El Centro de Desarrollo de Energías Renovables (CEDER-CIEMAT), ubicado en Lubia, dispondrá en breve de plantas piloto de destilación y pirólisis de biomasa asistidas por microondas. La Plataforma de Contratación del Sector Público recoge hoy la formalización del contrato por parte del CIEMAT, organismo adscrito al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, con la empresa Innceinnmat, S. L., que resultó adjudicataria de estos suministros por un importe de 871.079 euros. El plazo de ejecución es de un año.
Las plantas se instalarán en la nave existente en el edifico E11 del CEDER-CIEMAT, que está dotada de los servicios necesarios. Tendrán una alimentación de biomasa y extracción de productos en continuo.
La función de estas instalaciones será la obtención de aceites esenciales mediante proceso de destilación utilizando microondas para el calentamiento y evaporación con una capacidad nominal de tratamiento de biomasa húmeda de 100 kg/h, condensación de los vapores generados, separación de aceites esenciales e hidrolatos y recogida de la biomasa destilada. La temperatura objetivo de proceso será de 90 ˚C, la temperatura límite será de 100 ˚C y el tiempo de residencia aproximado, de 5 minutos.
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROCESO
La planta piloto incluirá las siguientes partes con sus respectivas funciones dentro del proceso:
Alimentación. Conjunto de elementos cuya función es almacenar y transportar la biomasa que incluye desde los silos o tolvas de almacenamiento hasta la entrada de los hornos de destilación, dosificándolo con un caudal controlado, y depositándolo de manera óptima para su procesamiento. En el contrato se incluirá la fabricación y suministro de las tolvas y todos los elementos accesorios necesarios para asegurar la correcta alimentación y vaciado de las mismas.
Hornos de destilación. Equipos en los cuales se produce el calentamiento de la biomasa y se liberan los vapores que portan los aceites esenciales. Incluirán elementos resistentes a las temperaturas del proceso, para lo cual estarán diseñados y construidos de acuerdo a los requisitos y solicitudes de temperatura, flujo de microondas, abrasión de la biomasa y resistencia a posible corrosión derivada de la composición de los aceites esenciales y de los hidrolatos.
Condensación. Conjunto de elementos que capturan los vapores liberados en los hornos para su condensación y separación en fases. Estará diseñado en materiales resistentes a la rotura y a la corrosión.
Recogida, transporte y almacenamiento de biomasa procesada que estará formado por un colector trasportador estanco que recibirá la biomasa destilada y la conducirá a un contenedor o big-bag.
La biomasa se transportará hasta los hornos de destilación que serán de tipo cilíndrico confinado dentro del cual gira un tornillo sin fin, compatible con las microondas para permitir un flujo continuo. Durante el proceso, la energía de microondas transmitida durante la transferencia de la biomasa húmeda por el tornillo sinfín, produce un calentamiento que genera la evaporación parcial del agua y de aceites esenciales. Los vapores generados se mueven a través de la misma zona de transporte de material y se recoge a la salida de la zona de calentamiento.
El sistema de obtención de aceites se basará en el método Clevenger con las modificaciones necesarias para su aplicación a los hornos en continuo. El vapor de agua generado en los hornos arrastra los aceites esenciales, hasta alcanzar el condensador. Allí, el agua y el aceite condensado se separan por gravedad, aprovechando la inmiscibilidad de ambos líquidos y su diferencia de densidad. Los aceites esenciales, al ser más ligeros que el agua se mantienen en lo alto del tubo, mientras que el hidrolato se recircula a la entrada de los hornos donde se mezcla con la biomasa.
TECNOLOGÍA MICROONDAS
Obtención de biochar mediante pirólisis de biomasa en un proceso continuo, utilizando microondas para el calentamiento, con una capacidad de tratamiento nominal de 50 kg/h de biomasa con una humedad natural aproximada entre 8 y 15%. Retirada de partículas del gas generado y recogida de los aceites de pirólisis mediante condensación. Posterior combustión del gas en una cámara antes de su emisión a la atmósfera. La temperatura de operación deberá poder ser controlable en el intervalo 500-900˚C y el tiempo de residencia se situará en el intervalo 2-5 minutos.
El biochar es el nombre que recibe el carbón vegetal cuando es empleado como enmienda para el suelo. Es decir, es biomasa de origen vegetal procesada por medio de la pirólisis. Este uso del carbón se está investigando como una forma de secuestrar carbono para reducir las emisiones de dióxido de carbono.
La pirólisis es la descomposición química de materia orgánica y todo tipo de materiales, excepto metales y vidrios, causada por el calentamiento a altas temperaturas en ausencia de oxígeno. Involucra cambios simultáneos de composición química y estado físico, los cuales son irreversibles.
El CEDER, adscrito al Departamento de Energía del CIEMAT, del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, está especializado en la investigación aplicada, desarrollo y fomento de las energías renovables. Una de sus áreas de investigación en I+D+I se centra en el aprovechamiento energético de la biomasa en toda su cadena de valor, y los procesos para su aprovechamiento.
Para el logro de estos objetivos y el desarrollo de estos procesos, en el marco del proyecto titulado «Laboratorio de tecnologías de microondas para la obtención de bioproductos de elevado valor añadido y su caracterización en el marco de la economía circular», le ha sido concedida al CIEMAT, esta subvención por la Agencia Estatal de Investigación dentro de la convocatoria sobre Equipamiento científico-tecnológico para un servicio común de investigación 2021. Se enmarca dentro del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia del Gobierno de España que se financia con fondos Next Generation EU.
