ES2917219T3 - Sistema tostador - Google Patents

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Abstract

Un sistema para asar material de partículas, como café o frijoles de cacao, granos, malta, dijo el sistema que comprende: un colector solar concentrado configurado para calentar un fluido; un dispositivo de almacenamiento de calor configurado para almacenar el calor del fluido calentado; Un dispositivo de tostado de material en partículas que comprende un compartimento de tratamiento configurado para recibir el material de partículas, al menos una unidad de generación configurada para generar al menos un flujo de gas y/o vapor con una temperatura controlada, a través de dicho compartimento de tratamiento; dijo que al menos una unidad de generación se configuró para intercambiar calor entre al menos un flujo de gas y/o vapor y un segundo flujo; Un sistema de circulación configurado para generar el segundo flujo utilizando calor almacenado en el dispositivo de almacenamiento, y opcionalmente configurado para usar directamente el fluido calentado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema tostador
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un sistema tostador de material en partículas, tales como granos de café o cacao, cereales, malta.
Antecedentes de la invención
Aunque el tostado de material en partículas, tal como el cacao o los granos de café, se lleva a cabo en grandes instalaciones industriales, sigue siendo una operación extremadamente delicada que requiere una especialización. La composición química del material cambia durante el tostado: su apariencia, así como el desarrollo de aromas y sabores, evolucionan durante esta operación. Además, algunos elementos desaparecen al contacto con el calor, mientras que otros se combinan.
Según las soluciones conocidas en la industria, el tueste se realiza en una parrilla circular o cilíndrica, denominada dispositivo tostador. Este es un dispositivo equipado con un tambor en rotación permanente para que el material, siempre en movimiento, se tueste de manera uniforme y sin quemarse. La fuente de calor debe regularse porque las reacciones evolucionan durante el tostado. Al final de la operación, el material debe enfriarse rápidamente para interrumpir los procesos químicos.
Durante el tostado, el material en partículas debe alcanzar una temperatura uniforme dentro de sí mismo, con el fin de obtener la mejor calidad posible. Algunas técnicas se distinguen por su duración y por la cantidad de calor utilizada. El método tradicional funciona a baja temperatura durante mucho tiempo, lo que implica una pequeña cantidad de producción pero obteniendo la mejor calidad. Por el contrario, los procesos industriales que permiten velocidades de producción más rápidas generalmente se realizan a temperaturas más altas, con el resultado de que una porción del material se quemará, liberando sabores menos refinados.
En la actualidad, la energía no se aprovecha de forma óptima en los dispositivos de tueste, y se pueden destacar numerosas pérdidas, por ejemplo en lo que se refiere a un sistema abierto con emisiones de gas y/o vapor de tueste al exterior del sistema. Además, el consumo de energía puede resultar sustancial cuando se trata de procesos industriales que funcionan a alta temperatura. Las instalaciones de tratamiento de emisiones no están óptimamente ajustadas y funcionan a altos niveles de potencia, lo que puede tener un impacto en el medio ambiente.
El documento WO 2007/021650 A2 divulga una combinación de tecnologías de los campos de tueste de café y captación de energía solar térmica que permite el tueste de granos de café por medio de la energía solar disponible. Se proporciona una placa receptora solar configurada para recibir y convertir la radiación solar en energía térmica para calentar un volumen de aire. Se proporciona una cámara de tueste configurada para recibir y hacer circular el aire calentado desde la placa solar. Se proporciona al menos una válvula configurada para estar en al menos una posición cerrada y una posición abierta para controlar al menos uno de entrada y salida de aire en al menos una de dicha placa receptora solar y dicha cámara de tueste.
Resumen
El objeto de las realizaciones de la invención es proponer un sistema tostador de material en partículas para el cual se reduce la cantidad de energía requerida. Más particularmente, las realizaciones de la invención pretenden proponer un sistema tostador de material en partículas susceptible de ser implementado industrialmente y de funcionar a baja temperatura para obtener material tostado de mejor calidad, con bajo consumo energético y con altas tasas de producción. Para ello se contempla el máximo uso de energías renovables, evitando el uso de combustibles fósiles para reducir las emisiones de carbono.
