Fabricación y envasado de productos alimenticios

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Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado
de productos alimenticios
presenta
Manual de eficiencia energética para pymes
El IDAE, como miembro del patronato de la Fundación EOI, no puede menos que felicitar a la misma por la
oportunidad en la edición del presente Manual de eficiencia energética para pymes. La volatilidad registrada
por los precios energéticos durante buena parte del año pasado ha continuado también en 2008, y a ella se ha
añadido una crisis fi­nanciera mundial que afecta al conjunto de la economía. Por ello, la mejora de la eficiencia
energética como instrumento de apoyo a la competitividad es básica en nuestro actual tejido industrial.
El tejido empresarial español cuenta con mayor presencia de las pequeñas y medianas empresas (pymes) que
en la Unión Europea, ocupando al mis­mo tiempo un mayor volumen de empleo: de un total de 3,3 millones
de empresas, el 99,9% son pymes que representan el 82% del empleo em­pre­sarial. La economía española es, por lo tanto, una economía de pymes, en la que, además, el tamaño medio empresarial es reducido:
6,6 trabajadores por empresa.
Si a esta situación habitual de las pymes españolas se añade la actual coyuntura económica, el resultado es un
incremento en la fragilidad de este tipo de compañías. En este contexto, mejorar su nivel de innovación, tanto
tecnológica como no tecnológica, su productividad y su competitividad se convierte en la estrategia apropiada
que permitirá la persistencia y adaptación de nuestras pymes a los nuevos entornos y desafíos planteados por
unos mercados cada día más globalizados.
La energía es un bien que incide directamente sobre el desarrollo de la sociedad. A su vez, el desarrollo constituye un factor fundamental de seguridad, en tanto que aporta estabilidad, cohesión social y una mejor o
peor posición estratégica. El sector industrial, en general, y las pymes, en particular, han venido mostrando
históricamente un gran interés en la utilización efectiva de la energía. Baste decir que desde el comienzo de
las primeras crisis energéticas, en la década de los años 70 del siglo pasado, el sector mejoró su intensidad
energética en un 7%, gasificando sus suministros energéticos en detrimento de los productos petrolíferos,
55% del consumo industrial en 1973 frente al 11% en 2007, y, en menor medida, el carbón, 19% del consumo
industrial en 1973 frente al 8% en 2007.
Pese a estas mejoras en los consumos energéticos, los primeros años del presente siglo muestran cierta saturación en lo que a incrementos de eficiencia energética se refiere. Si se añaden a la reciente evolución de la
intensidad energética, prácticamente estabilizada desde el año 2000, la actual coyuntura económica y la alta
volatilidad de los precios energéticos, se hace necesario incrementar las actuaciones que permitan continuar
aumentando la eficiencia energética de las pymes.
Las mejoras de los procesos productivos, con la incorporación de tecnologías más eficientes y sostenibles, la
renovación de equipamientos obsoletos y la adecuada gestión de los procesos y servicios productivos serán los
ejes básicos de actuación que conducirán a una disminución de las intensidades energéticas.
ación
La incorporación de estas actuaciones al mercado cuenta, desde las administraciones públicas, con un conjunto
de herramientas específicas destinadas a ayudar a las pymes a mejorar su competitividad a través de un mejor,
más racional y sostenible uso de la energía.
La Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética en España 2004-2012 (E4), aprobada por el Consejo de Ministros
de 28 de noviembre de 2003, establece el marco de desarrollo para las actuaciones de eficiencia energética en
el periodo 2004-2012. El desarrollo de la E4 se implementa a través de los planes de acción para el pasado periodo 2005-2007 y el actualmente vigente 2008-2012, así como el Plan de Activación 2008-2011, recientemente
aprobado por el Gobierno. En conjunto, la E4, sus planes de acción y el plan de activación tienen como objetivo
lograr un ahorro energético, en términos de energía primaria, de cerca de 88 millones de toneladas equivalentes
de petróleo, de las cuales al sector industrial le corresponden alrededor de 25. Para ello, el Plan de Acción 20082012 proveerá de unos incentivos públicos de 370 millones de euros, equivalentes a una intensidad de ayuda
del 22%, a las inversiones para la mejora de la eficiencia energética que se realicen en el sector industrial, que
se estima que alcancen un volumen de 1.671 millones de euros.
La incorporación de tecnologías renovables al mercado empresarial dispone de un instrumento adicional de
apoyo: el Plan de Energías Renovables 2005-2010, aprobado por el Consejo de Ministros de 26 de agosto de
2005. Los usos térmicos finales de las pymes y empresas de comercio y servicios cuentan en este plan con un
marco de apoyo a la diversificación energética sostenible a través, básicamente, de las tecnologías de biomasa
térmica y solar térmica de baja temperatura.
Desde el prisma de la innovación tecnológica, el instrumento por excelencia es el Plan Nacional de I+D+i
que tiene como objetivo, entre otros, situar España a la vanguardia del conocimiento, promoviendo un tejido
empresarial altamente competitivo.
A las anteriores actuaciones y herramientas se añade el presente Manual de eficiencia energética para
pymes, que deberá convertirse en una guía básica que oriente a las empresas sobre las posibles actuaciones
energéticas existentes que les permitan mejorar sus productos y procesos, aumentando la competitividad de
las mismas.
Es de agradecer la dedicación de la Fundación EOI y del Centro de Eficiencia Energética de Gas Natural Fenosa
en la elaboración de este Manual de eficiencia energética para pymes que, estamos seguros, redundará en
beneficio, no solo del tejido empresarial del país, sino también de la sociedad en su conjunto, posibilitando un
consumo energético responsable y sostenible.
índic
Manual de eficiencia energética para pymes
Contexto energético general e introducción a la situación sectorial
0. Introducción
6
1. Identificación de los procesos y tecnologías aplicadas
6
1.1. Fabricación de carnes
6
1.1.1. Operaciones comunes en mataderos y salas de despiece
6
1.1.2. Procesos porcino
6
1.1.3. Procesos vacuno
7
1.1.4. Productos picados frescos o cocidos
7
1.1.5. Productos cocidos enteros elaborados a partir de piezas enteras
8
1.1.6. Productos curados elaborados a partir de piezas enteras
9
1.2.Fabricación de lácteos
1.2.1. Proceso productivo
9
9
1.3.Transformación de pescado
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1.4.Fabricación de transformados vegetales
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2. Ineficencias energéticas
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2.1.Productos cárnicos
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2.1.1. Consumo eléctrico
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2.1.2.Consumo térmico
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2.1.3.Consumo de agua
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2.2.Productos lácteos
2.2.1.Consumo eléctrico
15
15
2.2.2.Consumo térmico
15
2.2.3.Consumo de agua
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2.3.Transformación de pescado
2.3.1. Consumo eléctrico
16
16
ce
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Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado
de productos alimenticios
2.3.2. Consumo térmico
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2.3.3. Consumo de agua
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2.4.Fabricación de fruta y hortalizas
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2.4.1. Consumo eléctrico
18
2.4.2. Consumo térmico
18
2.4.3. Consumo de agua
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3. Mejoras tecnológicas y de gestión que favorezcan la eficiencia energética
3.1.Consumo eléctrico
19
19
3.1.1. Producción de frío
19
3.1.2. Mejoras en motores eléctricos
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3.1.3. Bombas y ventiladores
21
3.1.4. Mejoras en la iluminación
21
3.1.5. Sistemas de cogeneración
21
3.1.5. Sistemas de aire comprimido
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3.2.Consumos térmicos
22
3.2.1. Calderas
22
3.2.2. Aislamiento térmico
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3.2.3. Recuperación de calor
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3.2.4. Procesos de evaporación
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3.3.Consumo de agua
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3.4.Medidas de gestión
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4. Bibliografía 29
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Fabricación y envasado de productos alimenticios
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Introducción
La industria alimentaria cumple la función esencial de
abastecer y atender las demandas de los consumidores,
contribuyendo de forma decisiva a la dinamización del
medio rural y a su sostenibilidad y mejora, así como a la
creación de empleo. La industria de productos alimentarios y de bebidas en España es la primera rama industrial
de todo el sector, representando en 2006 el 16,22% de
las ventas netas de producto, el 17,85% del consumo
de materias primas, el 14,57% del empleo industrial, el
12,57% de los gastos de personal y el 15,12% de las
inversiones en activos materiales. En el año 2006, las
ventas netas de la industria de alimentos y bebidas
fueron de 78.726,018 millones de euros, de las cuales
el 20,2% correspondían a la industria cárnica, seguida de
la industria láctea (10,9%), alimentación animal (8,7%),
preparación y conservación de frutas y hortalizas (8%) y
grasas y aceites (7,9%).
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Con todo, y por la importancia de este sector,
conviene analizar las posibles medidas de eficiencia
energética que resulten de aplicación. Para ello se
estudiarán los sectores más representativos de la
industria agroalimentaria: industria cárnica, industria láctea, industria de transformados vegetales
e industria de transformación del pescado.
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Identificación de los procesos
y tecnologías aplicadas
1.1. Fabricación de carnes
Las actividades que engloban el subsector cárnico se
pueden clasificar en cuatro grandes grupos: mataderos,
almacenes frigoríficos, salas de despiece e industrias
elaboradoras.
1.1.1 Operaciones comunes en mataderos
y salas de despiece
• Recepción y estabulación. El transporte y estancia
del animal previo a su sacrificio influye en la calidad
de la carne. Una vez recibidos, permanecen en los
establos con agua en todo momento y normalmente por un tiempo no superior a 24 h. Antes
de que los animales pasen a la sala de matanza
pueden recibir una ducha con agua fría pulverizada
para limpiarlos parcialmente y favorecer el poste-
rior desan­grado, debiendo estar completamente
secos antes de la matanza.
• Aturdido y colgado. Previo al sacrificio, los
animales son aturdidos para insensibilizarlos hasta
que se produzca su muerte cerebral por desangrado. Existen tres métodos principales de aturdido: mecánico, eléctrico y gaseado.
• Desangrado. El desangrado se puede realizar
vertical u horizontalmente, en función de que
los animales lleguen a este punto colgados por
las patas traseras o tumbados sobre una cinta
o mediante un cuchillo succionador. El desangrado vertical por trocar es el método clásico que
permite recoger la sangre mientras el animal se
va desplazando por la zona de desangrado. En el
desangrado horizontal, el animal se coloca horizontalmente y perpendicularmente a la línea de transporte, de forma que la zona donde se ha realizado
el corte (desangrado) queda separada del resto del
animal, lo que permite recoger la sangre de una
forma más higiénica que el anterior.
1.1.2 Procesos porcino
• Escaldado. Este proceso consiste en un escaldado
con agua caliente (temperatura mayor de 60 ºC) que
permite que en la posterior operación de flagelado
las cerdas se eliminen fácilmente. Un chamuscado
o flameado final elimina las cerdas que puedan
haber quedado. Los sistemas de escaldado disponibles son los de inmersión, los de duchas con agua
caliente o los túneles de escaldado con vapor.
