La tecnología del hidrógeno reducirá los gases de efecto invernadero de la industria alimentaria y de bebidas
Ingenieros y científicos de la Universidad de Virginia Occidental están desarrollando una avanzada caldera flexible de hidrógeno para contribuir a descarbonizar la industria alimentaria y de bebidas y, con el tiempo, eliminar las emisiones de gases de efecto invernadero.
Un equipo de investigación de la Universidad de Virginia Occidental, dirigido por Hailin Li, está desarrollando una tecnología para descarbonizar la industria alimentaria y de bebidas, eliminando potencialmente las emisiones de gases de efecto invernadero.
WVU Illustration/Savanna Leech
La tecnología, propuesta por Hailin Li, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería y Recursos Minerales Benjamin M. Statler de la WVU, suministrará energía térmica quemando combustible limpio en lugar de los combustibles fósiles tradicionales. Los investigadores también colaborarán con empresas de Morgantown para alcanzar esos objetivos.
El proyecto se financia con una subvención de 3 millones de dólares del Departamento de Energía de EE.UU. y es uno de los 40 proyectos de este tipo centrados en el objetivo de la administración Biden de lograr emisiones netas cero para 2050.
"La industria alimentaria se enfrenta al reto de cómo disminuir y finalmente eliminar las emisiones de CO2", declaró Li. "Si los líderes de la industria quieren realmente alcanzar ese objetivo para 2050, tienen que quemar combustible limpio libre de carbono o consumir electricidad limpia".
Tradicionalmente, la industria de alimentación y bebidas ha consumido electricidad y calor procedentes de combustibles fósiles -incluido el gas natural-, que liberan gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano. En respuesta, el equipo de Li ha desarrollado un horno de combustible flexible que puede quemar hidrógeno puro, una alternativa más limpia, para producir agua caliente y vapor para el procesamiento de productos.
Sin embargo, el hidrógeno aún no está ampliamente disponible, por lo que el horno también puede funcionar con gas natural o su mezcla con hidrógeno en cualquier proporción. Según Li, esta flexibilidad contribuirá a facilitar la transición de la industria de los combustibles fósiles al hidrógeno a medida que éste se haga más común y asequible económicamente.
"El objetivo es lograr un funcionamiento flexible con una eficiencia energética de hasta el 98% y unas emisiones de óxidos de nitrógeno inferiores a tres partes por millón", explica Li. "Así, cuando quememos el hidrógeno en la industria alimentaria, tendremos cero emisiones de carbono al producir hidrógeno consumiendo energía verde".
Además, el equipo de investigación de la WVU ha añadido al horno un componente que denominan "economizador".
"El economizador es un dispositivo que puede recuperar el calor residual de los gases de escape", explica Li. "Y eso hará que el sistema sea mucho más eficiente".
Para colaborar estrechamente con la industria alimentaria local, el equipo se ha asociado con Mountaintop Beverage, con sede en Morgantown, una fábrica de bebidas asépticas que prolonga la vida útil de los productos lácteos y alternativos mediante una tecnología de procesamiento térmico. Las bebidas se calientan a alta temperatura y se someten a un calentamiento y enfriamiento rápidos que esterilizan el producto y prolongan su caducidad hasta un año. Las instalaciones envasan y preparan los productos para su envío a escuelas y minoristas.
"Queremos ayudar a nuestra industria local desarrollando la tecnología necesaria para mitigar sus retos", afirma Li.
Mountaintop Beverage facilitará a la WVU el acceso a sus instalaciones para el muestreo de datos de funcionamiento del horno. También realizarán análisis de calidad y aportarán información a la industria sobre la tecnología de calderas de hidrógeno a medida que se vaya desarrollando y probando.
Kristen Matak, catedrática de Ciencias Animales y Nutricionales de la Facultad Davis de Agricultura, Recursos Naturales y Diseño, ayuda a Li en el proyecto. Como científica especializada en alimentos de valor añadido, seguridad alimentaria y control de calidad, está interesada en la seguridad y las consecuencias sensoriales de los métodos alternativos de procesado de la leche.
"Siempre que se producen cambios en los sistemas de procesado de alimentos, debemos asegurarnos de que las repercusiones que estos cambios tienen en el producto final siguen cumpliendo los requisitos normativos pertinentes y las buenas prácticas de fabricación", explica. "Mi papel en este proyecto es verificar la seguridad y calidad del producto final mediante pruebas microbianas y análisis sensoriales".
Matak trabajará en estrecha colaboración con Li para optimizar el proceso de esterilización y reducir al mínimo el consumo de energía, manteniendo y mejorando al mismo tiempo la calidad de los alimentos.
Los productos que salen de las líneas de Mountaintop son estables en el lineal, estériles y no requieren refrigeración, por lo que el procesado tiene que ser eficiente.
"Todas esas temperaturas y caudales son muy importantes para conseguirlo, o se desperdiciarán muchos productos", afirma Matak.
La WVU también colaborará con el Neighborhood Kombuchery de Morgantown. Los investigadores también examinarán el proceso de producción de bebidas e identificarán métodos para reducir el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero.
Otros investigadores de la WVU que participan en el proyecto son Slava Akkerman, Songgang Qiu, Kostas Sierros y Xi Yu.
Según Xingbo Liu, decano adjunto de investigación del Statler College, "éste es un magnífico ejemplo de colaboración multidisciplinar y multiinstitucional. En el equipo participan profesores de las facultades Statler y Davis de la WVU, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, GTI Energy y Convergent Science Inc, así como sus socios industriales. La WVU se comprometió recientemente a colaborar con Oak Ridge en las áreas de descarbonización y éste es el primer proyecto conjunto".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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