Según un primer aspecto de la invención, se propone un sistema para tostar material en partículas, tales como granos de café o cacao, cereales, malta, dicho sistema que comprende:
un colector solar concentrado configurado para calentar un fluido;
un dispositivo de almacenamiento de calor configurado para almacenar el calor del fluido calentado;
un dispositivo tostador de material en partículas que comprende un compartimento de tratamiento configurado para recibir el material en partículas, al menos una unidad de generación configurada para generar al menos un flujo de gas y/o vapor a temperatura controlada, a través de dicho compartimento de tratamiento; dicha al menos una unidad de generación se configura para intercambiar calor entre dicho al menos un flujo de gas y/o vapor y un segundo flujo;
un sistema de circulación configurado para generar el segundo flujo utilizando el calor almacenado en el dispositivo de almacenamiento, y opcionalmente configurado para utilizar directamente el fluido calentado.
Por tanto, el sistema se basa en una fuente de energía renovable, un dispositivo de almacenamiento de calor derivado de esta fuente y un dispositivo tostador alimentado por el calor producido y/o almacenado. El sistema de circulación asegura la entrega de un flujo de calor al dispositivo tostador, así como un intercambio de calor entre este flujo y el dispositivo tostador.
Teniendo en cuenta los desafíos energéticos futuros, el desarrollo de las fuentes de energía renovables se está volviendo cada vez más actual. Sin embargo, debido a que la energía proveniente de estos se entrega de manera irregular, su desarrollo está íntimamente vinculado al de los sistemas adecuados de almacenamiento de energía. Por lo tanto, el desarrollo de soluciones eficientes y de bajo costo para el almacenamiento de energía térmica parece ser crucial a la luz del advenimiento de la recuperación de calor y de las energías renovables como la energía solar. Una instalación basada en energía solar permite la generación de energía bajo demanda, y no solo cuando brilla el sol. Una instalación térmica de energía solar concentrada convierte la energía solar en energía térmica y por lo tanto puede almacenar energía térmica, que posteriormente puede convertirse en energía eléctrica si es necesario, mediante una turbina.
Según una realización preferida, el colector solar concentrado y el dispositivo de almacenamiento de calor están configurados para funcionar en un rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C, preferiblemente entre 200 °C y 300 °C.
De esta forma, se obtiene una calidad de material en partículas comparable a la que se obtiene con un método de tueste tradicional. Este rango de temperatura también permite la reducción del consumo de energía térmica asegurando esa calidad.
Según una realización preferida, el colector solar concentrado comprende al menos un colector de espejo parabólico.
En efecto, los inventores han descubierto que con esta solución se reduce la superficie de suelo de la instalación de producción de energía térmica en comparación con otras soluciones. Opcionalmente, se pueden utilizar paneles fotovoltaicos para la generación de electricidad que alimenta los dispositivos mecánicos.
Según una realización preferida, el dispositivo de almacenamiento de calor comprende al menos un material de cambio de fase.
De hecho, entre las tecnologías existentes para el almacenamiento de energía térmica, el almacenamiento de calor latente mediante el uso de materiales de cambio de fase demuestra ser una solución atractiva, ya que puede conducir a un tamaño de almacenamiento reducido. Los materiales de cambio de fase son materiales capaces de sufrir una transición de fase a una temperatura constante. El almacenamiento y la recuperación de energía ocurren durante estos procesos de cambio de fase, y la cantidad de energía corresponde a su calor latente, que es relativamente alto en comparación con los sistemas de almacenamiento de calor sensibles.
De acuerdo con una realización ilustrativa, dicho al menos un material de cambio de fase comprende un material de cambio de fase aguas arriba y un material de cambio de fase aguas abajo. Preferiblemente, la temperatura de fusión del material de cambio de fase aguas arriba es mayor que la temperatura de fusión del material de cambio de fase aguas abajo. Preferiblemente, la temperatura de solidificación del material de cambio de fase aguas arriba es mayor que la temperatura de solidificación del material de cambio de fase aguas abajo.