• Depilado/flagelado. Se eliminan los pelos y la capa
queratinizada de la epidermis, bien a mano, con
cuchillos, raspadores o cepillos rotatorios, o mediante
máquinas depiladoras. Las máquinas suelen
funcionar en horizontal y constan de un cilindro giratorio provisto en su superficie interna de rascadores
metálicos recubiertos normalmente de barras de
caucho que voltean varias veces al animal en posición horizontal. A la vez que va girando la máquina, la
superficie del animal se va limpiando mediante una
ducha de agua caliente (40 ºC - 60 ºC) a presión que
favorece la eliminación de la epidermis y de los pelos
desprendidos. Se pueden utilizar máquinas flageladoras antes y después del chamuscado.
• Flameado/chamuscado. Normalmente se utilizan
equipos con quemadores de propano que se ponen
en funcionamiento de forma intermitente durante
el paso de los animales y que envuelven completamente la canal (de 5 a 15 segundos, según la
velocidad de la línea). Se suele usar propano en
vez de gas natural porque ofrece una temperatura
de llama más alta. Se alcanzan temperaturas entre
900 ºC - 1.000 °C.
• Lavado. Esta etapa completa la limpieza y retirada
de cualquier tipo de resto que haya podido quedar,
derivado de las etapas anteriores. Suele realizarse
con agua a cierta presión.
• Evisceración y corte de cabeza y patas. Consiste
en la extracción de las vísceras abdominales y
torácicas. Es importante que no transcurran más
de 45 minutos desde la muerte, así como cuidar
medidas de higiene para evitar contaminaciones
desde el tracto intestinal. En paralelo, se inspeccionan los principales órganos (pulmones, hígado,
ganglios linfáticos, bazo y corazón). Eviscerados,
los animales se asierran en dos medias canales a
la vez que se descabeza el animal. Actualmente
existe maquinaria que supone un grado importante
de automatización de estas operaciones.
1.1.3 Procesos vacuno
• Corte de patas y cuernos. Una vez aturdidos y
sangrados los animales, y previamente al desollado, se procede a cortar las patas y los cuernos
del animal. Las patas con cuchillo o mediante
cizalla, los cuernos con cizalla.
• Desollado. Previo al desollado o desprendimiento
de la piel se suele realizar el ligado del recto de la
canal. El desollado puede realizarse manualmente,
mediante cuchillos en plataformas situadas a la
altura de los operarios, o mediante desolladores
mecánicos por tracción, fijándose un extremo de
la piel a un rodillo que al girar va desprendiendo
la piel por desgarramiento del tejido conjuntivo
subcutáneo y enrollándola en un rodillo.
• Corte de la cabeza. Después del desollado se
separa la cabeza de la canal realizando el correspondiente corte por medio de una sierra. La cabeza
acompaña a la canal para su inspección veterinaria.
• Evisceración (vacuno). Consiste en la extracción de las vísceras torácicas, estómagos, intestino, bazo, hígado, etc. Se puede hacer de forma
manual, mediante cuchillos o sierra, o de forma
automática, mediante pistola neumática. Las
vísceras con destino al consumo humano son
separadas y colocadas en contenedores limpios
y numerados, según el canal de procedencia para
su inspección.
• Corte de la canal/esquinado. Los animales se
presentan separados en medias canales, el corte
puede efectuarse con sierras de mano o con
equipos automáticos (sierras circulares).
• Lavado. Las canales se limpian con agua para
eliminar restos de sangre, grasa y restos de
esquirlas de huesos. Se suele utilizar agua potable
fría, no estando determinado el volumen y tiempo
de duchado.
• Oreo refrigerado. Consiste en reducir la temperatura de la carne, para lo que se acude a cámaras de
refrigeración.
• Despiece. En las salas de despiece, las medias
canales procedentes del matadero son deshuesadas y divididas en partes más pequeñas. El
despiece puede realizarse en caliente o en frío,
dependiendo de que exista o no una refrigeración
anterior y de que se cumplan los requisitos técnicosanitarios exigidos. El despiece en caliente permite
una rápida refrigeración posterior de las piezas obtenidas. El despiece se realiza en una sala refrigerada
donde se mantiene una temperatura de 12 ºC.
• Refrigeración/congelación. Las canales y/o
despojos deben ser sometidos a tratamientos
de refrigeración que garanticen el descenso de
la temperatura hasta al menos 7 ºC en canales y
3 ºC en despojos o vísceras, en un tiempo máximo
de 24 h. Esta operación se realiza en cámaras o
túneles de refrigeración o congelación. La congelación se realiza en túneles o cámaras de congelación
con una intensa circulación de aire; la temperatura
del aire se debe encontrar entre -30 ºC y -35 ºC,
llegando a veces a -40 ºC. La humedad relativa
deber ser muy alta, mayor o igual a 95%.
1.1.4 Productos picados frescos o cocidos
• Recepción de la materia prima para la elaboración de productos cárnicos. Ésta es transportada en condiciones higiénicas desde la sala de
despiece a la fábrica de elaborados.
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Manual de eficiencia energética para pymes
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• Picado. Tras la recepción del producto viene el
picado de la materia prima y la posterior mezcla y
amasado con los aditivos, grasas o especias características de cada tipo de embutido.
• Amasado. Los magros y la grasa se mezclan con
aditivos, grasa, especias, etc, con el objetivo de
homogeneizar la masa.
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• Embutido de la masa en tripas, envases flexibles o en latas. En el caso de productos frescos,
el producto final se lleva a almacenamiento en frío.
En el caso de productos cocidos, el producto se
somete a una etapa de cocción para mejorar la
conservabilidad del producto, cocción que puede
tener como objetivo la esterilización o la pasteurización del producto. La operación de cocción para los
productos semicocido o fiambres se puede realizar
por inmersión del producto en agua caliente, en
hornos a vapor, en hornos de aire seco, etc. En el
caso de que el producto sea ahumado con humo
natural, una vez embutidos en envolturas semipermeables sufren el proceso de ahumado, pudiéndose realizar esta operación en combinación con la
cocción en horno.
• Enfriamiento. Tras la cocción, los embutidos se
deben enfriar rápidamente. Los sistemas más utilizados son los baños o duchas de agua fría y las
cámaras frigoríficas con aire en movimiento. En
el caso de los productos de envase definitivo, una
vez enfriado el producto puede pasar a ser empaquetado pa­ra su salida comercial.
1.1.5 Productos cocidos enteros elaborados a
partir de piezas enteras
• Recepción de la materia prima, selección del
producto (jamón y paleta de cerdo, vacuno, etc.) y
deshuesado.
• Posteriormente, se inyecta salmuera en las
piezas deshuesadas mediante inyectores multiagujas.
• Masaje de la pieza en contenedores para facilitar la
distribución homogénea de la salmuera en su interior, provocar la soltura de las proteínas solubles
en agua salada y mejorar su blandura, jugosidad y
futura cohesión y ligazón.
• Para la cocción, las piezas se introducen en los
moldes metálicos, no suele sobrepasarse la
temperatura de 85 ºC dentro de las piezas, salvo
en el caso de las conservas.
• Tras la cocción se procede al enfriado de las
piezas por duchas o por baños de agua fría, o por
almacenamiento en cámaras refrigeradas con
aire en movimiento, tras lo cual se extraen de los
moldes.
• Los productos pueden estar ya terminados o
ser objeto de reenvasado, con el consiguiente
tratamiento que contrarreste la contaminación
bacteriana recibida con la manipulación de esta
operación.
1.1.6 Productos curados elaborados a partir de
piezas enteras
• Recepción y preparación de las piezas. Se preparan
en cámaras a temperaturas de alrededor de 5 ºC.
• Las piezas han de estar libres de sangre residual,
si se trata de jamones y paletas se aplica específicamente una etapa de desangrado, haciendo
presión, mecánica o manualmente, sobre los
vasos sanguíneos donde pudieran quedar restos
de sangre para expulsarla.
• Presalado con sales curantes y salado en pilas de
sal, en contenedores o bandejas.
• Posteriormente, los jamones son acondicionados
en máquinas lavadoras que eliminan los restos
de sal adheridos a la superficie del jamón. En las
cámaras de postsalado, los jamones son almacenados para alcanzar el equilibrio salino.
1.2. Fabricación de lácteos
1.2.1 Proceso productivo
La leche se almacena temporalmente en tanques refrigerados hasta su entrada en proceso. A continuación, se
filtra para eliminar los sólidos extraños visibles y se clarifica para eliminar la suciedad residual. Posteriormente,
se procede a un desnatado para separar la nata de la
leche y se realiza la normalización o estandarización para
ajustar el contenido graso final de la leche. Por último,
se procede al tratamiento térmico de estabilización
microbiológica, que en función de las condiciones de
tiempo-temperatura podrá considerarse como pasteurización, esterilización o tratamiento UHT (Ultra High
Temperature). Normalmente, el tratamiento térmico y la
homogeneización se realizan de forma simultánea; tras
el tratamiento térmico, la leche se almacena en condiciones adecuadas de temperatura en función del tipo de
producto final. La leche pasteurizada debe mantenerse
refrigerada, la leche UHT se enfría hasta su temperatura
de envasado y la leche esterilizada se mantiene caliente
hasta su envasado final.
• Recepción y almacenamiento. La leche llega
hasta la planta de tratamiento en camiones
cisterna, tanques o en cántaras, se almacena en
condiciones refrigeradas hasta su entrada en línea.
Antes de someter la leche al proceso de termización, se procede a eliminar las partículas orgánicas e inorgánicas de suciedad mediante filtros
incluidos en las conducciones que llevan la leche a
los tanques de almacenamiento y haciéndola pasar
por centrífugas que consumen energía eléctrica.
• La etapa de termización consiste en el calentamiento de la leche cruda, durante 10-20 segundos
como mínimo, a una temperatura comprendida
entre 62° C y 65° C. Después de la termización se
requiere una refrigeración inmediata a una temperatura de unos 4 ºC y conservarse después, en su
caso, a un máximo de 8 ºC.
• Desnatado. Es la separación de la grasa de la
leche para la obtención de leche parcial o completamente desnatada. Para esta operación se emplean
desnatadoras centrífugas, algunas pueden realizar
simultáneamente la clarificación o higienización y
el desnatado de la leche. La temperatura óptima
para el proceso de desnatado es de 50 ºC - 60 ºC.
Estas centrífugas pueden contar, además, con un
equipo de estandarización del contenido de grasa
de la leche.
• Estandarización. Consiste en ajustar el contenido
de grasa o añadir nata a la leche desnatada en
distintas proporciones en función del tipo de leche
y/o producto lácteo que se quiera obtener. La nata
sobrante de esta etapa se destina a la elaboración de otros productos como nata para consumo
o mantequilla. Para esto se emplean equipos de
normalización automático.
• Homogeneización. Ajustado el contenido graso,
se procede a su homogeneización para reducir y
uniformizar el tamaño de los glóbulos grasos entre
0,5 µm - 1 µm. Se puede realizar de forma simultánea, antes o después del tratamiento térmico de
la leche. El efecto homogeneizador se consigue
haciendo pasar la leche a elevada presión a través
de estrechas hendiduras cuyas medidas sean
menores que las de los glóbulos grasos. Cuanto
más bajo sea el contenido de grasa y cuanta más
alta sean la temperatura y la presión, mayor será el
grado de homogeneización. La temperatura óptima
oscila entre 60 ºC - 80 ºC.
