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Con eficiencia energética se le sacaría más “jugo” a la naranja

Un nuevo modelo de eficiencia en el consumo de energía para plantas procesadoras de naranja les permitiría a los cultivadores aprovechar los residuos de esta fruta y generar nuevos productos como aceites esenciales y biopelículas, sin incrementar sus gastos.

Medellín, 04 de mayo de 2021Agencia de Noticias UN-

El trabajo partió de los sistemas de producción de cultivadores de naranja en Perú. Foto: WireStock.

Con los residuos de la cáscara de naranja se produce el aceite esencial D-limoneno, usado en cosmética. Foto: Pixabay.

Los campesinos suelen usar la fruta para extraer jugo mientras residuos como cáscara y bagazo se desperdician. Foto: Pixabay.

Este modelo muestra el flujo de procesos en la planta antes de la optimización. Imagen: Juan Fernando Arango.

Tras algunas mejoras en el modelo se lograron ahorros de hasta el 8 % en consumo de combustible. Imagen: Juan Fernando Arango.

De esta sola fruta se pueden sacar muchos productos: la pulpa, que se usa para extraer jugo; la pectina, que se obtiene de la cáscara, se usa en la producción de películas biodegradables; el aceite esencial de limoneno también se saca de la cáscara, y el agua florida es un subproducto de la extracción de aceite esencial que tiene cualidades odoríferas y que se emplea para fabricar aromatizantes.

El modelo de eficiencia fue desarrollado a partir de una alianza académica entre investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín y la Universidad Nacional de San Agustín, en Arequipa (Perú).

El profesor de la UNAL Héctor Iván Velásquez Arredondo, asesor del proyecto, explicó que los investigadores peruanos buscaron a sus pares colombianos para desarrollar una planta piloto en la que se analizara el consumo de energía y optimizarlo, de modo que los agricultores pudieran fabricar otros subproductos sin tener que pagar más por la energía, uno de los costos más altos del proceso.

“Técnicamente de la naranja se pueden usar todos los residuos de biomasa. Hasta ahora los campesinos peruanos usaban la cáscara y el bagazo para devolverlos al cultivo y mejorar la tierra”, recuerda el docente.

Sin embargo, encontraron que esos residuos podrían ser fuente de ingresos si se usaban para extraer D-limoneno (aceite esencial de naranja), un producto muy usado en cosmética, o para crear biopelículas que reemplazan los plásticos, para lo cual se debe mejorar el proceso de producción.

El encargado de desarrollar la planta piloto fue el ingeniero mecánico Juan Fernando Arango Meneses, estudiante de la Maestría en Ingeniería - Ingeniería Mecánica de la UNAL, quien analizó los datos de consumo de energía recopilados por los investigadores peruanos en el modelo de laboratorio: “ellos tenían balance de masas, cálculos de qué consumía energía y cómo, y así supimos qué porcentaje de la masa se iba en jugo, cáscara y bagazo, y en qué partes del proceso se requerían mejoras”, señaló.

Para este desarrollo se enfocó en la exergía, que es la cantidad de energía útil que se puede obtener de un proceso. En particular midió dónde se concentraba la exergía destruida, es decir la capacidad de energía que no se usó pero que se podía haber empleado, y diseñó soluciones para optimizar esos recursos.

“Con los datos y las modelaciones sugerimos modificaciones físicas en las plantas para añadir equipos, eliminar elementos, rediseñar los ciclos de agua, etc., con lo cual logramos minimizar la exergía destruida, y cuando eso se logra se reduce el gasto de agua, la generación de gases de combustión y hasta el consumo de combustible”, detalló.

Después de las modificaciones propuestas por el investigador, en las pruebas se lograron reducciones de hasta el 16 % en la exergía destruida dentro de la planta, y reducciones de hasta el 8 % en consumo de combustible en caldera (kilogramo por hora).

“Lo más sorprendente fue poder crear soluciones para que quienes viven de ese producto –o de otros, ya que el modelo es escalable– puedan reducir sus costos y no pierdan recursos. Hay una mezcla de naturaleza, ambiente, economía e ingeniería muy productiva”, agregó el futuro magíster de la UNAL.

El profesor Velásquez destacó que este desarrollo tiene aplicaciones comerciales y no solo investigativas, por lo que se puede convertir en una opción rentable para los cultivadores de naranja en Colombia.

“Hicimos la investigación con otros países por las conexiones y las peticiones que hicieron. De Perú vinieron aquí a ver cómo estábamos trabajando, esta es la oportunidad para decirles a los cultivadores colombianos que también podemos trabajar juntos”, agregó.

(Por: fin/VRB/MLA/LOF
)
N.° 898

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