De esta forma, si la intensidad de la luz incidente es baja, al menos una porción del dispositivo de almacenamiento de calor está en estado líquido y permite la liberación de energía utilizable al dispositivo tostador. Esta configuración que involucra diferentes materiales de cambio de fase dispuestos en capas tiene una mayor eficiencia energética que una configuración que involucra solo un material de cambio de fase.
Según una realización ilustrativa, dicho al menos un material de cambio de fase comprende uno cualquiera o una combinación de los siguientes materiales: material orgánico tal como parafina o ácidos grasos, combinación de acetato de potasio o acetato de sodio, mezcla eutéctica de sales fundidas tales como cloruro de potasio y bromuro de litio, metales y sus aleaciones, sales hidratadas.
Los ejemplos citados anteriormente se utilizan ampliamente en la literatura científica y técnica como materiales de cambio de fase de referencia para instalaciones industriales.
Según una realización preferida, el dispositivo de almacenamiento de calor comprende al menos un material capaz de almacenar calor mediante una reacción termoquímica.
De hecho, el almacenamiento termoquímico es la alternativa más común al uso de materiales de cambio de fase. De hecho, estas dos técnicas tienen capacidades de almacenamiento y costos similares. Las reacciones termoquímicas reversibles, tales como la adsorción o la adhesión de una sustancia a la superficie de un sólido o un líquido, se pueden utilizar para acumular y restaurar el calor bajo demanda utilizando diferentes reactivos químicos.
Según una realización ilustrativa, dicho al menos un material capaz de almacenar calor mediante una reacción termoquímica comprende cualquiera o una combinación de los siguientes materiales: cloruro de litio, zeolitas, geles de sílice, hidratos de sal porosos.
Los ejemplos citados anteriormente son ampliamente utilizados en la literatura científica y técnica como materiales de referencia capaces de almacenar calor mediante una o varias reacciones termoquímicas para instalaciones industriales.
Según una realización preferida, el fluido calentado está compuesto por vapor. Según otra realización preferida, el fluido calentado está compuesto por aceite térmico.
De hecho, el vapor y el aceite térmico tienen capacidades caloríficas atractivas para el desarrollo de una instalación industrial.
Según una realización preferida, el sistema de circulación comprende una primera rama del colector y una segunda rama del colector, una primera válvula en la primera rama del colector y una segunda válvula en la segunda rama del colector, y una unidad de bomba configurada para bombear el segundo flujo a través de la primera rama del colector y la segunda rama del colector. El colector solar concentrado comprende una primera unidad colectora en la primera rama del colector y una segunda unidad colectora en la segunda rama del colector.
Así, el sistema de válvulas asegura que se alcance una temperatura de fluido preconfigurada a la salida del colector solar concentrado, independientemente de la cantidad de radiación solar disponible. Así, si la intensidad de la radiación solar disminuye, las válvulas se cierran y el fluido circula más lentamente en el colector solar concentrado. Este sistema permite el uso de una sola bomba.
Según una realización preferida, el sistema de circulación comprende una primera rama de generación y una segunda rama de generación, una primera válvula en la primera rama de generación y una segunda válvula en la segunda rama de generación, y una unidad de bomba configurada para bombear el segundo flujo a través de la primera rama de generación y la segunda rama de generación. Dicha al menos una unidad de generación comprende una primera unidad de generación acoplada a la rama de primera generación y una segunda unidad de generación acoplada a la rama de segunda generación, un primer intercambiador de calor en la primera unidad de generación y un intercambiador de calor de segunda generación en la segunda unidad de generación.
Así, el dispositivo de válvulas que permite regular la temperatura del flujo de gas y/o vapor en las unidades de generación permite el uso de una sola bomba. Para regular estas temperaturas, las válvulas pueden abrirse cada vez más hasta alcanzar un cierto porcentaje de la capacidad máxima de apertura. Más allá de este valor, la bomba puede seguir bombeando para regular dichas temperaturas.