• Tratamiento térmico. El propósito es la eliminación de los microorganismos que contenga la leche
y, adicionalmente, inactivar en mayor o menor
grado las enzimas lácteas presentes. Este proceso
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Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
puede variar según sea la calidad de la leche cruda,
del efecto germicida que se pretende alcanzar, el
producto final que se busca (leche de consumo,
fabricación de queso u otros productos lácteos) y
lo que especifica la legislación para cada caso. Se
realizan principalmente tres tipos de tratamiento:
pasteurización, UHT y esterilización. El tratamiento
térmico que se realiza a la leche depende del tipo
de producto final que se quiere obtener: leche
pasteurizada, esterilizada o leche UHT.
• En la etapa de enfriamiento, lo que se busca
es adecuar la temperatura de la leche tratada al
proceso de envasado, teniendo en cuenta que
el producto a envasar debe mantenerse estéril
durante los procesos de conducción y llenado.
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• El envasado aséptico es una técnica de llenado de
productos estériles en envases estériles en condiciones asépticas. Las instalaciones de envasado
están equipadas con unos sistemas para esterilizar
y mantener estériles las máquinas y los aparatos.
Estos sistemas de esterilización suelen trabajar
con vapor o con aire caliente, aunque también se
emplean productos químicos y la acción combinada de factores físicos y químicos. Los envases
utilizados son envases de material complejo del
tipo tetrabrik, combibloc, etc. Cuando la leche de
consumo o los productos lácteos son esterilizados,
las etapas posteriores al tratamiento térmico son:
almacenamiento en tanque aséptico, envasado y
tratamiento térmico del producto envasado.
1.3. Transformación de pescado
Este subsector está compuesto por la rama industrial de
conservas y semiconservas de pescado y marisco y la
rama industrial de elaboración de productos del mar.
• Recepción de la materia prima. Descarga en el
muelle de recepción de los productos pesqueros
congelados o frescos. Si el producto llega fresco,
se introduce la mercancía en las cámaras de
almacenamiento refrigeradas o bien, si es necesario primero, se repasa la cantidad de hielo. En
función de las necesidades de producción, se
pasa la materia prima a la línea de procesado tras
la inspección. Cuando el producto llega congelado, se introduce en las cámaras de congelación
o se pasa directamente a la zona de procesado.
Es importante el tiempo en esta operación para
evitar el aumento de temperatura de los productos
pesqueros. Las instalaciones transformadoras de
productos pesqueros frescos disponen de cámaras
de recepción de materia prima a una temperatura
adecuada para el mantenimiento del producto.
Tras esta primera fase, se procede a la preparación
del producto fresco o congelado para su posterior
procesado y almacenamiento en función de la
tipología del producto final.
• Atemperación. Cuando se recibe la materia prima
en forma congelada, se puede proceder a su atemperación, en los casos en que el proceso así lo
requiera, antes de introducirlo en la línea de procesado. Se eleva la temperatura de los productos
pesqueros para facilitar la manipulación de los
mismos. Se puede realizar por inmersión en tanques
de agua a temperatura ambiente o precalentada, o
bien la atemperación por aire, atemperación por
vacío y se pueden emplear métodos eléctricos.
• Descabezado/eviscerado. Consiste en el descabezado, corte de colas y eviscerado, y puede ser
de forma manual o mecánica.
• Lavado/descamado. Se puede hacer en lavadoras
automáticas que aplican agua a presión sobre las
piezas, con el objetivo de eliminar restos de sangre,
impurezas y bacterias. Existen en el mercado varios
modelos de máquinas lavadoras, siendo usual la
lavadora de tambor de eje horizontal. Uno de los
sistemas de descamado utilizado es el de tambor,
en el que la separación de las escamas se consigue
mediante fricción con las paredes rugosas del
tambor giratorio. Otro sistema consiste en hacer
pasar el pescado por unos cilindros rascadores estáticos o móviles. Cuando se van a pelar los filetes no
es necesario efectuar la eliminación de escamas del
modo anteriormente descrito.
• Fileteado/corte/pelado. El fileteado puede realizarse de modo manual o automático. En la operación de fileteado automático, el pescado alcanza la
posición del operario de la máquina fileteadora por
una cinta transportadora, quien va colocando las
piezas en la posición apropiada a la entrada de la
máquina. Una operación cada vez más frecuente
después del fileteado suele ser el pelado por desollado. Esta operación suele realizarse en máquinas
que combinan la acción de tambores y cuchillas.
• Acondicionamiento. Si las piezas de pescado han
sido procesadas según las operaciones descritas
anteriormente, es decir, evisceradas, despiezadas
y fileteadas, suele ser necesaria en esta fase una
etapa de acondicionamiento para dejar el producto
en las condiciones óptimas de presentación.
• Cocción. Consiste en el calentamiento del
producto a temperaturas que suelen oscilar entre
los 80 ºC y los 100 ºC durante un tiempo variable
que dependerá del tamaño de las piezas y de su
composición. La cocción puede realizarse en un
baño de agua potable, salmuera o al vapor.
• Acondicionamiento. Suele ser necesaria en esta
fase una etapa para dejar el producto en las condiciones óptimas de presentación.
momento de su expedición a los puntos de venta.
El almacenamiento se realiza bien en cámaras de
refrigeración o bien en cámaras de congelación,
dependiendo del estado de conservación del
producto y del tiempo que va a transcurrir hasta
su venta y consumo. La temperatura en los almacenes es la necesaria para mantener los productos
entre 0 ºC y 4 ºC en el caso de los productos refrigerados y a -18 ºC para los productos congelados.
1.4. Fabricación de transformados vegetales
• Envasado/embalado. Existen varias posibilidades
de envasado/embalado que van a estar determinadas por factores como vida útil del producto,
requerimientos del cliente y el valor añadido
El sector está caracterizado por una multitud de productos,
por la estabilidad de los volúmenes finales y de los operadores con una fuerte dependencia de los mercados exteriores. La industria de preparación y conservación de
frutas y hortaliza española cuenta con una producción en
torno a 1.300.000 t/año por un valor de 1.052 millones
de euros, cuyas principales salidas son además del
mercado doméstico, la segunda transformación, la exportación y las marcas de distribución. En este volumen se
comprenden tanto las conservas de hortalizas como las
de fruta, siendo las conservas de tomate las que representan un mayor volumen, en torno a 500.000 t/año.
España es el primer productor de conservas de fruta de
la UE con cerca del 30% del total. Esto permite mantener
un buen nivel de competitividad en otros mercados.
• Almacenamiento a temperatura controlada.
Finalizado el procesado del producto, es necesario conservarlo a bajas temperaturas hasta el
• Recepción de materia prima. Se recepciona
de diferentes formas, dependiendo del tipo de
producto (frágil, resistente, etc.) o de si se va a
• Congelación. El objetivo de la congelación es
disminuir la temperatura del producto al objeto
de preservar las características organolépticas e
higiénicas y evitar su deterioro. Existen básicamente tres métodos para congelar los productos
pesqueros: congelación por aire forzado, congelación por placas o contacto y congelación por
inmersión o pulverización.
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Fabricación y envasado de productos alimenticios
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realizar o no almacenamiento de la misma. La
recepción de la materia prima se realiza mediante
diversos sistemas: balsas de inmersión por agua,
a granel, en contenedores, búnker de descarga y
silos de almacenamiento.
• Almacenamiento de la materia prima. El almacenamiento de la materia prima puede realizarse
a temperatura ambiente o a temperatura de refrigeración (0 ºC - 15 ºC, dependiendo del tipo de
producto a conservar). El almacenamiento en refrigeración se lleva a cabo cuando el producto no se
va a procesar de forma inmediata.
• Limpieza de la materia prima. Consiste en separar
los contaminantes que pueden presentar los vegetales. Pueden realizarse varias veces, de forma que
en los primeros pasos de esta fase se elimina la
suciedad más grosera y en los posteriores se busca
la eliminación de la carga microbiana y plaguicidas.
Además de la limpieza previa, se realizan durante el
procesado otros lavados complementarios.
• Selección, calibrado y clasificación. Es habitual
realizar una selección para eliminar unidades con
deficiente calidad o tamaño inadecuado. La calibración puede hacerse a través de técnicas manuales,
mecánicas, o fotométricas.
• Pelado. Las técnicas de pelado varían dependiendo
del producto, y pueden ser: mecánica, por abrasión, a la llama, química, térmica y termofísica.
• Eliminación de partes: corte y troceado. La
reducción de tamaño con motivo de presentación
comercial, adecuación al tipo de envase y normas
de calidad es habitual. Para la eliminación de partes
y reducción de tamaño de productos fibrosos se
emplean, en general, fuerzas de impacto y cizalla,
aplicadas generalmente por medio de una arista
cortante. La eliminación de partes del producto
puede realizarse de forma: manual, automatizada
o combinando ambas técnicas.
• Escaldado y enfriado. Consiste en mantener el
producto durante segundos o minutos a temperaturas próximas a 75 ºC - 100 ºC. Es una operación previa de vital importancia en los procesos de
conservación.
• Fritura. La fritura es un proceso térmico que se
realiza en aceite o grasas calientes, la temperatura
de ebullición es muy elevada, aproximadamente
180 ºC. Mediante este proceso se consigue una
mejora en la palatabilidad, textura y sabor del
producto, además se elimina agua del vegetal. La
fritura de los productos vegetales se realiza en freidoras que pueden ser: discontinuas, continuas, de
fuego directo o indirecto.
A continuación se describen algunos equipos y procesos
auxiliares:
• Generación de vapor. En la industria alimentaria
se realizan diversas operaciones en las cuales es
necesario disponer de una fuente de calor (agua
caliente o vapor de agua). Las principales operaciones que necesitan dicha fuente de calor son el
escaldado y el tratamiento térmico principalmente.
La producción de calor se realiza por medio de
calderas de vapor.
• Generación de frío. refrigeración y congelación.
Tanto para conservar por refrigeración como para
conservar por congelación es necesario producir
frío por medio de diversas tecnologías y equipos.
El frío generado podrá ser utilizado posteriormente
mediante diferentes técnicas sobre el producto a
refrigerar o congelar.
Según el informe BREF on BATs in the Slaughterhouses
and Animal By-products Industries, un desglose aproximado del porcentaje por actividades del consumo de
energía eléctrica en un matadero de ganado vacuno
indica que la planta de generación de frío supone un 45%
del consumo, la generación de aire comprimido un 10%,
la iluminación otro 10%, el accionamiento de equipos un
10% y la ventilación un 5% (el 20% final correspondería
a varios conceptos). La demanda de electricidad de las
estaciones de depuración de aguas residuales también
puede ser importante, especialmente cuando disponen
de sistemas aerobios.
• Procesos y técnicas empleadas en las conservas
vegetales. Las conservas vegetales, tanto la
pasteurización como la esterilización, se realizan
después del envasado del producto y cerrado del
envase. Según la acidez del producto, es preciso
aplicar un proceso de pasteurización o un proceso
de esterilización. El proceso de pasteurización es
un tratamiento térmico relativamente suave, a
temperaturas generalmente inferiores a 100 ºC y a
presión atmosférica, con la finalidad de destruir los
microorganismos termosensibles.
