Eliminación de residuos alimentarios y digestión anaeróbica
Reducir el coste de la eliminación de residuos alimentarios en vertederos es un indicador clave de rendimiento para los fabricantes hoy en día. Mike Heap, director de Verder UK, y Paul Smith, representante de ventas del noreste, explican cómo el procesamiento de los residuos alimentarios mediante la eliminación de sólidos y agua permite a los fabricantes y a sus socios de reciclaje extraer biocombustible. Éste puede venderse después a las empresas de suministro de gas y a los ayuntamientos.
Sectores industriales
- Fabricación de alimentos y bebidas
- Sector público
- Hostelería
- Minoristas
- Agrícola
Legislación sobre vertederos
El proceso de digestión anaerobia y extracción de biocombustibles está cada vez más impulsado por la legislación. Además, según informes de prensa, pronto se emitirán contenedores de residuos alimentarios para uso de todos los hogares. El impuesto de vertederos de la Agencia Tributaria del Reino Unido se calcula como un incremento de la inflación y, año tras año, cada tonelada que va al vertedero resulta cada vez más punitiva para los beneficios de la industria manufacturera.
En el Reino Unido, acabamos de superar la mitad del número de toneladas recicladas frente a las que van a parar al vertedero. Otros informes de prensa muestran que tiramos tanto como compramos en términos de tonelaje. La carrera está entonces en proporcionar suficientes estómagos no animales para digerir mecánicamente toda esta comida. La digestión anaeróbica replica el proceso de extracción de energía en forma de biocombustible.
Como parte de este proceso, Verder trabaja con contratistas al servicio de cadenas de supermercados, cervecerías y todo tipo de fabricantes de alimentos. Por ejemplo, una prestigiosa fábrica de cerveza de Norfolk ha instalado una instalación de digestión anaeróbica para producir biogás que se inyectará en la red nacional de gas.
Materia orgánica
La instalación se alimenta con residuos de alimentos recogidos en los bordillos, residuos de procesamiento de alimentos, residuos de alimentos de supermercados y residuos de cervecería, incluidos los residuos de sus propios puntos de venta. La materia orgánica entra en una entrada de alimentación al inicio del proceso donde una trituradora de rotor desmenuza la materia prima.
Las bombas Verderflex mueven el lodo picado desde los tanques de retención y a través de un intercambiador de calor para elevar la temperatura antes de entrar en la instalación principal de digestión anaerobia. A medida que el material orgánico caliente entra en la instalación principal, es dosificado de forma fiable y precisa por una bomba Verderflex Dura con un tampón de pH inorgánico para acelerar y maximizar la descomposición del material.
La gran masa de material orgánico es "batida" por las bombas Verderflex en una sala de plantas conectada a través de una serie de tuberías para maximizar la superficie y acelerar aún más el proceso y obtener el mayor rendimiento de calor y biogás. El calor se recicla de nuevo en el intercambiador de calor.
Al finalizar el proceso de digestión anaerobia, el digestato y las aguas residuales se bombean desde el tanque mediante una bomba Verderflex para su posterior uso como fertilizante. A continuación, el producto final de biogás se filtra y se procesa más a fondo, listo para alimentar la red nacional de gas. Al recibir residuos externos procedentes de hogares, restaurantes y la industria local, la fábrica de cerveza también puede cobrar por tonelada a una tasa inferior a la del impuesto de vertido. Parte del gas también se aprovecha y se utiliza para los vagones que recogen los residuos de alimentos.
Verder también ha trabajado con una empresa energética de Escocia que separa los plásticos y los metales antes de que los residuos pasen a una gran máquina trituradora para producir una pulpa. A continuación, ésta se introduce en el proceso de digestión, pasando por varias secciones de tanques de polímeros. Este proceso recuerda a la estructura del sistema digestivo de una vaca; con estómagos separados para las diferentes etapas de la digestión, que descomponen el material reduciendo su masa para generar gas metano.
El tanque combinado puede tener la longitud de medio campo de fútbol, y cada sección regula variables del proceso como el control del flujo y la temperatura, que son determinadas por especialistas químicos e ingenieros que proporcionan las especificaciones a Verder. A continuación, Verder les asesora sobre la mejor forma de mover determinados líquidos a través del proceso completo, que abarcará tuberías, bombas, válvulas, instrumentos y controles en una solución integrada.
Gran parte del proceso es autohumectante y, por lo tanto, no necesita que se añada líquido adicional para que pueda procesarse con eficacia, ya que los residuos alimentarios tienen un contenido de agua muy elevado. Las bombas Verder son ideales para manipular este tipo de material, que tiene la consistencia de un lodo, sobre todo si contiene cáscaras de huevo que pueden ser muy abrasivas para las bombas.
