Ús de biomassa en processos d’elaboració de pa

febr. 19 • CAROUSEL HOME, hivern 2014, Reportatges • 1107 Views • Comentaris tancats a Ús de biomassa en processos d’elaboració de pa

Reportatge

pa1
Consum de pa a Espanya. Segons el Ministeri d’Agricultura, Alimentació i Medi Ambient, el 93% dels espanyols consumeix pa diàriament, amb una mitjana de 46 kg/any de pa i una despesa al voltant a 116 € / any.

La biomassa com a suplència de combustibles fòssils i electricitat és una opció viable, des del punt de vista econòmic i del rendiment tèrmic. L’elaboració del pa precuinat mitjançant forns de carro rotatiu requereix una gran quantitat d’energia per al procés de desenvolupament del pa i la fermentació. En aquest article s’avalua, des de la perspectiva de l’anàlisi tèrmic, el canvi de gasoil a biomassa de diferent naturalesa en forns de carro rotatiu per a fleca.

Procés general d’elaboració del pa
La cocció és la fase fonamental, l’objectiu d’aquesta part és transformar la massa fermentada en pa, el que implica: evaporació de l’etanol produït en la fermentació del midó en dextrines i sucres menors i enfosquiment de l’escorça. Les variables que afecten les característiques del pa durant la cocció són: tipus de forn, humitat relativa a l’interior del forn, temperatura, temps i combustibles. La cocció es realitza en forns a temperatures entre 220 i 260ºC, encara que l’interior de la massa mai arriba a superar els 100ºC.
Substituir els forns de carro rotatiu per biomassa requereix avaluar el rendiment tèrmic de la instal·lació, els perfils tèrmics obtinguts a l’interior del forn, i comprovar que no disminueixen la vida útil del forn ni es modifiquen les característiques organolèptiques del pa. Els forns de carro rotatiu són dels més utilitzats per fabricar pa precuinat congelat i solen emprar gas natural, propà, gasoil i electricitat.

Instal·lació i evacuació de combustió amb biomassa
Innovarcilla ha avaluat el comportament tèrmic de la biomassa en un sistema desenvolupat per l’empresa H2O Renovables SL en un forn de carro rotatiu AGB, model CAT 810 de 10,94 m3, situat a la panificadora Hornipan Rangel SL de Bailén (Jaén).

El cremador Y-70, fabricat per Natural Fire SL, té una potència d’entre 40 i 90 kW i s’ha col·locat en lloc del gasoil per cremar pèl·let de pi i pinyol d’oliva (els resultats presentats es refereixen només al pèl·let). Per a la monitorització i l’estudi dels perfils tèrmics, Innovarcilla ha utilitzat un data logger equipat amb 16 termoparells tipus K estàndard, de temperatura màxima de treball 1300ºC. A més, s’han registrat les temperatures del blindatge tèrmic i dels components electrònics mitjançant dues sondes PT1000, incorporades en el mateix aparell. Les 16 sondes han estat distribuïdes en les zones del forn on el control de la temperatura és crític: càmera de combustió, tubulars de l’intercanviador i xemeneia d’evacuació de fums.

Cambra de combustió
A l’interior de la cambra de combustió, la flama originada pel cremador escalfa l’aire que s’utilitza per a la cocció del pa. Segons les dades obtingudes, el gradient de temperatures de la sonda situada al fons de la cambra de combustió, la temperatura màxima és crítica: emprant gasoil s’assoleixen 863,04ºC, mentre que amb pèl·let s’arriba a 782,07ºC.

Bescanviador de calor
La temperatura en el primer pas de fums del bescanviador de calor determina l’aportació tèrmica en la zona d’introducció del carro, que és de vital importància per a una adequada cocció del pa. Les temperatures registrades per les sondes, en el primer i segon tubular, mostren que el pèl·let proporciona un corrent gasós més homogeni, amb gradients tèrmics menors que amb gasoil. Això afavoreix una dilatació tèrmica menor dels components del forn i, per tant, un menor deteriorament dels materials i un increment de la seva vida útil.
Xemeneia
La temperatura d’evacuació de gasos proporciona una valuosa informació sobre el rendiment de la cocció. No ha de ser massa elevada, ja que disminueix el rendiment tèrmic de la instal·lació, ni excessivament baixa, a causa del risc de fenòmens de precipitació àcida en casos extrems. La temperatura màxima en ambdós casos és similar: 322,28ºC amb gasoil i 320,84ºC amb pèl·let, encara que en aquest últim cas l’interval tèrmic és menor.

Conclusions
• Amb gasoil s’aconsegueixen elevades temperatures a l’interior de la cambra de combustió, sobretot en el fons, i una major heterogeneïtat. Amb pèl·let de pi les temperatures són més homogènies, motiu pel qual el seu ús, en condicions de funcionament predefinides i optimitzades, portarà associat una major durabilitat de la cambra de combustió a causa d’un menor estrès tèrmic per dilatació dels materials amb els quals ha estat fabricada.

• L’ús de pèl·lets revela una major homogeneïtat tèrmica en el primer pas de fums, on té lloc la principal transferència tèrmica del forn a la cambra de cocció, mentre que amb gasoil la temperatura és superior al centre dels tubulars que als extrems.
• En la xemeneia d’evacuació de fums, les temperatures màximes són similars en els dos casos, encara que l’interval tèrmic amb pèl·let està més acotat.
• Després de l’anàlisi del comportament tèrmic del forn avaluat s’ha detectat un òptim rendiment de la biomassa (pèl·lets de pi) com a substitut del gasoil. No obstant, és molt recomanable, previ a qualsevol substitució de combustibles, dur a terme una anàlisi dels perfils tèrmics per regular la dosificació de combustible i aconseguir un adequat funcionament del forn.

Pèl·let i pinyol d’oliva en els obradors
La panificació, el sector agroalimentari que més ocupació genera, integra al voltant de 169.000 empreses, majoritàriament PIMES o micro-pymes, de les quals 13.000 són productores i comercialitzadores. Segons l’Observador Nacional de Calderes de Biomassa, prop de 250 obradors ja produeixen pa i rebosteria utilitzant pèl·let o pinyola d’oliva. El major nombre de registres es localitzen a Almeria (34), Albacete (30) i Alacant (17).

Les motivacions principals dels empresaris per substituir els combustibles fòssils per biomassa són l’estalvi i el compromís amb el medi ambient, ja que pretenen contribuir a reduir la petjada de carboni d’un producte quotidià, fabricat i consumit diàriament.

Tots coincideixen a haver aconseguit reduir la seva despesa energètica entre un 30-60 % des del primer dia. A més, la qualitat dels pans i les masses que couen ha millorat gràcies a l’excel·lent comportament de la calor aportada pel pèl·let, que possibilita una cocció més lenta.

La inversió necessària per canviar de sistema és petita, ja que només cal substituir el cremador de gasoil per un altre de pèl·let, i l’estalvi en combustible permet amortitzar l’equip en el primer any.

Petjada de carboni del pa
Segons diversos estudis sobre el cicle de vida i la petjada de carboni del pa es pot establir entre 1,1 i 1,4 kg CO2/kg de pa, des de la producció del blat fins al consum final i el reciclatge. Si s’emprés biomassa per fabricar els 2 milions de tones de pa que es consumeixen a Espanya en lloc de combustibles fòssils, es deixarien d’emetre 670.000 t/any de CO2. Això equivaldria a fer que cada espanyol evités l’emissió de 15,5 kg de CO2 cada any.

Roger Tobajas
CIMM Energies

pa2

Comments are closed.

« »