En los mataderos, las principales necesidades se encuentran en la instalación frigorífica, cadenas de sacrificio y
en los diferentes equipos de proceso. En las plantas de
elaborados, el mayor consumo eléctrico se da en la instalación frigorífica y en la maquinaria empleada. También
en las salas de despiece el consumo de energía eléctrica
está vinculado en gran medida a las instalaciones frigoríficas, siendo la operación de refrigeración y/o congelación de las partes resultantes del despiece mayor o
menor una etapa indispensable antes de la expedición
del producto.
• El proceso de esterilización es un tratamiento
térmico a temperaturas superiores a los 100 ºC y
bajo presión para destruir microorganismos termorresistentes. En ambos procesos, pasteurización
y esterilización, se consume la mayor cantidad
de energía dentro de las industrias de conservas
vegetales, y generalmente representa más del
40% del consumo total de vapor.
En las plantas de elaborados cárnicos, el consumo de
energía eléctrica es esencial, ya que, normalmente, se
necesita disponer de cámaras de congelación con altas
necesidades energéticas, además de salas o cámaras
refrigeradas. En menor medida, se produce un consumo
eléctrico en los equipos electromecánicos utilizados en
las operaciones unitarias, así como para transportar los
productos semielaborados de una etapa a otra. Además,
se necesita aire comprimido en varios puntos del proceso
de sacrificio en mataderos para el funcionamiento de
las herramientas de accionamiento neumático, siendo
conveniente disponer de un sistema de aire comprimido
general para toda la instalación.
• Procesos y técnicas aplicadas a congelados vegetales. El proceso de congelación
consiste en bajar la temperatura (a -20 ºC) del
núcleo del alimento, para evitar la posibilidad
de proliferación de microorganismos e impedir
la acción de la mayoría de las reacciones
químicas y enzimáticas. El periodo de vida útil
de los vegetales congelados es menor que el
de las conservas. La temperatura con la que se
congela el alimento oscila entre -40 ºC y -50 ºC.
2
Ineficiencias energéticas
2.1. Productos cárnicos
2.1.1 Consumo eléctrico
En los mataderos, con relación a la energía eléctrica,
destaca el consumo en las salas de refrigeración y
congelación, que puede representar en su conjunto
aproximadamente la mitad de la demanda en energía
eléctrica total.
En función de las necesidades se dispone de uno o
varios compresores, que pueden ser alternativos (de
pistón) o rotativos (de tornillo). Es importante efectuar un
buen secado del aire comprimido y disponer de purgadores automáticos de agua de los conductos y equipos
de mantenimiento de las máquinas. El aprovechamiento
energético derivado de las necesidades de frío es un
aspecto que debe optimizarse, como el buen funcionamiento de equipos eléctricos (motores y compresores
fundamentalmente).
En las industrias cárnicas existen unos requerimientos
elevados de generación de frío para las operaciones
de refrigeración, congelación y secado en condiciones
13
Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
controladas. En general se suele utilizar el aire frío como
fluido transportador. Aire frío que se obtiene por medio de
evaporadores de expansión directa. Los refrigerantes más
utilizados son el amoniaco, etilenglicol y agua, R404 y R2.
Los condensadores pueden ser de agua helada o de aire
frío. Algunos mataderos poseen unidades de refrigeración que incluyen sistemas de recuperación de calor para
coger calor residual en la forma de agua caliente. La transferencia de calor desde el interior de la pieza se realiza por
conducción hasta su superficie. Los sistemas de enfriamiento más utilizados en la industria cárnica son:
• Túneles de congelación. Se utilizan para congelar
rápidamente productos previamente a su almacenamiento. Trabajan normalmente a temperaturas
de -40 ºC y con elevadas velocidades de aire. Se
usan tanto en mataderos como en plantas de
elaborados.
14
• Cámaras de conservación de congelados. Se
utilizan para mantener en congelación productos
durante semanas o meses. Suelen mantener
temperaturas de -20 ºC y el movimiento del aire
es menor. Se usan tanto en plantas de elaborados
como en mataderos.
• Túneles de enfriamiento. Poseen una capacidad
de enfriamiento limitada. Trabajan con alta velocidad de aire pero con temperaturas próximas a los
-5 ºC y con humedades relativas altas para evitar
la deshidratación de las piezas cárnicas. Se usan
normalmente para bajar la temperatura de piezas
de matadero o de productos en proceso de fabricación, en tránsito a otros almacenamientos o usos.
• Cámaras frigoríficas. Se emplean para la conservación de productos refrigerados durante horas o
muy pocos días, en espera de etapas posteriores.
Hay poco movimiento de aire y unas temperaturas
entre 0 ºC y 2 ºC.
2.1.2 Consumo térmico
En los mataderos, la energía térmica se consume, fundamentalmente, en las tareas de limpieza y desinfección,
en forma de agua caliente o de vapor, etc. El medio para
transportar la energía térmica que más se utiliza en los
mataderos es el agua caliente, y en menor medida el
vapor, y se suministra a las diferentes partes de la instalación desde la sala de calderas. En las plantas de elaboración cárnica suele existir una sala de calderas dedicada a
la producción de vapor o agua caliente, aunque las opera-
ciones donde se precisa calor no son tan abundantes
como las que requieren frío. Además de las operaciones
de limpieza y desinfección de equipos, instalaciones y
utensilios, el consumo de energía térmica se concentra
en las operaciones de cocción/pasteurización, con o sin
ahumado, y/o cocción/esterilización en autoclaves.
En numerosos puntos de la instalación es necesario el
suministro de vapor o de agua caliente. En los mataderos,
las principales necesidades se producen en la zona de
sacrifico, fundamentalmente para el escaldado de cerdos;
en todos los puestos de trabajo, para los esterilizadores
de cuchillos y/o utensilios de trabajo y en la limpieza de
la instalación. En las plantas de elaborados cocidos se
necesita vapor y agua caliente en los procesos de cocción
y pasteurización, y para la limpieza. En las plantas de
productos embutidos curados y en las de curados salados,
las necesidades principales están en los secaderos para
aportar calor y producir la desecación de los productos,
para el desescarchado de las baterías de frío y también
para la limpieza. Para generar el vapor o agua caliente se
utilizan calderas emplazadas en locales separados, donde
también se suelen ubicar los calentadores o acumuladores de agua caliente. Normalmente, en los mataderos
se instalan calderas pirotubulares, de baja presión y baja
potencia. Las necesidades térmicas de la instalación
también pueden ser cubiertas con el aprovechamiento de
la energía térmica procedente de una planta de cogeneración. En cuanto a los principales combustibles utilizados
en la sala de calderas para producción de calor son: gas
natural, fueloil, gasóleo y propano.
2.1.3 Consumo de agua
El tratamiento del agua tiene implicaciones en el
consumo de energía eléctrica. Ésta se utiliza tanto para
el bombeo del agua como en el propio tratamiento. El
agua se emplea en su mayor parte en las operaciones
de limpieza y desinfección de equipos, instalaciones y
utensilios de trabajo, así como en el lavado de canales
y despojos. Es necesario asegurar en todo momento la
calidad del agua empleada según su destino. Un tratamiento mínimo implica filtrado, desinfección y almacenamiento. Sin embargo, dependiendo de los requisitos
de calidad, puede incluir tratamientos de eliminación de
sustancias disueltas. Para el caso de aguas del circuito
de calderas, las necesidades de adecuación del agua de
suministro pueden incluir descalcificación, desionización
o filtrado con carbón activo. Con carácter general, las
aguas de vertido implicarán varias etapas de tratamiento:
pretratamiento, desbaste, desengrasado, homogeneización, tratamiento físico químico y tratamiento biológico.
2.2.Productos lácteos
El consumo de energía total de una empresa láctea se
reparte aproximadamente en un 80% de energía térmica
obtenida de la combustión de combustibles fósiles
(fueloil, gas natural) y un 20% como energía eléctrica. El
uso de la energía es fundamental para asegurar el mantenimiento de la calidad de los productos lácteos, especialmente en los tratamientos térmicos, en las operaciones
de refrigeración y en el almacenamiento de producto. Las
operaciones con mayor consumo de energía son todas
las relacionadas con los tratamientos térmicos aplicados
principalmente a la leche (pasteurización, esterilización,
deshidratación), seguidos de procesos de acondicionamiento del producto (homogeneización, maduración,
batido-amasado, etc.).
2.2.1 Consumo eléctrico
La energía eléctrica se emplea fundamentalmente para
refrigeración, iluminación, ventilación y funcionamiento
de equipos, y especialmente en equipos de funcionamiento eléctrico (bombas, compresores, agitadores,
etc.). La refrigeración puede suponer un 30% - 40%
del total del consumo eléctrico de la instalación. Otros
servicios como la ventilación, iluminación o generación
de aire comprimido pueden suponer en ocasiones un
consumo elevado.
En las empresas lácteas se produce frío principalmente
con dos fines: para la refrigeración de locales o cámaras
o para la refrigeración de líquidos. Los equipos frigoríficos más empleados en la industria láctea son las
máquinas frigoríficas de compresión, utilizando como
agente refrigerante el amoniaco u otras sustancias refrigerantes autorizadas. La refrigeración se puede realizar
de dos formas: directamente, por expansión de un fluido
refrigerante primario (casi siempre amoniaco), o indirectamente, con el uso de un refrigerante secundario
(frecuentemente agua glicolada).
El aire comprimido se suele utilizar para accionar los
procesos de control neumático, presurizar depósitos
que no contengan leche u otras sustancias e, incluso,
para transportar materias pulverulentas. Se pueden
emplear diferentes sistemas dependiendo de las exigencias de presión y de la calidad del aire en los puntos de
consumo.
La mayoría de las instalaciones utilizan la electricidad
suministrada por la red de abastecimiento y en ocasiones
disponen de instalaciones propias de cogeneración,
produciendo tanto energía eléctrica como térmica y
vapor. La cogeneración in situ es una buena alternativa
para estos procesos industriales, la eficiencia energética
se puede situar entre el 90% - 95% cuando los gases de
escape del sistema de recuperación de calor residual se
utilizan para otros propósitos como es el secado.
2.2.2 Consumo térmico
Es el consumo fundamental en esta industria. Se utiliza
energía térmica para generar vapor y agua caliente para
limpieza fundamentalmente, siendo los equipos más
consumidores los pasteurizadores y esterilizadores y los
sistemas de limpieza CIP (Cleaning in Place). Las operaciones con un mayor consumo de energía térmica, como
la pasteurización/esterilización de la leche y las limpiezas
mediante sistemas CIP pueden llegar a consumir el 80%
15
Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
del total de energía térmica de la instalación. La recuperación de calor por medio de equipos intercambiadores es
normalmente aplicada por las industrias del sector. Las
necesidades de calor en las empresas lácteas se cubren
en su mayor parte empleando vapor de agua o agua
caliente en función de las necesidades de la operación
y del proceso. El vapor se produce en calderas de vapor
y posteriormente se distribuye a los distintos puntos de
utilización en la empresa.
El uso de combustibles fósiles en la industria láctea para
la producción de energía térmica, generalmente en forma
de vapor, puede suponer hasta el 80% del consumo
energético total. Este tipo de necesidades está cubierto
por la existencia de una o varias calderas de vapor según
las necesidades energéticas de la instalación, siendo los
combustibles más utilizados el fueloil y el gas natural.
