitutivos para vehículos a diesel o a gas natural.
Mayor eficiencia logística (se comparten rutas, vehículos, instalaciones, etc.).
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Ventajas (…continuación)
Mayor eficiencia del proceso de producción de biodiesel:-Valorización in-situ de la glicerina y otros subproductos. -Uso del calor del motor de biogás en el proceso productivo del biodiesel.
Mejora del balance de emisiones de CO2.
Ahorros económicos. Mayor viabilidad de los procesos de gestión y valorización.
¡¡¡ GESTION SOSTENIBLE DE RESIDUOS ALIMENTARIOS !!!
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Plan de trabajo
Pruebas experimentales
Diseño y construcción de planta piloto
Pruebas demostración
Evaluación ambiental (ACV)
Evaluación económica
Definición del sistema definitivo
DURACIÓN: 01/01/09 a 31/12/11
2009
2010
2011
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Participantes
Coordinador:
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Resultados obtenidos
•Pruebas digestión anaerobia escala laboratorio
•Planta piloto
•Análisis del Ciclo de Vida
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Pruebas batch: determinación mezclas óptimas
Sustrato alimentac.
ResiduoHORECA Glicerina
Residuo clarificación aceite usado
Residuo de lactosuero
Res. HORECA 100% - - -
Mezcla 1 71% 11% 9% 9%
Mezcla 2 58% 24% 9% 9%
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 10 20 30 40 50
Days
Bio
gas
[L/g S
V]
Catering waste Mixture 1 Mixture 2
Composición de las mezclas (% p/p)
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Pruebas de simulación en continuo
Alimentación ResiduoHORECA Glicerina
Residuo clarificación aceite usado
Residuo de lactosuero
Res. HORECA 100%
Mezcla 1 88% 5% 4% 4%
Mezcla 2 81% 11% 4% 4%
Composición de las mezclas (% p/p)
Objetivos:
1. determinar la velocidad óptima de alimentación (kg SV/m3·d)
2. estudiar la estabilidad del proceso
Alimentación diaria de los digestores creciente. Norma VDI 4630.
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0,0
200,0
400,0
600,0
800,0
1000,0
1200,0
1400,0
1600,0
Bio
ga
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L/
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·d)
0,00,51,01,52,02,53,03,54,0
0 25 50 75 100 125 150 175 200Time (days)
Lo
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Acético Propiónico
Velocidad de Carga Orgánica Óptima (VCO)
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Resultados de las pruebas de DA en continuo
o La digestión anaerobia de las mezclas ensayadas fue estable a una velocidad de carga orgánica de 2.5 kg VS/m3·d durante periodos de tiempo prolongados.
o A VCO cercanas a 3 kg VS/m3·d, todas las mezclas mostraron signos de desestabilización o se acidificaron completamente.
o Los indicadores de funcionamiento del proceso de DA estudiados fueron:• Digestato:
relación de alcalinidades, pH, perfil de ácidos grasos de cadena corta
• Biogás: Composición biogás (CH4, H2S H2)
producción específica de biogás
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Producción de biogás
Velocidad de Carga orgánica
Residuo HORECA Mezcla 2
kg VS/m3·d m3 biogás/m3 digestor·d
0,5 0,44 0,39
1 0,56 0,69
1,5 0,81 0,89
2 1,06 1,20
2,5 1,15 1,43
3 1,49
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Planta piloto
Módulo digestión anaerobia Módulo motor biogas-glicerina
AireBiogás
GENERADOR
MOTOR
Glicerina
REFRIGERACIÓN
Gases de escape
MM
MMM
MMHORECA
Glicerina y otros cosustratos
Biogás
Digestato
BOLSA BIOGÁS
DIGESTORHIDRÓLISISPASTERIZADOR
TRITURADOR
MM
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Planta piloto
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Page 27
Módulo motorSistema acondicionamiento glicerina brutaSistema motor‐generador adaptado
• Combustible: biogás+glicerina• Consumo nominal biogás: 6 kg/h• Consumo nominal glicerina: 2 l/h • Potencia eléctrica nominal: 15 kW
Actividades involucradas• Desarrollo de sistema de depuración de
glicerina bruta integrado en la admisión
• Desarrollo de sistema automático de mezcla y homogeneización de biogás y glicerina
• Desarrollo de sistemas de control y regulación del grupo de motogeneración
• Integración de flujos energéticos residuales en procesos de tratamiento de glicerina
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Análisis ciclo de vida (ACV)
Objetivo: comparar el impacto ambiental de dos escenarios alternativos para el tratamiento de biorresiduos del canal HORECA
Escenario 1
Biorresiduo HORECA: Recogida no segregada y tratamiento como RSU en planta de triage y compostaje.
Aceite vegetal usado: recogida segregada y valorización para la producción de biodiesel
Escenario 2: Sistema Integral-b
Biorresiduo HORECA: Recogida segregada
Aceite vegetal usado: recogida segregada
valorización conjunta en una instalación integrada para la
producción de biodiesel y biogás
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Análisis del ciclo de vida
Datos del estudio:
Unidad funcional: cantidad de residuos de HORECA generados por habitante y año (t/habitante y año). Estándar ACV: ISO 14040:2006Software: Gabi 4® (PE International, Alemania) Base de datos: Ecoinvent v2.1 (Hischier y col 2007). Categorias de impacto: CML 2001 (última actualización de diciembre de 2007).
Estudio realizado en colaboración con el Departamento de Tecnología de Alimentos (Universidad Politécnica de Valencia)
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Aceite usado de HORECA
Biodiesel Recursos no renovables
T Glicerina
cruda
Producción de HDPE
Producción electricidad Electricidad Electricidad (ESPAÑA)
Producción de biodiesel Gasóleo (filtración + acondicionado + HDPE
transesterificación ) Residuos Agua de lavado orgánicos
Electricidad
T T Metanol NaOMe
Producción de Producción de metanol NaOMe Tratamiento de R.S.U. Compostaje T Compost
Subproductos T orgánicos
Emisiones
Escenario 1
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Biodiesel
Pérdidas energía térmica Aceite usado de HORECA
Energía térmica T
Glicerina Glicerina Purificación Motor de cogeneración Electricidad cruda purificada
Energía Restos purificación
Biogás Producción de biodiesel Gasóleo (filtración + acondicionado + transesterificación )
Energía térmica
T T Metanol NaOMe
Producción de Producción de Separación metanol NaOMe Codigestión anaerobia T Fertilizante sólido -líquido
Residuosde filtración
Subproductos T Pasteurización orgánicos
Fracción líquida T
Lactosuero
Escenario 2
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Resultados esperados hasta final de proyecto
⇒ Finalizar pruebas escala semi-industrial en planta piloto• Velocidad de carga orgánica • Estabilidad del proceso• Purificación de la glicerina• Pruebas de combustión biogás + glicerina
⇒ Terminar el ACV comparado (huella de CO2)
⇒ Análisis económico (análisis de sensibilidad)
⇒ Definición y evaluación del modelo industrial
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http://www.integral-b.com