El documento describe la instalación y evaluación de un sistema de combustión con biomasa (pellet de pino) en lugar de gasóleo en un horno de panadería. Los resultados muestran que la biomasa proporciona temperaturas más homogéneas con menores gradientes térmicos, lo que mejora la durabilidad del horno. Además, el uso de biomasa puede reducir los costes energéticos de la panadería entre un 30-60% y reducir la huella de carbono de la producción panadera en España en 670,000 toneladas

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Pag. 10 Bioenergy International Español nº20 - 3er
Trimestre 2013 / www.bioenergyinternational.es
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Trimestre 2013 / www.bioenergyinternational.es
Calor Calor
viene de col. 10Biomasa en
industria de
cereal, Burgos
El pasado 29 de
mayo se puso en
marcha la mayor ins-
talación de biomasa
térmica en la provincia
de Burgos hasta el
momento.
SATIS Energías
Renovables puso en
marcha 2 quemadores
de D’Alessandro Ter-
momeccanica, los
modelos BSA1200,
sumando un total de
2.400 kW útiles de
potencia.
Quemadores
policombustibles
Cada uno de estos
quemadores puede
trabajar indistinta-
mente en función de la
potencia demandada
en cada instante, y
son completamente
policombustibles.
Pueden trabajar
con astilla G50, pellet,
hueso de aceituna,
cáscara de almendra
o cáscara de piñón
entre otros combus-
tibles.
Además, cuentan
con una válvula de
estrella rotativa como
dispositivo antiretorno
de llama y con encen-
dido automático.
Los quemadores se
han ubicado en una
cámara especial de
combustión, fabricada
con materiales refrac-
cont. en col. 11
tarios de ata calidad
por la empresa es-
pecializada Bio-fire
Soluciones SL.
Esta cámara va do-
tada de una válvula
de dilución para con-
trolar la temperatura
y que sirve además
de apaga chispas y
ciclón decantador.
El flujo de aire ca-
liente entra a continua-
ción en un secadero
tipo trommel ya exis-
tente para producir
el secado tanto de
alfalfa como de paja,
previo al proceso de
deshidratado-pelleti-
zado de la industria.
Control
automático
El proceso controla-
do con un PLC asegu-
ra la modulación y los
mejores rendimientos
en todo momento.
Ahorro
La empresa Cerea-
les Alfalfa y Paja, situa-
da en la localidad de
Trespaderne, al norte
de Burgos, pretende
ahorrarse entre un 40-
60% de sus costes
en combustible fósil,
siendo su producción
de 12.000 toneladas
de alfalfa anuales.
satisrenovables.com
L
a panificación, el sector
agroalimentario que más
empleo genera, integra
alrededor de 169.000 empre-
sas, mayoritariamente PYMES
o micro-PYMES, de las que
13.000 son productores y co-
mercializadores.
Según el Observatorio Na-
cional de Calderas de Biomasa,
cerca de 250 obradores ya pro-
ducen pan y repostería utilizan-
do pellet o hueso de aceituna.
El mayor número de registros
se localiza en Almería (34), Al-
bacete (30) y Alicante (17).
Las motivaciones principales
de los empresarios para susti-
tuir los combustibles fósiles
por biomasa son el ahorro y
el compromiso con el medio
ambiente, pues pre-
tenden contribuir
a reducir la huella
de carbono de un
producto cotidiano,
fabricado y consu-
mido a diario.
Todos coinciden
en haber logrado
reducir su gasto
energético entre un
30-60% desde el
L
a fabricación de pan pre-
cocido mediante hornos
de carro rotativo requie-
re de un importante aporte de
energía para los procesos de
fermentación y desarrollo del
pan. La biomasa como susti-
tuto de combustibles fósiles y
electricidad es una alternativa
viable tanto desde el punto de
vista económico como de su
rendimiento térmico. En el pre-
sente artículo se evalúa, desde
el punto de vista del análisis tér-
mico, la sustitución de gasóleo
por biomasa de distinta natu-
raleza en hornos de carro rota-
tivo para panadería.
Proceso general
de fabricación de pan
La cocción es la etapa fun-
damental; su objetivo es trans-
formar la masa fermentada en
pan, lo que conlleva: evapo-
ración del etanol producido en
la fermentación, evaporación
del agua contenida en el pan,
coagulación de las proteínas,
transformación del almidón en
dextrinas y azúcares menores
y pardeamiento de la corteza.