Las necesidades energéticas serán mayores si se necesitan más líneas de procesado para productos diferentes
o cuanto mayor sea el grado de transformación desde la
materia prima hasta el producto elaborado. La energía
térmica se consume, principalmente, en las tareas de
limpieza y desinfección, en forma de agua caliente o de
vapor, mientras que buena parte de la energía eléctrica
se emplea en los sistemas de refrigeración y accionamiento de los equipos electromecánicos, así como en
los sistemas de ventilación, iluminación y generación de
aire comprimido. Al igual que en el caso del consumo de
agua, el uso de energía en las actividades de refrigeración/congelación de producto y esterilización es decisivo
para mantener unos altos niveles de higiene y calidad de
los productos obtenidos en las instalaciones de transformación del pescado.
2.3.1 Consumo eléctrico
16
2.2.3 Consumo de agua
La mayor parte de las industrias lácteas consumen diariamente cantidades significativas de agua en sus procesos,
especialmente en las operaciones de limpieza para
mantener las condiciones higiénicas y sanitarias requeridas, y en los sistemas de refrigeración. En las operaciones auxiliares, particularmente en la limpieza y desinfección, se puede llegar a consumir entre el 25% - 40%
del total.
La cantidad total de agua consumida en el proceso
puede llegar a superar varias veces el volumen de leche
procesada dependiendo del tipo de instalación, el tipo de
productos elaborados, el sistema de limpieza y el manejo
del mismo. La calidad de agua empleada en la empresa
láctea debe ser la de agua para uso doméstico. Es habitual realizar tratamientos continuamente a las aguas de
los procesos, siendo el consumo de energía eléctrica
el principal en esta operación. El tratamiento necesario
para producir agua de calidad depende en gran medida
de su procedencia, análisis y uso.
2.3.Transformación de pescado
En este sector cabe destacar, como un punto a mejorar
energéticamente, el elevado consumo de agua por la necesidad de mantener unos exigentes estándares de calidad.
El agua se emplea en su mayor parte en las operaciones
de limpieza y desinfección de equipos, instalaciones y
utensilios de trabajo, así como en los lavados intermedios
de producto y las superficies en contacto con éste.
Es muy significativo el consumo de energía eléctrica,
más importante que el de energía térmica, ya que el
accionamiento de los sistemas electromecánicos de
procesado y el mantenimiento de la cadena de frío,
tanto durante el procesado del pescado como durante
su almacenamiento antes de la distribución, son
factores clave en el consumo de este recurso. Las
cámaras de frío tienen altas necesidades energéticas,
además de tener la necesidad de controlar de un modo
preciso las condiciones de temperatura y humedad
durante largos periodos de tiempo. Respecto a los
consumos eléctricos asociados a la cadena de frío,
hay que indicar que en ocasiones el almacenamiento
de los productos acabados se realiza en cámaras de
congelación de empresas ajenas a las que han realizado la transformación de la materia prima, con el
consiguiente ahorro energético para las instalaciones
transformadoras. Por tanto, las principales necesidades se encuentran en la instalación frigorífica y en
los diferentes equipos de proceso, además de la iluminación de las instalaciones.
Por otra parte, se necesita aire comprimido en varios
puntos del proceso, donde se utilizan herramientas de
accionamiento neumático. Se pueden emplear diferentes
sistemas dependiendo de las exigencias de presión
y de la calidad del aire en los puntos de consumo. En
función de las necesidades se dispone de uno o varios
compresores, que pueden ser alternativos (de pistón) o
rotativos (de tornillo). Debe, en todo caso, efectuarse un
buen secado del aire comprimido y disponer de purgadores automáticos de agua de los conductos y equipos
de mantenimiento de las máquinas.
Existen en estas industrias unos requerimientos
elevados de generación de frío para las operaciones
de refrigeración, congelación y generación de hielo.
La refrigeración del producto implica que la temperatura
de éste debe bajarse hasta un valor comprendido entre
1 ºC y 4 ºC aproximadamente. Los sistemas de congelación o refrigeración son: mecánicos o basados en la
compresión mecánica, de fluidos frigorígenos y de fluidos
de contacto. Los sistemas de enfriamiento y congelación más utilizados son: túneles de congelación y enfriamiento, cámaras de congelación y frigoríficas, congeladores de placas y túneles de refrigeración y congelación
por pulverización o inmersión.
2.3.2 Consumo térmico
Los procesos basados en la aplicación de calor como la
cocción o el ahumado son los principales consumidores
de cantidades importantes de energía térmica. Aunque
en la operación de limpieza y desinfección se pueden
consumir cantidades importantes de agua caliente.
Este sector no tiene iguales necesidades de vapor o de
agua caliente, casi todas las operaciones se realizan en
condiciones de frío o temperatura ambiente. El suministro se concentra en unas pocas operaciones como
son la cocción (en el caso de producción de elaborados
cocidos) o escaldado, su uso en los puestos de trabajo
para los esterilizadores de cuchillos y/o utensilios, y para
las limpiezas. También se puede necesitar el calor generado en calderas de vapor o de aceite térmico durante el
ahumado del pescado y operaciones asociadas. En este
caso se puede realizar un secado previo de las piezas
en una cámara para tal fin, además de poder requerirse
el aporte de calor para mantener la temperatura de la
cámara de ahumado. El descarchado de las baterías de
frío también puede emplear periódicamente calor generado en la sala de calderas. Para generar el vapor o agua
caliente se utilizan calderas. Las necesidades térmicas de
la instalación también pueden ser cubiertas con el aprovechamiento de la energía térmica procedente de una planta
de cogeneración. Se emplean distintos tipos de combustibles para la generación de calor en forma de vapor o agua
caliente en la sala de calderas, siendo el combustible más
empleado el gasóleo, seguido del fueloil. El gas natural se
usa como combustible principal e incluso único en algunas
instalaciones. En algunos casos, la utilización de un cierto
tipo de combustible está limitada por las posibilidades de
suministro en la zona de ubicación de la instalación, como
puede ser el caso del gas natural.
2.3.3 Consumo de agua
El agua se utiliza en la mayor parte de las operaciones
unitarias aplicadas en la transformación del pescado. En
algunas operaciones, el consumo de agua a menudo
excede las necesidades reales: limpieza y desinfección de
equipos, instalaciones y utensilios, y el agua de proceso
y de los diversos lavados de producto en cualquiera de
sus modalidades. Una comparativa entre el nivel real de
consumo de agua con los niveles recomendados por los
fabricantes de equipamiento puede identificar oportunidades de reducción del consumo.
17
Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
2.4.Fabricación de fruta y hortalizas
18
La industria de transformados vegetales no se encuentra
entre los sectores más consumidores de energía. En
función de la actividad existen grandes variaciones, la
cantidad de energía consumida en una congeladora es
mayor que en el caso de las conservas y se debe, principalmente, a los equipos de generación de frío, congelación
y almacenamiento (compresores, evaporadores forzados,
etc.). El consumo de energía no es homogéneo en las
diversas etapas, fluctuando desde consumos bajos, como
es el caso de la recepción, enfriado, limpieza, calibrado, etc.,
hasta gastos de energía más relevantes, como es el caso
de operaciones que requieren de la utilización de vapor de
agua (escaldado, pelado) o de combustible (fritura, pelado
o asado, generación de vapor). Los mayores consumos de
energía se producen en las operaciones de generación de
vapor (hay un consumo de combustible importante), tratamientos térmicos (consumen gran parte del vapor de agua
del proceso) y generación de frío (equipos que emplean
una gran cantidad de energía, como compresores para
generación de frío, cámaras, etc.). Consecuentemente
alrededor del 75% del consumo total se cubre a través
del suministro de combustibles, siendo el restante electricidad.
2.4.1 Consumo eléctrico
Dentro de las diferentes etapas y operaciones llevadas
a cabo en la elaboración de conservas, zumos, congelados y salsas vegetales, el mayor gasto energético se
realiza en el proceso de elaboración propiamente dicho
(escaldado, esterilización, pasteurización y enfriamiento,
congelación, con un consumo medio de entre el 40% y
el 80% del total); una parte del mismo se produce en el
envasado (15% - 40%), transporte (0,56% - 30%), lavado
(15%) y en el almacenamiento, hasta un 85% del gasto
total en la congelación de alimentos.
2.4.2 Consumo térmico
El vapor de agua necesario para muchas de las
operaciones de transformación de los vegetales se genera mediante calderas de vapor.
El combustible consumido en la caldera supone el
86% - 97,2% del gasto energético total de la empresa.
Solamente entre la mitad y dos tercios del vapor
condensado retorna a la caldera, por lo que el calor
que éste contiene se pierde. Aproximadamente, el
40% de las pérdidas energéticas de las fábricas son
en forma de vapor y otro 10% - 20% en forma de agua
caliente.
2.4.3 Consumo de agua
Son numerosas las fases de producción y las operaciones que se llevan a cabo en estos subsectores que
utilizan agua: lavado de materias primas, escaldado y
enfriamiento, tratamiento térmico, equipos auxiliares
(producción de vapor, generación de frío), limpieza, etc.
Destaca que se necesitan aguas de distintas calidades
en función de su destino. Esto es importante porque
permite las recirculaciones y reutilizaciones, adecuando
la calidad del agua a las necesidades que el proceso u
operación demande. El consumo de agua es variable en
las diversas etapas, fluctuando desde consumos prácticamente nulos (como en el caso del calibrado, fritura,
almacenamiento, recepción, eliminación de partes, etc.)
hasta gastos de agua muy importantes (generación de
frío, tratamiento térmico, enfriado, etc.).
3
Mejoras tecnológicas y de gestión
que favorezcan la eficiencia energética
3.1. Consumo eléctrico
3.1.1 Producción de frío
Es necesario tanto para mantener el producto como para
su cadena de producción. Los sistemas de compresión
mecánica de vapor son actualmente los más utilizados y
comprenden:
• Compresor. Es el encargado de comprimir el refrigerante, se encuentra acoplado al motor. Requiere
una cantidad significativa de energía eléctrica. Los
más utilizados son los de pistón, los centrífugos y
los de tornillo.
• Condensador. Condensa el gas refrigerante
mediante la disipación de calor al ambiente.
• Válvula de expansión: Permite la expansión del
refrigerante antes de entrar en el evaporador.
• Evaporador. En su interior el refrigerante absorbe
el calor del aire y se evapora.
• Circuito del refrigerante. El refrigerante sigue un
ciclo cerrado por unos circuitos de tuberías, a lo largo
del cual sufre una serie de transformaciones físicas.
A continuación se describen algunos aspectos a considerar en este campo:
• Adecuación a la demanda de frío. La producción frigorífica debe ser variable para satisfacer
la demanda. Con el fin de ajustar la generación
de frío y los requerimientos del proceso, existen
diversas alternativas:
- Variador de velocidad en el motor eléctrico
que reduce el número de revoluciones del
compresor y, consecuentemente, el volumen desplazado y la potencia frigorífica del
compresor y del sistema de refrigeración.
- Fraccionamiento de potencia. Se recomienda emplear compresores de diferentes
tamaños en una misma instalación con el objetivo de permitir un mejor acoplamiento a la
demanda de la instalación.
- Recuperación de calor. Transportar el agua
de condensación a través de un intercambiador de calor, así cede su energía al fluido a
calentar.
Algunas mejoras
siguientes:
a
considerar
son
las
- Realización de revisiones y mantenimiento.