Según una realización ilustrativa, la unidad de bomba comprende una bomba y un controlador de velocidad variable configurado para controlar la velocidad de la bomba.
Así, la unidad de bomba está configurada para utilizar una cantidad mínima de energía eléctrica para bombear el segundo flujo a través de cada rama del sistema de circulación, de manera que dichas válvulas se abren de forma que se minimiza la caída de presión.
Según una realización preferida, una unidad de generación de dicha al menos una unidad de generación comprende un intercambiador de calor con una primera rama por la que circula un flujo de gas y/o vapor, y una segunda rama por la que circula el segundo flujo generado por el sistema de circulación. Dicho intercambiador de calor permite regular la temperatura de dicho flujo de gas y/o vapor.
Según una realización preferida, dicha al menos una unidad de generación comprende una primera unidad de generación, una segunda unidad de generación y un intercambiador de calor con una primera rama por la que circula el flujo de gas y/o vapor generado por la primera unidad de generación, y una segunda rama por la que circula un flujo de gas y/o vapor generado por la segunda unidad de generación. Dicho intercambiador de calor permite recuperar la energía del flujo de gas y/o vapor generado por la segunda unidad de generación y que ha pasado por el compartimento de tratamiento.
De esta forma, cada unidad de generación puede comunicarse con el sistema de circulación o con otra unidad de generación a través de intercambiadores de calor, para regular la temperatura del flujo de gas y/o vapor.
Según una realización ilustrativa, el sistema comprende además un sistema de control configurado para controlar dicho intercambiador de calor entre una unidad de generación y el sistema de circulación, y/o dicho intercambiador de calor entre una primera unidad de generación y una segunda unidad de generación, con el fin de regular la temperatura del flujo de gas y/o vapor generado por dicha unidad de generación.
Según una realización ilustrativa, el sistema comprende además un ventilador dispuesto en dicha primera rama, y una válvula dispuesta entre dicha primera rama y una entrada de aire fresco. El sistema de control se configura para controlar el ventilador y/o la válvula.
Como se ha descrito anteriormente, la temperatura del flujo de gas y/o vapor de cada unidad de generación se regula a través de intercambiadores de calor. La velocidad y la composición de estos flujos se regulan respectivamente mediante el uso de ventiladores y válvulas ajustables.
Según una realización preferida, dicha al menos una unidad de generación comprende una primera unidad de generación y una segunda unidad de generación. La primera unidad de generación está configurada para utilizar directamente, es decir sin recurrir a un intercambiador de calor, al menos una porción del flujo de gas y/o vapor generado por la segunda unidad de generación, preferiblemente de una unidad de generación aguas abajo de dicha primera unidad de generación, y que ha pasado por el compartimiento de tratamiento, para generar su propio flujo de gas y/o vapor.
Por lo tanto, no solo la energía sino también el material se puede transferir de una unidad de generación a otra. Según una realización ilustrativa, la primera unidad de generación comprende una válvula configurada para regular el flujo de gas y/o vapor desde la segunda unidad de generación hacia la primera unidad de generación. El sistema comprende además un sistema de control configurado para controlar dicha válvula con el fin de regular la temperatura y/o la composición del flujo de gas y/o vapor generado por la primera unidad de generación.
Esta válvula permite regular la porción del flujo procedente de la segunda unidad de generación que se redirige hacia la primera unidad de generación.
Según una realización preferida, el dispositivo tostador comprende un sistema de transporte configurado para transportar una capa de material en partículas a través del compartimiento de tratamiento que comprende una primera zona, una o más zonas intermedias y una última zona de manera que el material en partículas pasa consecutivamente a través de la primera zona, las zonas intermedias y la última zona.