Debido a su alta viscosidad, normalmente se utilizaría una bomba de desplazamiento positivo grande y cara, pero la bomba centrífuga de tornillo HUS de Verder es adecuada para lodos y fangos, pulpa de papel, efluentes, purines y muchos otros fluidos que sean viscosos o tengan un alto contenido en sólidos.
Cambios de viscosidad
Resistente a los atascos incluso al bombear fluidos fibrosos e inalterable a los cambios de viscosidad, el VerderHUS es adecuado para el tratamiento de aguas, incluidos lodos espesos, medios espesados, lodos, aguas residuales y aguas residuales. En alimentación y bebidas, puede manipular tierra de diatomeas, purines, levadura, azúcar, gelatina, lúpulo, maíz y malta, así como residuos agrícolas como cuellos de pollo, huesos, compost, biogás y comida para mascotas.
Dado que la tecnología de Verder puede manejar tanto material viscoso como es tolerante a los residuos abrasivos, se puede utilizar una bomba VerderHUS donde se alimenta por gravedad a la bomba - a la mitad del coste de una bomba de desplazamiento positivo. Algunas bombas de desplazamiento positivo, como las bombas de cavidad progresiva y las bombas de lóbulos rotativos pueden tener lo que se conoce como interferencia; donde un elemento encaja estrechamente dentro de otro, por lo que la abrasión se amplifica en un efecto de trituración.
Cuando es necesario extraer un producto de un depósito, una bomba peristáltica como Verderflex proporciona una altura de aspiración excepcional, por lo que puede aspirar los posos y la abrasión no es un problema. También puede funcionar en seco sin sufrir daños, mientras que las bombas de rotor helicoidal y las bombas de lóbulos rotativos sufrirían grandes daños.
La Verderflex cebará fácilmente una tubería de aspiración de 40 m de longitud sin sufrir daños, mientras que otras bombas tendrían dificultades para cebar en seco sin presencia de líquido en la tubería. Verderflex incluso bombeará aire sin sufrir daños. La bomba centrífuga VerderHUS tiene menos componentes de fácil fabricación y, por lo tanto, cuesta menos que una bomba de desplazamiento positivo; para un caudal determinado, la bomba HUS ocupará menos espacio.
La bomba HUS de Verder también es más eficiente energéticamente que una bomba de desplazamiento positivo y utiliza un motor más pequeño, normalmente de 2,2 a 7,5 kW . La experiencia de Verder no sólo radica en una sólida comprensión de los mecanismos de bombeo, sino también en el propio proceso, incluidos los requisitos de las tuberías para reducir o evitar obstrucciones, en este caso la digestión anaeróbica.
En definitiva, aunque una bomba es un dispositivo sencillo, con conectores de entrada y salida y un requisito eléctrico para el motor, se requiere una gran pericia para una aplicación óptima. A diferencia de los competidores de la empresa, que se concentran únicamente en su oferta de bombas, Verder también aporta conocimientos de ingeniería sobre tuberías y válvulas, reconociendo que la bomba forma parte de un sistema mayor.
Por ejemplo, Verder sabe que las piezas cónicas no funcionan con materiales residuales abrasivos y tienden a bloquearse. Por ello, utilizan en su lugar un casquillo para conectar, por ejemplo, una tubería de seis pulgadas a otra de cuatro. Sigue habiendo algún problema ocasional de bloqueo porque los usuarios no tienen el control del material entrante, pero donde hay una curva en codo, por ejemplo, Verder puede colocar una tapa de inspección que se puede retirar cuando hay un bloqueo, evitando así la necesidad de sacar toda la tubería.
Chorro de alta presión
Verder también coloca puntos de varillaje para permitir el acceso al interior de una tubería utilizando una varilla con un accesorio de "cola de cerdo", para desatascarla o eliminar otro material inesperado como las fibras. De este modo se evitan largas paradas del proceso como consecuencia de la retirada de la tubería. Los usuarios también pueden colocar mangueras de chorro de alta presión en los mismos puntos de acceso. Las bombas HUS de Verder se utilizan en el interior de un proceso de digestión anaeróbica para transferir los alimentos entre los tanques de su interior, así como para suministrarlos al proceso.
Las mismas bombas son ideales para pelar patatas y zanahorias, y Verder ha tenido cierto éxito en el extranjero procesando subproductos de mataderos y mataderos. Entre ellos se incluyen, por ejemplo, los órganos internos en la preparación de aves de corral.
Recuperación de aceite
Verder ha completado recientemente un proyecto a través de un contratista externo, que consistió en desarrollar un sistema de prueba para recuperar aceite de la cáscara de naranja. En el pasado, el contratista utilizó bombas lobulares rotativas con poco éxito. En realidad, la bomba HUS se ha destinado a una aplicación más compleja que para la que se suministró en un principio: el proceso que alimenta el elemento final de la aplicación.