Para evitar averías, incrementar la vida útil y
optimizar el consumo energético.
- Túneles de congelación. El compresor convencional será sustituido siempre que sea posible
por un compresor de doble etapa, pues éste
desarrolla una potencia frigorífica muy superior
a igualdad de potencia eléctrica del motor.
- Ubicación de evaporadores y condensadores. El evaporador se situará en las proximidades de la cámara o túnel de congelación.
- Dimensionado del túnel o cámara. Un
equipo sobredimensionado enfriará más aire
del preciso con mayor gasto energético.
• Sistema de gestión de la refrigeración. La producción de frío representa el mayor consumo energético
en las instalaciones de elaborados cárnicos, salas
de despiece y mataderos. Se debe establecer un
programa de control preventivo de los sistemas de
refrigeración para evitar fugas y optimizar al mismo
tiempo el rendimiento de los equipos, con lo que se
produce el ahorro en energía eléctrica. Algunas de
las medidas que se puede considerar para controlar
las fugas de estos gases son: revisar periódicamente
el estado de las instalaciones, sobre todo si hay
pérdidas de presión en el circuito o disminuciones
de rendimiento; revisar las juntas entre tuberías y
accesorios o equipos; prever, si es técnicamente
posible, la existencia de dispositivos de control
continuo basados en el control de la presión o nivel
de fluido; realizar un mantenimiento adecuado de
los conductos de fluidos frigorígenos; sustituir los
equipos obsoletos; y tener personal especializado,
para la recarga y manejo de los fluidos frigorígenos
y equipos frigoríficos.
• Utilización de túneles de aire frío para la
refrigeración de canales. Para la reducción
del consumo de energía en las operaciones de
enfriamiento de canales se empelan túneles de
enfriamiento por aire para ganado porcino. Los
túneles de enfriamiento pueden funcionar por
cargas o en continuo. En los túneles continuos,
las canales circulan colgadas por el interior del
19
Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
túnel, habiendo establecido una velocidad de
avance del sistema de transporte de modo que
las piezas alcancen la temperatura deseada
durante el tiempo de permanencia en el túnel
previamente establecido.
20
• Sistemas para minimizar las fugas de frío en
las cámaras. En todos los mataderos y centros
productivos de elaborados cárnicos es imprescindible mantener la cadena de frío en todo el proceso.
Hay varias opciones para minimizar las pérdidas de
frío en las cámaras: un sistema de cerrado controlado por célula fotoeléctrica, de modo que una vez
abierta la puerta y pasados unos segundos, si la
célula no detecta presencia, la puerta se cierra; un
sistema de cerrado temporizado, que deja pasar
un periodo de tiempo determinado una vez abierta
la puerta y se cierra pasado ese tiempo; sistemas
de aviso que se ponen en marcha cuando pasa el
tiempo máximo permitido de apertura de la puerta
(sirenas, etc.); cortinas de aire, y lamas de plástico. La solución pasa, básicamente, por minimizar
el tiempo que las puertas están abiertas, así el
consumo energético se reduce.
3.1.2 Mejoras en motores eléctricos
Una parte importante de la electricidad consumida en la
instalación se debe al consumo de bombas y motores. La
instalación de nuevos equipos más eficientes y la implantación de la gestión de recursos reducen el consumo de
electricidad. Las medidas a considerar son:
• Utilización de motores de alta eficiencia (EFF1, EFF2
y EFF3). Es recomendable adquirirlos cuando se vayan
a emplear para reemplazar a motores sobredimensionados. Se apliquen en conjunto con variadores electrónicos de frecuencia, en motores de 10 CV y 75 CV
cuando operan al menos 2.500 h/año o en motores de
menos de 10 CV o superiores a 75 CV cuando superan
las 4.500 h. Los motores EFF1 serán siempre más
económicos a partir de 2.000 h/año de trabajo.
• Dimensionamiento del motor. Los motores
deberán operar siempre con un factor de carga entre el
65% - 100%. En ciertos casos, en los que sea preciso
un sobredimensionamiento debido a picos de carga,
se empleará un motor perfectamente dimensionado
apoyado por un motor de arranque.
• Arranque secuencial y programado. No se arrancarán de forma simultánea varios motores.
• Optimización del sistema de transmisión. Transmite el par del motor a las cargas o equipos modificando o no la velocidad que inyecta al motor, lo
cual se consigue mediante acoplamientos al eje de
engranajes, poleas, etc.
• Utilización de control electrónico de velocidad.
Es fundamental optimizar el funcionamiento del
variador electrónico de velocidad o frecuencia.
• Factor de potencia. Mantenido siempre por
encima de 0,95 y en caso de ser inferior sería
conveniente instalar baterías de condensadores.
• Identificación y supresión de las pérdidas en el
sistema de distribución.
rrojos o de interruptores temporizados para
controlar de forma automática el alumbrado de
zonas de uso esporádico.
• Lubricación del motor.
• Exámenes periódicos de los motores para analizar
posibles sustituciones en lugar de reparaciones de
un motor usado. Casi siempre el rebobinado de un
motor ocasiona una pérdida de rendimiento y una
menor fiabilidad de su funcionamiento, debiendo
analizarse el coste de repararlos.
• Sustitución de luminarias. Muchas luminarias
modernas contienen sistemas reflectores cuidadosamente diseñados para poder dirigir la luz de las
lámparas, por lo que en la remodelación de instalaciones son muy convenientes estas luminarias.
• Utilización de sistemas de alumbrado de bajo consumo.
Sustituir las lámparas en todas las luminarias donde
sea posible por lámparas de bajo consumo:
3.1.3 Bombas y ventiladores
Las medidas a considerar son:
Optimización de la eficiencia de la ventilación. Para
mantener el consumo al nivel más bajo posible, pueden
adoptarse medidas de optimización de la eficiencia de la
ventilación como la limpieza de los filtros o el control del
tiempo de funcionamiento de la ventilación (la instalación
de controles de arranque y parada automáticos puede
utilizarse para evitar un uso innecesario del sistema). La
aplicación de esta técnica requerirá el uso de programadores horarios e interruptores comandados por sensores
de temperatura.
Variadores de velocidad en los ventiladores del aire de
tostación. Para optimizar térmicamente el proceso, existe
la necesidad de regular el caudal de recirculación, modificando el caudal impulsado por los ventiladores. Este ajuste
artificial se logra por la elevación de la resistencia actuando
sobre un elemento de estrangulamiento que origina unas
elevadas pérdidas de energía. Este hecho se puede evitar
suprimiendo el elemento de estrangulamiento por unos
variadores de frecuencia, los cuales varían la frecuencia
de dicho motor y por lo tanto varían su velocidad. Esta
medida puede suponer un ahorro energético del 10% de
energía eléctrica en el proceso de tostación.
3.1.4 Mejoras en la iluminación
Se pueden alcanzar reducciones superiores al 20%
gracias a medidas como la utilización de componentes
más eficientes, el uso de sistemas de control o la integración de luz natural. Medidas a considerar:
• Alumbrado zonificado y supresión de puntos de luz
superfluos.
• Instalación de detectores de presencia por infra-
- Lámparas fluorescentes con balastos electrónicos. Gracias al empleo de balastos de
alta frecuencia es posible reducir el consumo
de las lámparas en torno a un 20%, permitiendo, además, la regulación de la intensidad
de la lámpara y la adaptación a las necesidades de iluminación. Este tipo de balastos
incrementan la vida útil de la lámpara y son
particularmente útiles en las áreas de producción y almacenes.
- Lámparas de descarga a alta presión. Son
hasta un 35% más eficientes que los tubos
fluorescentes de 38 mm de diámetro pero
con menor rendimiento de color.
- Lámparas fluorescentes compactas. Son
adecuadas para la sustitución de las lámparas
de incandescencia tradicionales, estimándose la reducción del consumo energético en
torno al 80% y un aumento de la duración
hasta 10 veces superior.
• Aprovechar al máximo la luz natural. Para un máximo
aprovechamiento es importante asegurar que se
apague la luz eléctrica cuando la iluminación natural
es adecuada, a través de sistemas de control y automatizaciones. También pintar las superficies de las
paredes de colores claros con buena reflectancia.
Además existen en el comercio sistemas prismáticos que permiten iluminar con luz natural zonas
que no tendrían en principio esta posibilidad.
• Realizar una buena limpieza de los sistemas de
iluminación.
3.1.5 Sistemas de cogeneración
Se trata de sistemas alternativos de generación de energía
eléctrica de alta eficiencia energética, que emplean la
21
Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
producción conjunta de electricidad o energía mecánica y
energía térmica útil para su aprovechamiento. Se ahorra
energía primaria por el aprovechamiento simultáneo del calor
y mejora el rendimiento de la instalación frente a una generación convencional. El rendimiento del proceso alcanza hasta
el 90% frente al 65% de los sistemas convencionales. Las
tecnologías más empleadas son los motores térmicos y las
turbinas de vapor y gas, aunque en el futuro sería particularmente interesante emplear las pilas de combustible.
3.1.6 Sistemas de aire comprimido
El sistema de aire comprimido consume cantidades
importantes de energía eléctrica en las industrias agroalimentarias, en general, y en las cárnicas, en particular.
Para llevar a cabo una gestión más eficiente del aire
comprimido, y así reducir el consumo energético, pueden
adoptarse varias medidas:
22
• El compresor principal para la generación de aire
comprimido puede desconectarse al terminar las
operaciones de sacrificio. Puede usarse uno más
pequeño para las operaciones de limpieza.
• Un mantenimiento inadecuado de las instalaciones
de aire comprimido puede conducir a la aparición
de fugas y a la pérdida de grandes cantidades de
aire. Aplicando un mantenimiento adecuado, las
pérdidas pueden mantenerse en un 7% - 8%.
• Las herramientas que funcionan con aire comprimido como sierras manuales, determinan la
presión requerida. Sin embargo, otras herramientas
funcionan sistemáticamente a mayor presión que
la que necesitan.
• Optimización de la presión en la planta de aire
comprimido. La presión en el sistema de aire
comprimido debería ser lo más baja posible.
El sistema de aire comprimido consume bastante energía
eléctrica también en las industrias lácteas.
por el adecuado funcionamiento de las mismas; o sea,
por las condiciones en las que se realiza la combustión.
Para asegurarnos de que en todo momento las calderas
están trabajando adecuadamente es necesario establecer
un programa de mantenimiento periódico, así como un
programa de vigilancia y control de las emisiones de gases
de combustión. Deben considerarse varios puntos: realizar
un mantenimiento preventivo de las calderas, realizar
mediciones periódicas de las emisiones de gases, procedimientos de operación, control visual de la salida de humos,
formar adecuadamente al personal y emplear personal
cualificado, etc. Otras medidas a considerar:
• Instalación de sistemas de control con corrección
de medida para la regulación automática de la relación aire-combustible en función de un parámetro
de rendimiento.
• Conexión de las calderas de forma lenta y nunca
inyectando agua fría a un sistema caliente pues
podría dañarla.
• Operación de la caldera en condiciones normales o
máximas, en función de la carga demandada por el
procedimiento, con la finalidad de evitar un trabajo
en exceso y un consumo de energía innecesario.
• Aislamiento. Una temperatura exterior mayor de
35 ºC es inadecuada.
• Ajuste de los parámetros de diseño de las calderas
a las condiciones cambiantes.