La solución existente para tostar material en partículas es el uso del método por lotes o discontinuo, en donde el material en partículas se agita en un tambor giratorio mientras se sopla aire caliente a través de él. Este método produce lotes de material tostado a intervalos regulares. Las ventajas de transportar una capa de material en partículas, que permite un funcionamiento continuo, a través de un compartimento de tratamiento compuesto por varias zonas, son la reducción de la cantidad de energía mecánica a suministrar durante el tueste así como la posibilidad de trabajar a temperaturas inferiores que se pueden ajustar para lograr un tueste óptimo, resultando en un material tostado de mayor calidad. Aunque el método de tueste que utiliza un compartimento de tratamiento que comprende una pluralidad de zonas es el método preferido de acuerdo con el objetivo de las realizaciones de la presente invención, el uso de uno o más tambores rotativos combinados con un colector solar concentrado y un dispositivo de almacenamiento de calor puede considerarse. Como estos dos métodos no funcionan en el mismo rango de temperaturas, se pueden considerar diferentes configuraciones y regímenes operativos para la producción y almacenamiento de calor.
De acuerdo con una realización ilustrativa, el sistema de transporte comprende medios de suministro configurados para suministrar el material en partículas de manera que la capa tenga un espesor que comprenda no más de 10 partículas del material en partículas, tales como granos, preferiblemente no más de 3 partículas, con mayor preferencia no más de 2 partículas.
De esta forma, la determinación de la altura máxima de la capa de material en partículas, es decir del número de partículas que pueden superponerse sin que estas partículas se adhieran entre sí, asegura una temperatura uniforme en el interior de todas las partículas. Al proporcionar una capa delgada, es más fácil hacer que la temperatura dentro de las partículas sea más homogénea.
Según una realización preferida, dicha al menos una unidad de generación comprende: una primera unidad de generación configurada para generar un primer flujo de gas y/o vapor a través de la primera zona; una o más unidades de generación intermedia configuradas para generar uno o más flujos intermedios de gas y/o vapor a través de la zona o zonas intermedias; una unidad de última generación configurada para generar un último flujo de gas y/o vapor a través de la última zona; un sistema de control configurado para controlar dicha primera unidad de generación, dicha unidad o unidades de generación intermedia y dicha unidad de última generación, de manera que la capa de material en partículas se precalienta y se seca en la primera zona, se tuesta en la zona o zonas intermedias y se enfría en la última zona.
Así, este dispositivo tostador se divide en diferentes zonas, donde cada zona tiene una temperatura diferente para alcanzar en cada zona una cierta temperatura predeterminada dentro del material en partículas, el calentamiento es proporcionado por gas y/o vapor.
Según una realización ilustrativa, el sistema de control se configura para utilizar al menos una porción del flujo de gas y/o vapor que ha pasado por una de las zonas para generar el flujo de gas y/o vapor de otra zona, preferiblemente de una zona aguas arriba de dicha zona.
Este sistema de recuperación y recirculación de calor permite reducir tanto el consumo de energía térmica como el nivel de emisiones de gases y/o vapores al exterior. El uso de al menos una porción del flujo de gas y/o vapor que ha pasado por una zona aguas abajo de la zona que recupera este flujo tiene la ventaja de que este último está a una temperatura más alta. Así, la cantidad de calor recuperado es mayor.
De acuerdo con una realización preferida, el colector solar concentrado, el dispositivo de almacenamiento de calor, el dispositivo tostador de material en partículas y el sistema de circulación forman un sistema sustancialmente cerrado, de manera que no se escapa una cantidad sustancial de energía del sistema sustancialmente cerrado. Así, diseñar un sistema cerrado permite reducir tanto el consumo de energía térmica como el nivel de emisiones de gases y/o vapores de tueste al exterior del sistema. De esta forma, las instalaciones de tratamiento de emisiones pueden ajustarse de manera óptima y funcionar a niveles de potencia más bajos, lo que permite un excelente rendimiento respetuoso con el medio ambiente.
