Recuperación de calor residual en plantas de hamburguesas: reducción de costes y CO₂

En la industria alimentaria, cada proceso térmico implica un consumo importante de energía. Calentar agua, cocinar, pasteurizar, limpiar equipos o mantener temperaturas estables son tareas que dependen directamente del vapor o del agua caliente. Sin embargo, muchas plantas desconocen el enorme potencial que existe en el calor residual que se pierde en sus procesos. Ese calor, si se recupera de forma adecuada, puede transformarse en ahorro económico, reducción de emisiones de CO₂ y un funcionamiento más sostenible.

Este artículo presenta un caso real de un productor de hamburguesas que logró aprovechar al máximo el calor sobrante de su vaporizador continuo, reduciendo costes y emisiones. Además, se explica qué tipo de intercambiador de calor es adecuado para una planta de producción de hamburguesas y cómo seleccionar correctamente la solución técnica.

Contexto: el reto energético en la producción de hamburguesas

Las líneas de producción de hamburguesas requieren procesos térmicos intensivos. Entre ellos:

• Cocción de la carne o pretratamientos térmicos.

• Limpieza y desinfección a alta temperatura (CIP).

• Generación de vapor para procesos auxiliares.

• Producción de agua caliente para sanitización y operaciones.

En muchos casos, estas plantas cuentan con equipos como vaporizadores continuos, túneles de cocción o procesos de lavado que generan calor residual que se libera a la atmósfera o al drenaje sin aprovecharse.

Esto provoca:

• Elevado consumo de vapor.

• Aumento del coste de combustible.

• Sobrecarga de la caldera.

• Emisiones innecesarias de CO₂.

La buena noticia es que estos problemas tienen solución mediante intercambiadores de calor diseñados para recuperación de energía.

El caso de éxito: aprovechamiento del vapor a 89 °C

¿Quién era el cliente?

Un productor de alimentos dedicado a la fabricación de hamburguesas. Un entorno industrial con procesos térmicos exigentes y con un alto consumo energético para calderas y sistemas de limpieza.

El problema detectado

La planta utilizaba un vaporizador continuo en su proceso de producción. Este equipo generaba pérdidas de vapor a 89 °C, una temperatura lo suficientemente alta como para recuperar energía y reutilizarla en otros procesos. Sin embargo, no contaban con un sistema que aprovechara este calor sobrante.

Como consecuencia:

• Se desperdiciaba energía útil.

• La caldera consumía más combustible del necesario.

• Los costes operativos aumentaban cada año.

• La planta emitía más CO₂ debido al sobreconsumo energético.

La solución implementada

Tras inspeccionar la línea de producción y analizar el punto exacto donde se perdía vapor, los ingenieros integraron un intercambiador de calor de diseño exclusivo de Spirax Sarco. Este equipo permitió capturar la energía contenida en el vapor sobrante y transferirla al agua de alimentación de la caldera.

Esta reforma técnica generó un doble beneficio:

1. Redujo la temperatura del vapor residual, minimizando pérdidas térmicas.

2. Precalentó el agua que entraba a la caldera, reduciendo la cantidad de combustible necesario para llevarla a su temperatura operativa.

Los resultados

El impacto fue inmediato y medible:

• 105 toneladas de CO₂ menos al año.

• 1.523 GJ de energía recuperada anualmente.

• 16.500 € de ahorro por año en combustible y operación.

Este tipo de resultados son especialmente importantes en la industria alimentaria, donde la competitividad depende cada vez más de la eficiencia energética, el cumplimiento ambiental y la reducción de costes operativos.

¿Qué intercambiador de calor utilizar en una fábrica de hamburguesas?

En plantas cárnicas o de productos preparados como hamburguesas, el intercambiador ideal debe cumplir con varios criterios técnicos y sanitarios. Spirax Sarco dispone de varias soluciones diseñadas específicamente para estas aplicaciones.

Requisitos técnicos de la industria alimentaria

Un intercambiador para esta industria debe:

• Soportar vapor saturado o sobrecalentado.

• Trabajar con fluidos secundarios como agua potable o de proceso.