• Uso de agua de buena calidad, lo más libre posible
de sales minerales. Esta medida sirve para prevenir
costosas averías en los equipos y un excesivo
consumo de agua por purgas, productos químicos
y combustible.
• Recuperación y reutilización de los condensados
y del calor residual de los gases de escape para
incrementar el rendimiento global.
• Instalación de
refrigeración.
3.2.Consumos térmicos
3.2.1 Calderas
La eficiencia energética de las calderas y las características
de los gases de combustión están muy condicionadas
sistemas
de
absorción
para
• Mejoras en el sistema de distribución de vapor.
Es preciso que las redes de distribución de vapor,
estén totalmente calorifugadas para evitar la
pérdida de calor, que no haya fuga de calor en las
redes y realizar revisiones periódicas. Esta medida
puede suponer un ahorro energético de combustibles del 3%.
• Producción y aprovechamiento energético del
biogás producido en las plantas de tratamiento de
las aguas residuales.
3.2.2 Aislamiento térmico
En todas las industrias examinadas es fundamental un
buen aislamiento térmico de superficies frías y calientes.
En las industrias se consume gran cantidad de energía
para refrigeración, en unos casos, y para calentamiento
de agua, en otros. Consecuentemente, habrá superficies
que presenten un gradiente de temperatura importante
con respecto a la temperatura ambiente de la instalación. Estas superficies, si no están aisladas, suponen
un foco de pérdidas de energía que puede llegar a ser
muy significativo. Cualquier superficie, equipo, tubería,
depósito, etc., que se mantenga a temperaturas altas o
bajas, conviene que esté aislado térmicamente del exterior para evitar estas pérdidas de energía. En las industrias cárnicas, los siguientes elementos deben estar
normalmente aislados: túnel de congelación, partes de
los sistemas de refrigeración, conexión de los conductos
a los equipos y hornos de cocción.
También el mantenimiento de la cadena de frío a lo largo de
todo el proceso de transformación es una condición indispensable para gran parte de los productos pesqueros. En
el procesado de algunos tipos de productos (ahumados,
cocidos o salados) se combina la necesidad de temperaturas bajas y de temperaturas elevadas, aplicadas a
través de agua caliente, vapor, combustión de serrín, etc.
Inevitablemente, existirá una pérdida energética a través
de las superficies de los elementos que contienen los
fluidos responsables de los intercambios térmicos. Los
siguientes elementos deben estar normalmente aislados:
calderas de generación de vapor/agua caliente o partes
de ella, calderas de cocción/escaldado o partes de ellas,
sistemas de refrigeración o partes de ellos, cámaras y
túneles de refrigeración/congelación, conexión de los
conductos a los equipos y válvulas. También la industria
láctea aplica medidas parecidas.
La operación de escaldado en la industria cárnica es una
operación importante en términos de consumo energético. Los tanques de escaldado por inmersión deben
mantenerse a una temperatura adecuada (superior a
60 ºC) durante toda la jornada laboral, además de calentar
el agua de aporte que se va perdiendo con el continuo
paso de los animales. Mejoras a considerar:
• Aislar térmicamente el tanque de escaldado para
reducir las pérdidas de calor por los laterales.
• Cubrir la parte superior de los tanques de escaldado para reducir la evaporación y las pérdidas de
calor desde la superficie del agua (por ejemplo,
utilizando bolsas de plástico).
• Asegurarse de que el nivel de agua dentro del
tanque es el adecuado para que no se produzcan
reboses de agua caliente cuando esté lleno de
animales. Si el llenado es automático, se pueden
instalar sondas de nivel.
23
Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
El ahorro energético en esta operación está asociado a la
prevención de pérdidas de calor por radiación y la pérdida
de agua caliente. Además, puesto que en general se
reducirán las necesidades de ventilación, se consumirá
menos energía por este motivo.
3.2.3 Recuperación de calor
24
En las operaciones de tratamiento térmico de la leche
se consume una gran parte de la energía térmica de la
instalación. La optimización de la recuperación de calor
puede realizarse tanto en sistemas directos como indirectos. En sistemas indirectos, el calor contenido en la
leche a la salida del pasteurizador/esterilizador puede
utilizarse para precalentar el flujo de leche refrigerada a
la entrada del mismo y al mismo tiempo prerrefrigerar
la leche tratada térmicamente, reduciendo así las necesidades de energía eléctrica durante su refrigeración.
En los sistemas directos (tratamiento UHT), la leche fría
puede utilizarse para preenfriar la leche a la salida del
pasteurizador.
Los sistemas de generación de frío están compuestos
por una serie de dispositivos en los que se produce un
intercambio continuo de calor entre distintos medios. El
fin es extraer el calor contenido en los productos cárnicos
intermedios o elaborados y canales para mantenerlos a
una temperatura que garantice su conservabilidad en
unas condiciones sanitarias y de calidad apropiadas
hasta su llegada al consumidor final. Si la instalación de
frío dispone de los elementos adecuados de intercambio
y recuperación, se puede recuperar y reutilizar ese calor.
Es posible recuperar el calor de instalaciones de refrigeración centralizadas de gran tamaño en varios puntos: el
refrigerante comprimido, el agua de enfriamiento de los
circuitos de condensación del refrigerante, etc. El calor
recuperado puede emplearse, por ejemplo, para precalentar agua.
la energía aportada. Además, este sistema se puede
instalar en evaporadores de efectos múltiples para
aumentar el rendimiento energético en la operación.
La utilización de evaporadores multietapas permite
reducir el consumo específico gracias a que los vapores
generados en el primer efecto se utilizan para calentar
el siguiente efecto que trabaja a una temperatura inferior. Este proceso se puede repetir con varios efectos
de manera que el ahorro energético aumenta a medida
que lo hace el número de efectos instalado. También
se puede combinar con una recompresión de vapor en
alguno de los efectos para mejorar el rendimiento energético en la operación.
Es aconsejable usar la máxima capacidad de concentración de los evaporadores antes de la fase de deshidratación. El consumo específico de energía para la
deshidratación de un líquido es bastante inferior en los
evaporadores que en los secaderos por aire, especialmente cuando los primeros están optimizados energéticamente (múltiples efectos o recompresión de vapor)
Dado que en las instalaciones que elaboran leche o
suero en polvo, el consumo específico en la operación
de deshidratación es muy elevado, resulta muy interesante emplear la máxima capacidad de concentración de
los evaporadores para reducir el consumo energético.
En los evaporadores de las cámaras de congelación
se producen capas de hielo cada vez más gruesas que
impiden el adecuado intercambio térmico y, por tanto,
reducen la eficiencia energética. Para minimizar estos
efectos es necesario proceder a un descarchado automático que prevenga la formación de la capa de hielo. La
técnica más eficiente desde el punto de vista energético
es el desescarche por gases calientes mediante inversión del ciclo, de manera que durante un corto periodo
de tiempo el evaporador funciona como condensador del
sistema. El calor desprendido provoca la descongelación
de la placa.
3.2.4 Procesos de evaporación
En las operaciones de concentración de la leche o el
suero se producen unos consumos de energía térmica
muy elevados. La recompresión de los vahos de concentración permite recuperar parte de la energía utilizada
para evaporar el agua y volver a utilizarla en el propio
proceso de concentración. Para recomprimir el vapor es
necesario aportar energía en forma de calor (recompresión térmica) o de energía eléctrica (recompresión mecánica), de forma que, al final, la energía recuperada del
calor latente de condensación supera en varias veces
3.3.Consumo de agua
Se trata de un aspecto esencial a controlar en la industria
agroalimentaria, las medidas pueden ser muy variadas:
• Limpieza previa del animal antes del escaldado. La suciedad superficial del animal supone
un problema desde el punto de vista del consumo
de agua. Sometiendo a los cerdos a una limpieza
previa a su entrada en la etapa de escaldado, el
agua tardará más en ensuciarse y puede reutilizarse más tiempo, con los consiguientes ahorros
de agua y energía.
• Escaldado por duchas o escaldado por condensación de vapor en lugar de inmersión.
La reducción en el consumo de agua respecto
a la inmersión para escaldado por duchas es del
40%, llegando hasta el 92% para los sistemas de
condensación de vapor.
• Instalación de electroválvulas comandadas
por detectores de presencia en las duchas de
línea. La instalación de mecanismos automáticos
que permitan cortar el aporte de agua, cuando
por motivos de fabricación hay paradas en la
línea, consiguen reducir el consumo de agua en la
operación. Para ello pueden emplearse detectores
de presencia que envíen la señal de apertura a las
electroválvulas de forma que el agua se aplique
solo ante el paso de material a lavar.
• Eliminación de las tomas de agua innecesarias de la línea de sacrificio de mataderos.
Se pueden eliminar tomas de agua innecesarias de
la línea de sacrificio con el objeto de evitar el uso
abusivo de agua en las etapas de limpieza y lavados
intermedios de producto, al mismo tiempo que se
fomenta la limpieza en seco de los residuos.
• Instalación de sistemas de lavado de manos
y delantales con corte automático del agua.
Las mangueras y los lavaderos se pueden reemplazar por cubículos provistos de cabezas de ducha
accionadas individualmente por los operarios
mediante pedales.
• Recuperación de agua de refrigeración (industria cárnica). En un matadero, el consumo de
agua para los circuitos de refrigeración y calderas
puede suponer entre un 6% - 10% del total de
agua consumida. El agua de estos circuitos solo
sufre modificaciones en su temperatura y en su
salinidad (debido a la concentración por evaporación), por lo que su recirculación en condiciones
adecuadas puede conducir a ahorros importantes
de agua. La adición de productos auxiliares permite
prolongar su uso dentro del sistema.
• Sistema centralizado de cierre de los puntos de
agua (industria cárnica). Existen zonas de trabajo
que están claramente diferenciadas de otras por
las funciones que cada una tiene, mientras una o
varias están trabajando, otra u otras pueden estar
paradas. El cierre puede realizarse manualmente
o de modo automático mediante el empleo de
temporizadores.
• Esterilización de sierras en cabinas con boquillas de agua caliente (industria cárnica).
La esterilización de estas herramientas de trabajo se
puede llevar a cabo en cabinas que dispongan de un
sistema de boquillas que apliquen agua a 82 ºC, en
lugar de hacerlo en recipientes con agua corriendo
constantemente a la misma temperatura.
• Control automático de la temperatura del agua
caliente. En ocasiones sucede que una vez terminadas las operaciones de sacrificio, en las que se
requiere agua a 82 ºC, el agua sigue suministrándose a la misma temperatura, empleándose agua
a 82 ºC para la limpieza sin ser necesario. El calentamiento y la circulación de agua caliente a 82 ºC
puede detenerse de forma automática cuando se
detienen las operaciones de sacrificio. De esta
forma, puede ahorrarse energía térmica.
• Reducción del consumo energético de los
esterilizadores de cuchillos (industria cárnica).
Los esterilizadores de cuchillos están situados a lo
largo de toda la línea de sacrificio y elaboración.
Estos equipos pueden aislarse y ser dotados con
cubiertas fijas provistas de ranuras en las que
colocar dos cuchillos con las hojas sumergidas en
agua a 82 ºC. Aislando y cubriendo el esterilizador
se puede reducir la pérdida de calor, con lo que la
frecuencia de renovación, y por tanto el volumen
de agua caliente, se reduce. También pueden
emplearse esterilizadores de vapor.
