Cogeneration potential in the Columbian palm oil industry : three case studies | Potencial de cogeneración de energía eléctrica en la agroindustria Colombiana de aceite de palma : tres estudios de casos

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 palm oil mill effluent (Pome). A palm oil mill produces residues equivalent to 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 by 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 2MPa 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, to estimate the potential of electricity generation. The results showed that for fresh fruit bunch (FFB) processing capacities between 18 and 60 t FFB h, it is possible to have surplus power ranging between 1 and 7MW, 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 160kWht_1FFB 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.

Las plantas de beneficio de aceite de palma se caracterizan por la disponibilidad de considerables cantidades de subproductos de alto valor energético, tales como: racimos vacíos, fibras, cuescos y efluentes líquidos con alto contenido de componentes orgánicos llamados efluentes de las plantas de beneficio (Pome, por su sigla en inglés). Una planta de beneficio produce residuos equivalentes a casi tres veces la cantidad de aceite producido por la biomasa, demostrando un inmenso potencial para incrementar la eficiencia energética de las plantas y la potencia instalada, principalmente mediante el uso de subproductos en plantas de cogeneración con altos parámetros de vapor y la reducción del consumo de vapor en el proceso. El objetivo de este trabajo es presentar el potencial de cogeneración de tres plantas de beneficio localizadas en dos importantes regiones productoras de aceite de palma en Colombia (Sudamérica) el quinto país productor de aceite de palma en el mundo. El tamaño del sistema de cogeneración se basó en la operación del mayor número posible de horas durante el año (fundado en la disponibilidad estacional de la fruta), considerando unos parámetros para el vapor de 2MPa y 350º C, y utilizando una turbina de condensación-extracción. El balance de masa y energía se realizó empleando el Gate Cycle Enter Software, versión 5.51, para calcular el potencial de generación de energía. Los resultados mostraron que para las capacidades de procesamiento de racimos de fruta fresca (RFF) entre 18 y 60 t RFF/h-1, es posible tener excedentes de energía que oscilan entre 1 y 7 MW, siendo las plantas 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 t-1 RFF, cuando la planta de procesamiento está operando o parada, respectivamente. Este índice es tres o cuatro veces mejor que cuando se usa un sistema tradicional con turbinas de vapor a contrapresión. Para este análisis se utilizó como combustible hasta un 60 por ciento de los racimos vacíos producidos en la planta, teniendo en cuenta su valor como fertilizante para el cultivo de palma. Se consideraron varias cuestiones para estimar la factibilidad técnica y económica de sistemas de cogeneración en plantas de beneficio para el sector del aceite de palma en Colombia.