La cocción se realiza en hor-
nos a temperaturas entre 220
y 260ºC, aunque el interior de
la masa nunca llega a rebasar
los 100ºC.
Las variables que afectan a
las características del pan du-
rante su cocción son tipo de
horno, temperatura, humedad
relativa en el interior del horno,
tiempos y combustible.
Los hornos de carro rotativo
-los más utilizados para fabri-
car pan precocido congelado-,
suelen emplear gas natural,
propano, gasóleo y electrici-
dad. Sustituir estos sistemas
por biomasa requiere evaluar el
rendimiento térmico de la ins-
talación -los perfiles térmicos
obtenidos en el interior del hor-
no-, y comprobar que no dis-
minuye la vida útil del horno ni
se modifican las características
organolépticas del pan.
Instalación y evaluación
del sistema de combustión
con biomasa
Innovarcilla ha evaluado el
comportamiento térmico de la
biomasa en un sistema desa-
rrollado por la empresa H2O
Renovables, S.L. en un horno
de carro rotativo AGB, modelo
CAT 810 de 10,94 m3
, ubicado
en la panificadora Hornipan
Rangel, S.L. de Bailén (Jaén).
El quemador Y-70, fabricado
por Natural Fire, S.L., tiene
una potencia entre 40 y 90 kW
y se ha colocado en lugar del
de gasóleo para quemar pellet
de pino y hueso de aceituna.
(Los resultados presentados se
refieren solo al pellet).
Para la monitorización y el
estudio de los perfiles térmi-
cos, Innovarcilla ha utilizado
un data logger equipado con
16 termopares tipo K estándar,
de temperatura máxima de tra-
bajo 1300ºC. Además, se han
registrado las temperaturas del
blindaje térmico y de los com-
ponentes electrónicos mediante
dos sondas PT1000, incorpora-
das en el propio aparato.
Las 16 sondas han sido
distribuidas en las zonas del
horno donde el control de la
temperatura es crítico: cámara
de combustión, tubulares del
intercambiador y chimenea de
evacuación de humos.
Cámara de combustión
En su interior la llama origi-
nada por el quemador calienta
el aire que se utiliza para la coc-
ción del pan. La figura 1 mues-
tra el gradiente de temperatu-
ras obtenido en dos de las tres
sondas ubicadas en su interior.
Ambas sondas se encuentran a
50 cm del quemador, separadas
3 cm de las paredes laterales de
la cámara. La figura 2 repre-
senta el gradiente de tempera-
turas de la sonda ubicada en el
fondo de la cámara de combus-
tión (14), donde la temperatura
máxima es crítica: empleando
gasóleo se alcanzan 863,04ºC,
mientras que con pellet se llega
a 782,07ºC.
Intercambiador de calor
La temperatura en el primer
paso de humos del intercam-
biador de calor determina el
aporte térmico en la zona de
introducción del carro, que es
de vital importancia para una
adecuada cocción del pan. Las
temperaturas registradas por las
sondas, en el primer y segundo
tubular, muestran que el pellet
propor-
ciona una
corriente gaseosa más
homogénea, con gradientes
térmicos menores que con
gasóleo. Esto favorece una
dilatación térmica menor de los
componentes del horno y, por
tanto, un menor deterioro de
los materiales y un incremento
de su vida útil.
Chimenea
La temperatura de evacua-
ción de gases proporciona una
valiosa información acerca del
rendimiento de la cocción. No
debe ser demasiado elevada,
pues disminuye el rendimiento
térmico de la instalación, ni
excesivamente baja, debido al
riesgo de fenómenos de pre-
cipitación ácida en casos ex-
tremos.
La temperatura máxima
en ambos casos es simi-
lar, 322,28ºC con gasóleo y
320,84ºC con pellet, aunque
en este último caso el intervalo
térmico es menor.
Conclusiones
Con gasóleo se logran ele-
vadas temperaturas en el
interior de la cámara de
combustión, sobre todo
en el fondo, y una mayor
heterogeneidad. Con pellet
de pino las temperaturas
son más homogéneas, por
lo que su uso, en condi-
ciones de funcionamiento
predefinidas y optimizadas,
llevará asociado una mayor
durabilidad de la cámara
de combustión debido a un
menor estrés térmico por
dilatación de los materiales
con los que ha sido fabri-
cada.
