Energy cogeneration potential in the Colombian palm oil industry : three cases studies | Potencial de cogeneración de energía eléctrica en la agroindustria colombiana de palma de aceite : tres estudios de caso

The results showed that for fruit processing capacities between 18 and 60 tRFF/h, it is possible to have surplus power ranging between 1 and 7 Mw, if the plants are self-sufficient in electric energy and steam for process. With an average Capacity Factor (approximately 0.4), it is possible to expect a generation index of 75 and 160 Kwh/tRFF when the processing plant is operating or shutdown, respectively, 3 or 4 times better than when a traditional system with a back-pressure steam turbines is used. This analysis used up to 60 percent of EFB produced in plant as fuel, considering its value as fertilizer for the palm crop. Several economic conditions were considered to estimate the economic and technical feasibility of cogeneration systems in palm oil mill for Colombian palm oil sector. The palm oil mills are characterized by the availability of considerable amounts of by-products of high energy value such as empty fruit bunches (EFB), fibers, shells and liquid effluents with high content of organics called POME - Palm Oil Mill Effluent. A palm oil mill produces almost three times the amount of oil produced by biomass, showing a huge potential for increasing the power efficiency of the plants and installed power, mainly by the use of by-products in cogeneration plants with high steam parameters and availability of reducing steam consumption in process. The objective of this paper is to present the results of the study about the cogeneration potential for three representative palm oil mills located in two important Palm oil producing regions in Colombia(South-America),-fifth palm oil producers of the world. The sizing of the cogeneration system was made assuming it operation during the greatest possible number of hours throughout the year (based on the seasonal availability of fruit) considering parameters for the steam at 20 bar and 350° C, using a condensing/extraction turbine. The balance of mass and energy was made by using the Gate Cycle Enter Software, version 5.51, for the estimative of the potential of electricity generation.

Las plantas de beneficio de aceite se caracterizan por la disponibilidad de considerables cantidades de subproductos de alto valor energético tales como racimos vacíos (EFB), fibra, cascarilla y efluentes líquidos con alto contenido de orgánicos llamados Pome (Palm oil Mill Effluent). Una planta extractora produce casi tres veces más la cantidad de aceite producido por biomasa, demostrando un gran potencial para el incremento de la eficiencia eléctrica de las plantas y la energía instalada, principalmente mediante el uso de subproductos en plantas de cogeneración con altos parámetros de vapor y disponibilidad para reducir el consumo de vapor en el proceso. El objetivo de este trabajo es el de presentar los resultados del estudio acerca del potencial de cogeneración de tres plantas de beneficio representativas en dos importantes regiones productoras de aceite de palma en Colombia (Latinoamérica), el quinto país productor de aceite de palma en el mundo. El tamaño del sistema de cogeneración se realizó asumiendo su operación durante el mayor número posible de horas a través del año (basado en la disponibilidad estacional de la fruta) considerando parámetros para el vapor a 20 bar y 350ºC, utilizando una turbina de condensación/extracción. El balance de masa y energía se realizó empleando el ?Gate Cycle Enter Software?, versión 5.51, para el estimado del potencial de generación eléctrica. Los resultados demostraron que para capacidades de procesamiento de fruta de entre 18 y 60 tRFF/h, es posible tener excedentes de energía que oscilan entre 1 y 7 Mw, si las plantas son autosuficientes en energía eléctrica y vapor para el proceso. Con un factor de capacidad promedio (aproximadamente 0,4) es posible esperar un índice de generación de 75 y 160 Kwh/tRFF, cuando la planta de procesamiento está en operación o parada, respectivamente, tres o cuatro veces mejor que cuando se utiliza un sistema tradicional con turbinas de vapor de contrapresión. Este análisis utilizó como combustible hasta 60 por ciento de EFB producidos en la planta, considerando su valor como fertilizante para el cultivo de palma. Se tuvieron en cuenta varias condiciones económicas para estimar la factibilidad económica y técnica de sistemas de cogeneración en plantas de beneficio para el sector de la palma de aceite en Colombia.