Breve descripción de las figuras
Las realizaciones de la presente invención se describirán a continuación con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos, números de referencia idénticos corresponden a características idénticas o similares.
la Figura 1 ilustra una vista esquemática de una realización ilustrativa de un sistema tostador según la invención;
la Figura 2 ilustra una vista esquemática de una realización ilustrativa de un colector solar concentrado según la invención;
la Figura 3 ilustra una vista esquemática de una realización ilustrativa de la interfaz entre el colector solar concentrado y el dispositivo de almacenamiento de calor según la invención;
la Figura 4 ilustra una vista esquemática de una realización ilustrativa de un dispositivo de almacenamiento de calor según la invención;
la Figura 5 ilustra una vista esquemática de una realización ilustrativa de un dispositivo tostador continuo de material en partículas según la invención;
la Figura 6 ilustra una vista esquemática de una realización ilustrativa de la interfaz entre el dispositivo de almacenamiento de calor y el dispositivo tostador según la invención;
la Figura 7 ilustra una vista esquemática de una realización ilustrativa de la interfaz entre el sistema de circulación y una unidad de generación del dispositivo tostador según la invención;
la Figura 8 ilustra una vista esquemática de una realización ilustrativa de la interfaz entre dos unidades de generación del dispositivo tostador según la invención; y
La Figura 9 ilustra una vista esquemática de otra realización ilustrativa de la interfaz entre dos unidades de generación del dispositivo tostador según la invención.
Descripción de las realizaciones
La Figura 1 ilustra esquemáticamente una realización ilustrativa de un sistema tostador según la presente invención. En la realización ilustrativa ilustrada en la Figura 1, el sistema tostador 1 de material en partículas, tales como granos de café o cacao, cereales, malta, comprende un colector solar concentrado 100 configurado para calentar un fluido F1 que comprende tres unidades colectoras 101, 102, 103, un dispositivo de almacenamiento de calor 200 configurado para almacenar el calor del fluido calentado F1, y un dispositivo tostador 300 de material en partículas P. Este último comprende un compartimiento de tratamiento 310 configurado para recibir el material en partículas, así como cuatro unidades de generación 321, 322, 323, 324 configuradas para generar cuatro flujos de gas y/o vapor con temperatura controlada, a través del compartimento de tratamiento 310. Una o más unidades de generación, y preferiblemente cada unidad de generación, está o están configuradas para intercambiar calor entre el flujo de gas y/o vapor que genera y un segundo flujo.
El sistema 1 también comprende un sistema de circulación 400 configurado para generar este segundo flujo, utilizando el calor almacenado en el dispositivo de almacenamiento 200, y opcionalmente configurado para utilizar directamente el fluido calentado F1. Este fluido calentado F1 puede estar compuesto por vapor o aceite térmico, pero el experto en la materia comprenderá que se puede utilizar otro fluido con una capacidad calorífica similar. Preferiblemente, el colector solar concentrado 100 y el dispositivo de almacenamiento de calor 200 están configurados para funcionar en un rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C, preferiblemente entre 200 °C y 300 °C. Este rango de temperatura corresponde a la obtención de una calidad de material en partículas comparable a la que se obtiene con un método de tueste tradicional, al mismo tiempo que permite la reducción del consumo de energía térmica.
El colector solar concentrado 100 comprende tres unidades colectoras 101, 102, 103 dispuestas en paralelo, pero el experto en la materia comprenderá que el número y/o disposición (en serie o en paralelo) de las unidades colectoras que comprende el colector solar concentrado 100 puede variar. Además, las unidades colectoras 101, 102, 103 corresponden preferiblemente a colectores de espejo parabólico, pero el experto en la materia comprenderá que pueden ser por ejemplo torres solares térmicas o reflectores lineales Fresnel.