El uso de pellets revela una
mayor homogeneidad tér-
mica en el primer paso de
humos, donde tiene lugar
la principal transferencia
térmica del horno a la cá-
mara de cocción, mientras
que con gasóleo la tempera-
tura es superior en el centro
de los tubulares que en los
extremos.
En la chimenea de evacua-
ción de humos, las tempera-
turas máximas son similares
en ambos casos, aunque el
intervalo térmico con pellet
está más acotado.
Tras el análisis del compor-
tamiento térmico del horno
evaluado se ha detectado
un óptimo rendimiento de
la biomasa (pellets de pino)
como sustituto del gasóleo.
No obstante, es muy reco-
mendable, previo a cualquier
sustitución de combustibles,
llevar a cabo un análisis de
los perfiles térmicos para
regular la dosificación de
combustible y lograr un ade-
cuado funcionamiento del
horno.
Javier Álvarez de Diego
Fundación Innovarcilla
javiera@innovarcilla.es
H2O Renovables, S.L.
www.h2orenovables.com
Fabricación de pan
al calor de la biomasa
Evaluación térmica de la sustitución de combustibles
fósiles por biomasa en la fabricación de pan mediante
hornos de carro rotativo.
Quemador Y-70 de Natural Fire,
con potencia entre 40 y 90 kW
primer día. Además, la calidad
de los panes y las masas que
hornean ha mejorado gracias
al excelente comportamiento
del calor aportado por el pe-
llet, que posibilita una cocción
más lenta.
La inversión necesaria para
cambiar de sistema es pequeña,
pues solo es necesario sustituir
el quemador de gasóleo por
otro de pellet, y el ahorro en
combustible permite amortizar
el equipo en el primer año.
Huella de carbono del pan
Según diversos estudios sobre
el ciclo de vida y la huella de
carbono del pan se puede esta-
blecer entre 1,1 y 1,4 Kg CO2
/
Kg de pan, desde la producción
del trigo
hasta el
consumo
final y el
reciclaje.
S i s e
empleara
biomasa
para fa-
bricar los
2 millones
de tonela-
das de pan
que se consumen en España en
lugar de combustibles fósiles,
se dejarían de emitir 670.000
ton/año de CO2
. Esto equi-
valdría a que cada español evi-
taría la emisión de 15,5 Kg de
CO2
cada año.
Juan Jesús Ramos/
Responsable del Observatorio
Nacional de Calderas de
Biomasa-AVEBIOM
jjramos@avebiom.org
La panificación, el sector agroalimentario que más empleo genera, integra alrededor de 169.000 empresas, en su
mayoría PYMES o micro-PYMES, de las que 13.000 son productores y comercializadores.
Pellet y hueso de aceituna en los obradores
Comparativa de costes según combustibles
Combustible Gasóleo Gas natural Propano Pellet Astilla Hueso aceituna
Precio enegía (c€/kWh) 0,098 0,051 0,103 0,047 0,029 0,024
Coste diario (€/día) 49 26 52 24 15 12
Coste annual (€/año) 17.885 9.308 18.798 8.578 5.293 4.380
Para hornos pequeños -de entre 15 y 20 m2-,con producciones de unos 500 kg/día
y un consumo de 1,2 kWh/kg de pan.
La diferencia del gasto energético utilizando biocombustibles en lugar de gasóleo o
propano es enorme y puede aumentar en función de la escala de fabricación.
Huella de carbono del pan
Consumo de pan en España. Según el Ministerio de Agricultura,
Alimentación y Medio Ambiente, el 93% de los españoles consume
pan a diario, con una media de 46 kg/año de pan y un gasto de
en torno a 116 ¤/año.
Figura 1. Curvas obtenidas para los termopares ubicados en el
centro de la cámara de combustión (sondas 6 y 8), utilizando
como combustible gasóleo y pellets de pino.
Figura 2. Curvas obtenidas para el termopar ubicado al final
de la cámara de combustión (sonda 14), utilizando como
combustible gasóleo y pellets de pino.
Residuos 13%
Materias primas
51%
Elaboración pan
29%
Distribución
5%
Consumo
2%