Análisis técnico económico de un proceso para la elaboración de harina a partir de bagazo de cerveza

Abstract

La investigación abordó la valorización del bagazo cervecero como materia prima para la elaboración de harina funcional, evaluando tanto los aspectos técnicos del proceso como su factibilidad económica. El estudio se enmarca en el interés creciente por ingredientes sostenibles y en las oportunidades que ofrece la economía circular para transformar residuos agroindustriales en productos con valor agregado. El estudio incluye el diseño conceptual de un secador rotatorio en flujo continuo, definido a partir de balances de masa y energía, junto con la aplicación de los modelos de Fick y Page para estimar parámetros de secado. El modelo consideró una alimentación de bagazo con 65 % de humedad y un objetivo de reducción al 10 %. Para validar los resultados, se comparó el diseño con cotizaciones comerciales de secadores de bandejas, rotatorio y flash. En términos técnicos, el consumo energético específico del diseño conceptual se ubicó en el rango de 0,94–1,26 [kWh/kg de agua evaporada], mientras que los equipos comerciales reportaron valores de 1,05–1,25 [kWh/kg] para bandejas, 3,51 [kWh/kg] para rotatorio y 3,87 [kWh/kg] para flash. Se demostró que la incorporación de un pretratamiento previo al secado permite reducir la carga de evaporación, con un impacto directo en la reducción de los costos operativos. Adicionalmente, el estudio consideró la recirculación parcial de gases de salida en seis escenarios de temperatura (105–50 [°C]), comprobándose una reducción del consumo energético de hasta 29 % en condiciones de alta temperatura y de 20–25 % en escenarios intermedios y bajos, aunque con restricciones operativas asociadas a la humedad relativa(...). This study investigated the valorization of brewers’ spent grain (BSG) as a raw material for the production of functional flour, evaluating both the technical aspects of the process and its economic feasibility. The research is framed within the growing interest in sustainable ingredients and the opportunities offered by the circular economy to transform agro-industrial residues into value-added products. The study included the conceptual design of a rotary dryer in continuous flow, developed through mass and energy balances and the application of Fick and Page models to estimate drying parameters. The model considered a BSG feed with 65% moisture (wet basis) and a target reduction to 10%. To validate the results, the conceptual design was compared against commercial quotations for tray, rotary, and flash dryers. Additionally, the study evaluated the partial recirculation of exhaust gases under six inlet temperature scenarios (105–50 °C). Results confirmed energy savings of up to 29% at high temperatures and 20–25% under intermediate and low conditions, although with operational constraints associated with relative humidity.