• Tener materiales aptos para uso alimentario (acero inoxidable).

• Permitir limpieza CIP o condiciones higiénicas de operación.

• Estar diseñado para eficiencia térmica alta y bajo mantenimiento.

La solución recomendada: Spirax Sarco EasiHeat™ o Food+ Turflow

Entre las alternativas disponibles de Spirax Sarco, dos soluciones destacan para fábricas de hamburguesas:

1. Spirax Sarco EasiHeat™ DHW / Process

Este es un sistema completo que integra:

• Intercambiador de placas en acero inoxidable.

• Válvulas de control modulares.

• Sistema de recirculación y monitorización.

• Configuración para proceso o agua caliente sanitaria.

Es ideal cuando la planta requiere:

• Agua caliente estable para limpieza.

• Alto control de temperatura.

• Un sistema compacto, preensamblado y fácil de instalar.

2. Food+ Turflow (intercambiadores sanitarios)

Diseñado para aplicaciones alimentarias directas o indirectas, ofrece:

• Formato sanitario.

• Facilidad de limpieza.

• Tuberías higiénicas.

• Elevada transferencia térmica.

Se recomienda cuando:

• El fluido secundario tiene contacto directo con alimentos.

• Se requiere una solución 100 % higiénica.

• Hay procesos sensibles a contaminación cruzada.

Cómo se selecciona el intercambiador adecuado

La selección del intercambiador ideal depende de parámetros que deben calcularse para cada planta. A continuación, se describen los criterios técnicos que los ingenieros analizan antes de proponer una solución.

1. Carga térmica necesaria

Se calcula cuánta energía se necesita transferir:

Q=m⋅cp⋅ΔT

Ejemplo:

• Agua de 20 °C a 80 °C

• Caudal de 5.000 litros/h

• Requiere un intercambiador de cierto tamaño y superficie de intercambio definida.

2. Fluido primario

Se evalúa:

• Presión del vapor.

• Temperatura de saturación.

• Caudal disponible.

Vapor a 89 °C, como en el caso real, es perfecto para recuperar energía.

3. Fluido secundario

Puede ser:

• Agua de alimentación de caldera.

• Agua caliente para limpieza.

• Agua de proceso.

Se deben considerar corrosión, incrustaciones y sanitización.

4. Condiciones de instalación

El intercambiador debe adaptarse al espacio disponible, accesos para mantenimiento y especificaciones de tuberías.

5. Objetivos operativos

El cliente determina si prioriza:

• Ahorro energético.

• Reducción de CO₂.

• Estabilidad térmica.

• Menor mantenimiento.

• Retorno de inversión rápido.

Ventajas de recuperar calor en la producción de hamburguesas

Implementar un sistema de recuperación térmica con un intercambiador adecuado aporta beneficios directos:

1. Menores costes de combustible: Si el agua de alimentación entra más caliente, la caldera trabaja menos.

2. Reducción de emisiones: Como muestra el caso real, hasta 105 toneladas de CO₂ menos al año.

3. Mayor eficiencia energética: La energía que antes se perdía ahora se reintegra al proceso.

4. Proceso más estable y seguro: Menos fluctuaciones térmicas en la caldera implica menos fallos, menos mantenimiento.

5. Alineamiento con normativas ambientales: Cada vez más clientes exigen a sus proveedores una política clara de sostenibilidad.

Un cambio técnico con impacto económico y ambiental

El productor de hamburguesas del caso demostró que pequeños ajustes en la gestión térmica pueden generar enormes beneficios. Gracias a la integración de un intercambiador de calor Spirax Sarco diseñado específicamente para recuperar energía:

• Redujeron pérdidas térmicas.

• Lograron precalentar el agua de alimentación de la caldera.

• Ahorraron más de 16.500 € al año.

• Evitaron la emisión de 105 toneladas de CO₂.

• Mejoraron su eficiencia operativa.

Para cualquier fábrica de hamburguesas, o industria alimentaria en general, la elección correcta del intercambiador de calor es una decisión estratégica que afecta directamente a los costes, la sostenibilidad y la competitividad.