Resumen:
En muchas industrias, como la alimentaria, la química, la de materiales de construcción y la farmacéutica, el secado es un eslabón de proceso indispensable. Desde la deshidratación de frutas y verduras, la conservación de cereales y especias, hasta la producción de leche en polvo, café instantáneo, fertilizantes, textiles y productos farmacéuticos, el secado es indispensable. Sin embargo, el método de secado por aire caliente ampliamente utilizado actualmente tiene un alto consumo de energía, y la energía necesaria todavía proviene principalmente de la combustión de gas natural, lo que no sólo genera considerables emisiones de carbono, sino que también provoca que se pierda directamente una gran cantidad de calor residual.
Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Interfaces y Biotecnología, Alemania Investigadores del IGB están explorando alternativas: utilizar electricidad para generar vapor sobrecalentado, secarlo un sistema cerrado y recuperación y reciclaje del calor para mejorar la eficiencia energética y la sostenibilidad de los procesos de secado industriales.
El llamado vapor sobrecalentado se refiere al vapor seco que se calienta a una temperatura que excede su temperatura de vaporización después de que el agua hierve y se vaporiza. El sistema propuesto por el equipo de investigación utiliza vapor sobrecalentado a alta temperatura para eliminar la humedad de los materiales húmedos, produciendo posteriormente un exceso de vapor que contiene humedad. En lugar de ventilar esta parte del vapor directamente al aire en el proceso tradicional, el nuevo sistema primero lo enfriará y lo condensará en agua, mientras recupera la energía térmica a una temperatura de aproximadamente 90 a 100 grados Celsius para su uso en otros procesos industriales.
Para mejorar aún más la eficiencia, los investigadores también agregaron una bomba de calor especial al dispositivo de secado. Las bombas de calor comprimen el exceso de vapor y aumentan su temperatura para poder recuperar el calor y utilizarlo para el secado posterior. En comparación con el modelo tradicional de calentar continuamente aire fresco y luego dejar escapar parte del calor, esta solución equivale a "reutilizar" repetidamente la misma energía térmica en un sistema cerrado.
El sistema también integra funciones de control inteligente para determinar el mejor tiempo de funcionamiento del equipo de secado. Para las empresas manufactureras que dependen de fuentes de energía renovables, como la energía eólica y la fotovoltaica, esto significa que los equipos pueden optar por operar durante períodos en los que el suministro de energía verde es suficiente y los precios de la electricidad son más bajos, reduciendo así aún más los costos operativos.
La tecnología de vapor sobrecalentado se puede adaptar a una variedad de equipos de secado, incluidos secadores de cinta, secadores de tambor y secadores por aspersión. El objetivo del equipo de investigación es reducir el consumo de energía de secado entre la mitad y una cuarta parte en comparación con la tecnología tradicional. El efecto real se verá afectado por factores como el método de secado y el nivel de temperatura.
Los investigadores han realizado pruebas de laboratorio con materias primas minerales, materiales de construcción y alimentos. Los resultados muestran que esta nueva tecnología de secado puede reducir el consumo de energía hasta en un 80% si se combina con una bomba de calor y un sistema de control inteligente. Actualmente, se ha puesto en funcionamiento un sistema piloto de secado por aspersión que utiliza vapor sobrecalentado, lo que indica que la tecnología se está acercando un paso más a las aplicaciones industriales prácticas.
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