• Optimizar la filtración inicial de la leche con el
objetivo de reducir la frecuencia de limpieza de los
separadores centrífugos (industria láctea). La optimización de la filtración previa a la centrifugación
permite optimizar el funcionamiento de las separadoras centrífugas y, por tanto, minimizar el volumen
de lodos de clarificación y menor tratamiento.
• Control y/o regeneración de salmueras para
alargar su vida útil en la elaboración de quesos. La
eliminación de grandes cantidades de salmuera
junto con el efluente final genera volúmenes
importantes de tratamiento. La mejor forma de
prevenir estos impactos ambientales es alargar
la vida útil de las salmueras. La utilización de
técnicas de microfiltración y ultrafiltración permite
25
Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
26
regenerar parcialmente las salmueras, eliminando
gran aparte de los sólidos y microorganismos que
se van acumulando a lo largo de su uso. Estas
salmueras regeneradas pueden ser la base para
nueva salmuera tras la adición de agua y sal que
compense las pérdidas generadas durante el tratamiento de filtración.
• Utilización de sistemas CIP descentralizados. La
limpieza de la mayor parte de las conducciones y
equipos utilizados en la industria láctea se realizan
con sistemas CIP y es en estas limpiezas donde
se consume gran parte del agua y de los productos
de limpieza de la instalación y, por tanto, donde se
generan volúmenes importantes de agua residual.
En las limpiezas también se producen consumos
de electricidad (bombeo, control) y energía térmica
(calentamiento de soluciones). En el caso de instalaciones de gran tamaño con una extensa y complicada red de tuberías que disponen de una sola
unidad CIP centralizada se pueden producir considerables pérdidas de calor, un consumo innecesario de agua y productos de limpieza y desinfección, y disponer de gran capacidad de bombeo y
volúmenes de agua residual excesivos para poder
asegurar una adecuada limpieza en todo el circuito.
Una solución puede ser el uso de varias unidades
CIP más pequeñas (sistema CIP descentralizado),
en las que, además, se puede ajustar el programa
de limpieza y desinfección a las necesidades de
los equipos a limpiar. Otra alternativa es el uso
de unidades satélite que reciben las soluciones
sin calentar desde una unidad central en unos
depósitos pulmón desde los cuales se bombea el
volumen necesario para limpiar la unidad, previo
paso, en su caso, por un calentador para ajustar la
temperatura.
• Reutilización de los condensados (transformación de vegetales). Las aguas procedentes de los
condensados pueden reutilizarse para otras fases
del proceso y para rediluir productos concentrados.
También, y aprovechando sus bajos contenidos en
sales y la elevada temperatura, es posible usarla
como agua de alimentación de la caldera, lo que
supone, además de un ahorro de agua, un ahorro
de energía y un menor consumo de combustible.
• Recirculación de las aguas de enfriamiento.
Reutilización de las aguas de enfriado mediante
su recogida y envío a torres de refrigeración, con
el consiguiente ahorro de agua con respecto a los
sistemas clásicos en los que se vierte el agua de
enfriado. Las aguas residuales generadas pueden
reutilizarse para diversos usos: lavado de materias primas, limpieza de instalaciones, escaldado,
etc., se puede aprovechar el calor procedente de
la primera fase de enfriamiento para precalentar
el agua de ciclos posteriores. En la instalación se
generan algunas corrientes de agua de proceso o
refrigeración que en función de su calidad química
o microbiológica pueden reutilizarse en la limpieza
de zonas con bajos requerimientos higiénicos,
tanques, equipos CIP o limpiezas manuales o para
preparar soluciones de limpieza.
• Recuperación energética en los sistemas de
generación de frío. La generación de frío en el
sector de transformados vegetales se realiza por
medio de sistemas mecánicos de compresión.
Los sistemas más utilizados para la generación del
frío son los condensadores evaporativos. Generalmente, la congelación de los productos vegetales se realiza mediante túneles de aire (lecho
fluidificado y aire forzado); en un menor número
de empresas la congelación se realiza por medio
de fluidos criogénicos (nitrógeno) y de placas verticales, dependiendo del producto que se elabore.
El desescarche de los túneles de congelación se
hace mayoritariamente con agua (que muchas
veces procede de las aguas de condensación).
Algunas de las compañías congeladoras de vegetales realizan la recuperación o recirculación de las
aguas de condensación (aguas limpias a temperatura elevada) con el consiguiente ahorro de agua,
ya que esta operación es la que mayor consumo
de agua supone en una congeladora.
3.4.Medidas de gestión
• Optimización de la tarifa eléctrica, considerando aquellos conceptos donde obtener mayores
ahorros y en cuyos parámetros podamos actuar,
revisando la potencia contratada, modo de facturación, consumos horarios, etc. En caso de acudir
al mercado liberalizado, el precio ofrecido por cada
comercializadora dependerá de varios aspectos,
como la gestión del alta del contrato o las incidencias de suministro o los servicios adicionales a
contratar.
• Gestión de compras. Comprar equipos con alta
eficiencia energética, gestión de suministros,
atender al criterio ambiental en el aprovisionamiento, etc.
• Modificaciones de suministro energético. Tener
en cuenta posibles modificaciones en los combustibles: cambio a gasóleo (es necesario disponer de
un depósito homologado, los quemadores pueden
adaptarse), cambio a gas natural (no necesita almacenamiento, por tanto no son necesarios depósitos, hay que sustituir los quemadores), combinado gasóleo-gas (el gasóleo se utiliza en caso de
cortes de suministro del gas natural). También es
posible el aprovechamiento del biogás generado
en las instalaciones de depuración anaerobia de
aguas residuales o la implantación de sistemas
de cogeneración en aquellas instalaciones donde
exista un uso para el calor y energía producidos. Se
adapta bien a instalaciones industriales que tienen
elevadas demandas de energía eléctrica y térmica,
como pueden ser las industrias lácteas.
• Análisis de necesidades energéticas. El coste
energético también puede ser mejorado desde
la optimización de las instalaciones y maquinaria,
para lo cual lo primero es conocer, en profundidad, las características de nuestras instalaciones
y consumos. Es fundamental contar con una
adecuada contabilidad energética a partir de los
consumos anuales de energía eléctrica, combustibles y agua. Los siguientes parámetros pueden
resultar de utilidad: energía eléctrica consumida
por la instalación, cantidad de combustible consumido en las calderas y cantidad de combustible
consumido por los camiones y otros vehículos de
transporte. El conocimiento de estos consumos,
27
Manual de eficiencia energética para pymes
Fabricación y envasado de productos alimenticios
y su normalización respecto a parámetros como
la unidad de producción, permite comparar la
situación del consumo energético actual con la
situación de años anteriores y evaluar las mejoras
obtenidas, o implantar medidas de ahorro energético en aquellos puntos donde se hayan detectado
posibilidades de mejora. Esta medida se puede
ampliar con la realización de análisis y auditorías
energéticas para estudiar el consumo eléctrico por
zonas y establecer objetivos de reducción.
28
• De manera particular, la gestión del agua.
Deben establecerse programas de gestión y minimización. Incluyendo acciones como: ajustar el
caudal de agua a las necesidades de consumo de
cada operación; el establecimiento de las condiciones óptimas de operación, reflejándolas por
escrito y difundiéndolas entre los trabajadores;
usar dispositivos que permitan la regulación del
caudal; instalar sistemas de cierre sectorizado de
la red de agua, que permita cortar el suministro de
una zona en caso de producirse una fuga; utilizar la
calidad de agua adecuada en cada operación, lo que
permite la reutilización de agua en etapas menos
críticas y un ahorro en los tratamientos previos del
agua para proceso; realizar inspecciones periódicas
de la instalación y/o del consumo para detectar
fugas, roturas o pérdidas lo antes posibles; utilización de circuitos cerrados de refrigeración; empleo
de sistemas automáticos de cierre en los puntos
de agua (mangueras, grifos, servicios, etc.);
manejo y control a lo largo del tiempo de indicadores ambientales, que relacionan los consumos
de agua y los vertidos de aguas residuales con la
producción; reutilización del agua de proceso o de
servicios auxiliares en la misma operación o en
otras (previo tratamiento o no), siempre y cuando
su calidad física, química y microbiológica no perjudique la calidad y seguridad del producto, personal
y funcionamiento de equipos, y también disponer
de sistemas adecuados de tratamiento de vertidos
para reducción del gasto asociado.
• Gestión y mantenimiento energético. El correcto
mantenimiento consigue los estándares de calidad
de la industria, además de reducir consumos.
Mediante mantenimientos preventivos se disminuye la necesidad de realizar mantenimientos
correctivos, obteniendo un adecuado rendimiento
de la instalación, reducción de costes y calidad de
servicio. Estos mantenimientos son: verificar de
forma regular los controles de funcionamiento,
el correcto funcionamiento de apertura y cierre
de compuertas y electroválvulas; sustitución de
filtros, según recomendaciones de los fabricantes;
mantener limpias las superficies de intercambiadores, rejillas y conducciones de aire; revisar
el adecuado funcionamiento de termostatos;
revisar la planta de calderas y equipos de combustión regularmente; detectar fugas y derrames,
hacer una limpieza regular de lámparas y luminarias, etc.
• Implantar sistemas de gestión de energía y
sistemas expertos capaces de gestionar la información y controlar las instalaciones. Estos sistemas
facilitan el ahorro de energía, reducen la mano de
obra necesaria, previenen averías y prolongan la
vida útil de los equipos.
• Formación/sensibilización de empleados. Realización de campañas de información y formación
entre los empleados para el ahorro energético,
consumo de materiales, aspectos ambientales,
etc. En este punto deben incluirse medidas específicas tanto para el consumo energético como
para los planes de minimización de residuos. En
este sentido puede ser aconsejable establecer
un plan de movilidad de los empleados.
4
Bibliografía
• Guía de ahorro energético. Instalaciones industriales. Dirección General de Industria, Energía y
Minas. Comunidad de Madrid (2005).
• Guía de mejores técnicas disponibles en
España del sector lácteo. Ministerio de Medio
Ambiente y Ministerio de Agricultura, Pesca y
Alimentación (2006).
• Guía de mejores técnicas disponibles en
España del sector de los transformados vegetales. Ministerio de Medio Ambiente y Ministerio
de Agricultura, Pesca y Alimentación (2006).
• Guía de mejores técnicas disponibles en
España del sector de productos del mar.
Ministerio de Medio Ambiente y Ministerio de
Agricultura, Pesca y Alimentación (2006).
• Guía de mejores técnicas disponibles en España
del sector cárnico. Ministerio de Medio Ambiente
y Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación
(2006).
• La industria alimentaria 2005-2006. Dirección
General de Industria Agroalimentaria y Alimentación.
Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.
• Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética
en España 2004-2012. Ministerio de Industria,
Comercio y Turismo e IDAE (2005).
• Manual de eficiencia energética 2007.
Eficiencia y ahorro energético en la industria.
Gas Natural Fenosa.
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11 Fabricación y envasado de
productos alimenticios
Daniel Blázquez
Marta del Olmo
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Obra realizada por:
Con la colaboración del Centro de Eficiencia Energética de:
© EOI Escuela de Negocios
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