La aplicación es más compleja porque está alimentando una centrifugadora y bombeando productos altamente abrasivos donde normalmente se utilizaría una bomba lobular rotativa para manejar la viscosidad. La bomba Verder ya ha superado, por muchos múltiplos, a las bombas de carga rotativa que se utilizaban anteriormente, que sólo duraban 200 horas de trabajo como máximo, o unas dos semanas.
Para el director de la fábrica, esto significa menos tiempo de inactividad y menos costes de mantenimiento, lo que le permite concentrarse en fabricar el producto que pretende obtener del proceso final. El caudal actual de la bomba Verder es de seis metros cúbicos por hora, lo que está por debajo de su máximo especificado del doble de ese caudal. Este caudal no podría conseguirse con bombas lobulares rotativas debido a su desgaste y tolerancias.
En términos de tiempo de inactividad en la mayoría de las aplicaciones, el coste de una bomba Verder oscila entre 3.000 y 12.000 libras, y es insignificante comparado con un coste de inactividad de 5.000 a 10.000 libras por hora. La bomba HUS es comparativamente sencilla de reparar, normalmente en menos de la mitad del tiempo que llevaría reparar bombas de desplazamiento positivo como las bombas de cavidad progresiva y las bombas de carga rotativa. Cuando se trata de una bomba peristáltica como la Verderflex, sólo es necesario sustituir una pieza de trabajo, lo que lleva como mucho dos horas.
Siempre existe el riesgo de sufrir un "malestar estomacal" por ingerir el material equivocado en el proceso de digestión anaeróbica y, de la misma manera que los seres humanos pueden tomar una dosis de medicamento para aliviar un malestar estomacal causado por un desequilibrio del pH, el cliente One Verder dosifica en bicarbonato sódico (NaHCO3), también conocido como bicarbonato de sodio, para contrarrestar el problema.
Sistemas de dosificación
Verder también ofrece sistemas de dosificación, para que los clientes puedan tener un único punto de contacto para todo el proceso. Esto evita la necesidad de tratar con proveedores dispares, cada uno con su propia experiencia en su nicho de producto, lo que hace que no tengan en cuenta a los demás. Si el proceso falla, los proveedores separados siempre culparán a las demás empresas de la cadena. Verder dispone tanto de los conocimientos sobre el proceso como de la experiencia en bombas y sistemas, por lo que puede asumir la responsabilidad de todo el sistema.
Al tener una visión global del proceso de digestión anaerobia, Verder sabe dónde pueden ajustarse las partes del sistema. Por ejemplo, podría ser que hubiera que adaptar las tuberías para optimizar el funcionamiento de la bomba, o que modificando la bomba para adaptarla a un problema de tuberías se pudiera conseguir una solución mejor.
Una vez formulado el concepto inicial, los ingenieros de diseño de Verder son capaces de aplicar su dominio de todo el proceso de trasiego de líquidos de principio a fin, y pueden elaborar dibujos en 3D utilizando herramientas de software como Solidworks. A esto le sigue la gestión del proyecto, la instalación, la puesta en marcha de la planta, la formación y la asistencia posventa, que incluye furgonetas de servicio que se desplazan a las instalaciones del cliente para mantener las bombas y las tuberías en óptimas condiciones.
Por ejemplo, en el caso de la empresa de suministro energético de Escocia, Verder tuvo a un especialista in situ durante una semana después de suministrar el equipo para vigilar la puesta en marcha. Esto se debe a que los proveedores de residuos suministrarán material de diferente consistencia, lo que dificulta la aplicación, que Verder tiene la experiencia y los conocimientos necesarios para abordar, consiguiendo que el diseño sea correcto inicialmente y ajustándolo como sea necesario después para un rendimiento óptimo.
Entre los clientes se encontrarán productores de energía, fabricantes de alimentos, grandes recicladores de residuos, empresas con instalaciones de digestión anaeróbica in situ y cualquier empresa preocupada por reducir su huella de carbono, ya que todo lo que va a parar a un vertedero es carbono desperdiciado.
La escala es importante
Las empresas necesitan operar a cierta escala para que este tipo de reciclaje energético funcione, por lo que el reciclaje doméstico a menor escala tiene que ser coordinado por ayuntamientos y municipios para producir biogás a partir de toneladas de material entrante diariamente. Por el contrario, los fabricantes de aperitivos y alimentos a base de patatas como Mars, Walkers, Unilever, Seabrook y McCain dispondrán de instalaciones propias de gestión de residuos. Verder trabaja con ambos tipos de pioneros en la industria del biogás para maximizar la producción.