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Caso de estudio | Alimentos y bebidas
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Generación de energía limpia a partir de desechos orgánicos

A medida que los costos energéticos siguen aumentando, un fabricante líder de cereales utiliza la digestión anaeróbica para generar energía a partir de desechos orgánicos. Esto les permite reducir los costos energéticos y, al mismo tiempo, reducir el impacto medioambiental.

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Biogasanlage: planta de biogás 75

Desafío

  • Diseñar, construir y poner en marcha una planta de digestión anaeróbica para generar energía a partir de los residuos para un fabricante líder de cereales 

Soluciones

Control avanzado de motores 

  • El CENTERLINE® 2500 MCC de Allen-Bradley® ofrece un control de motores de alto nivel
  • El CompactLogix™ PLC de Allen-Bradley®  controla todos los procesos de la plantaLos variadores PowerFlex®
  • ofrecen flexibilidad para satisfacer los requisitos de la aplicaciónVisibilidad y alarmas en toda la planta

FactoryTalk® View SE

  • ofrece una vista precisa en tiempo real del proceso con alarmas mediante SMSPlantPAx®
  • ayuda a reducir los gastos generales de ingeniería a la vez que ofrece diagnósticos y análisis mejorados Resultados

Generación de energía limpia

La planta de digestión anaeróbica produce gas con éxito

  • Cuando esté completamente operativa, se producirán 1.5 MW de electricidad y calor
  • La energía generada compensará por completo los requisitos energéticos existentes de la planta
  • La aplicación ejemplifica el programa de Futuros de Energía Limpia del Gobierno australiano

La gestión de residuos es un tema complejo que puede tener efectos significativos en el medio ambiente y requiere una consideración cuidadosa.  Las nuevas tecnologías y procesos inteligentes para evitar, reducir y recuperar residuos pueden ayudar a disminuir la cantidad de residuos que se envían a los vertederos.

El proceso de digestión anaeróbica convierte los residuos comerciales e industriales en electricidad, calor y metano limpio en el sitio. Produce grandes cantidades de biogás, que comprende metano y dióxido de carbono. La fracción de metano limpia se puede almacenar, presurizar y utilizar para generar energía y calor en el sitio, con el excedente que se alimenta a la red eléctrica, o se utiliza para alimentar equipos y vehículos.

A medida que los costos de energía continúan aumentando, más fabricantes se dan cuenta de los beneficios de usar la digestión anaeróbica para crear energía para sus plantas.

Con un fuerte compromiso con sus responsabilidades sociales y medioambientales, un fabricante líder de productos e ingredientes de cereales de alta calidad encargó recientemente a una empresa energética australiana establecer una planta de digestión anaeróbica en su planta de producción.

La planta generará metano a partir de cáscaras de avena y utilizará este combustible en una unidad combinada de generador de calor y energía para compensar por completo sus necesidades energéticas actuales y futuras, con el excedente de energía exportado a la red.

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The Allen-Bradley CENTERLINE 2500 MCC delivers high-level motor control

Una solución escalable

Auto Control Systems (ACS), un Silver System Integrator de Rockwell Automation, fue responsable de desarrollar la automatización y el sistema de control para la planta de digestión anaeróbica. Con sede en Perth, Australia, ACS es un proveedor líder de automatización industrial, sistemas de control y servicios en Australia.

Andrew Taylor, gerente de ingeniería en ACS, detalló la importancia de contar con una solución escalable para la planta. “Una solución escalable proporciona la flexibilidad para aumentar o reducir la escala según sus necesidades. La solución de automatización y control que desarrollamos entregó esa flexibilidad en un paquete escalable y contenedorizado. Después de ser construida y pre-probada aquí en Perth, fue transportada al sitio del cliente lista para su instalación”, explicó.

El Allen-Bradley® CENTERLINE® 2500 IEC Low Voltage motor control center (MCC) de Rockwell Automation fue el núcleo de la solución. Con conectividad Ethernet, el CENTERLINE MCC agilizó el proceso de pre-pruebas y la tecnología ArcShield incrementó la protección contra fallas de arco eléctrico internas, brindando un nivel adicional de seguridad.

El control de los procesos de la planta fue proporcionado por el PLC CompactLogix™ de Allen-Bradley y los variadores de CA PowerFlex® 525 y 753 que entregan la confiabilidad necesaria para cumplir con los requisitos de aplicación de la planta. FactoryTalk® View SE proporciona una visión precisa y en tiempo real del proceso con alarmas por SMS y permitió a ACS utilizar las bibliotecas PlantPAx® para reducir sus gastos generales de ingeniería.

“Hace casi 10 años se desarrolló una planta piloto para esta tecnología y la confiabilidad continua de esa planta utilizando la tecnología de Rockwell Automation es impresionante, es una solución comprobada. El CENTERLINE MCC fue una excelente elección porque, sabiendo que la nueva norma AS/NZS 61439 pronto sería obligatoria, era importante asegurarse de que la solución cumpliera con los requisitos de esta norma”, dijo Taylor.

Raj Singh, gerente de cuentas de canal en Rockwell Automation, añadió: “Nuestro objetivo final es ayudar a las empresas a reducir el tiempo desde la concepción hasta el mercado. Aprovechar las bibliotecas de objetos de procesos DCS PlantPAx ayuda a reducir los gastos generales requeridos para la infraestructura de automatización mientras se entregan diagnósticos y análisis mejorados. En general, las características del sistema impactan positivamente el ciclo de vida de las operaciones de la planta al asegurar que los sistemas escalables y de toda la planta impulsen la productividad, mejoren la rentabilidad y reduzcan los riesgos generales para las operaciones”.

Transformación de residuos en energía

El proceso de digestión anaeróbica comienza en el tanque de almacenamiento donde se almacenan las cáscaras de avena antes de ser procesadas. Las cáscaras se inyectan en los tanques del reactor donde se calientan, se agitan y luego se enfrían. Las cuatro etapas principales del proceso son hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis. Cada etapa digiere la materia en partes más pequeñas, lo que finalmente da como resultado una mezcla de metano, biogás, agua y digestato. El biogás crudo se utiliza para generar calor y electricidad para la planta, y la energía excedente se exporta a la red.

El proceso de digestión anaeróbica es continuo y, por lo tanto, debe ser monitoreado de cerca por el sistema de control para pH y temperatura. ACS fue responsable de la acreditación de la zona peligrosa y tiene acceso remoto completo a la planta. 

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PowerFlex drives provide flexibility to meet application requirements

Impulsando la producción de avena

La digestión anaeróbica ofrece muchas ventajas a las empresas, entre ellas la eliminación de los costes de transporte y las tasas de entrada para la eliminación de residuos; la reducción de los costes energéticos; la capacidad de alimentar vehículos y equipos con biogás mejorado; la monetización de valiosos créditos de carbono en el marco del programa de futuros de energía limpia del Gobierno australiano y; la monetización del excedente de electricidad que se introduce en la red.

La planta de digestión anaeróbica se ha puesto en marcha con éxito y actualmente se está produciendo gas. En este momento, este gas se quema, pero cuando la planta esté en pleno funcionamiento, la planta de fabricación generará 1.5 MW de electricidad y calor que se utilizarán para compensar por completo los requisitos energéticos existentes de la planta.

Publicado 12 de diciembre de 2021

Temas: Drive Sustainability sustentabilidad Energía Alimentos y bebidas Generación de energía Renewable Energy Variadores Controladores programables Safety Motor Control PlantPAx FactoryTalk View
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