El tipo de dispositivo de almacenamiento de calor 200 no se especifica en la realización ilustrativa ilustrada en la Figura 1. Este puede ser por ejemplo un dispositivo basado en el uso de uno o más materiales de cambio de fase, o un dispositivo basado en el uso de uno o más materiales capaces de almacenar calor por una o más reacciones termoquímicas. La primera categoría de materiales incluye, por ejemplo, materiales tales como parafina o ácidos grasos, combinación de acetato de potasio o acetato de sodio, mezcla eutéctica de sales fundidas tales como cloruro de potasio y bromuro de litio, metales y sus aleaciones, sales hidratadas o una combinación de los materiales antes mencionados. La segunda categoría de materiales comprende, por ejemplo, materiales tales como cloruro de litio, zeolitas, geles de sílice, hidratos de sal porosos o una combinación de los materiales antes mencionados. El dispositivo tostador 300 comprende cuatro unidades de generación 321, 322, 323, 324, pero el experto en la materia comprenderá que su número puede variar. Además, el compartimento de tratamiento 310 puede comprender un sistema de transporte 330 configurado para transportar una capa L de material en partículas P, o bien un sistema de tambores rotativos. Así, el tueste del material en partículas P se puede realizar de forma continua o discontinua. Finalmente, el dispositivo tostador 300 comprende un sistema de control 500 configurado para regular la temperatura y/o la composición y/o la velocidad de cada flujo de gas y/o vapor generado por cada unidad de generación.
El colector solar concentrado 100, el dispositivo de almacenamiento de calor 200, el dispositivo tostador 300 de material en partículas P y el sistema de circulación 400 forman un sistema sustancialmente cerrado, de manera que no se escapa una cantidad sustancial de energía del sistema sustancialmente cerrado. Así, este reduce tanto el consumo de energía térmica como el nivel de emisiones de gases y/o vapores de tueste al exterior del sistema 1. La Figura 2 ilustra esquemáticamente una realización ilustrativa de un colector solar concentrado según la invención. En la realización ilustrativa ilustrada en la Figura 2, el colector de espejo parabólico 101 comprende una entrada 120 y una salida 130 de fluido Fl, así como una tubería central 110 por la que circula el fluido F1 sometido a la radiación solar. Los espejos parabólicos 150 pueden orientarse en la dirección de los rayos de luz incidentes y están configurados para reflejar y enfocar estos rayos incidentes en la tubería central 110. La inclinación de los espejos parabólicos 150 funciona con respecto al eje horizontal de rotación 140. Preferiblemente, la infraestructura de la tubería central y la propia tubería central 110 son del mismo material, por ejemplo acero recubierto con una capa de color oscuro, evitando así diferentes dilataciones térmicas por efecto de la radiación solar por el uso de dos materiales diferentes. En efecto, si la tubería está fabricada por ejemplo de vidrio y la infraestructura, es decir los soportes del colector de espejo parabólico 101, están fabricados por ejemplo de acero, estos dos materiales no se expandirán de la misma manera bajo el efecto del calor, ya que no tienen las mismas características térmicas.
La Figura 3 ilustra esquemáticamente una realización ilustrativa de la interfaz entre el colector solar concentrado y el dispositivo de almacenamiento de calor según la invención.
En la realización ilustrativa ilustrado en la Figura 3, el colector solar concentrado 100 y el dispositivo de almacenamiento de calor 200 se comunican a través del sistema de circulación 400. Este último comprende tres ramas del colector 421, 422, 423, tres válvulas 401, 402, 403, una en cada una de las tres ramas del colector, y un grupo bomba 420 configurado para bombear el fluido Fl a través de las tres ramas del colector 421, 422, 423. La unidad de bomba 420 entrega así el fluido F1 a tres unidades colectoras 101, 102, 103 dispuestas en paralelo. Aguas arriba de estas unidades colectoras están las tres válvulas ajustables 401, 402, 403. Aguas abajo de estas unidades colectoras hay un sistema de tres sensores de temperatura 411, 412, 413.
El sistema de válvulas 401, 402, 403 asegura que se alcance una temperatura preconfigurada del fluido F1 en la salida 130 del concentrador solar 100, independientemente de la cantidad de radiación solar disponible. Así, si la intensidad de la radiación solar disminuye, las válvulas 401, 402, 403 se cierran y el fluido F1 circula más lentamente en el colector 100. Este sistema permite el uso de una sola unidad de bomba 420. Además, la unidad de bomba 420 puede comprender una bomba y un accionamiento de velocidad variable configurado para controlar la velocidad de la bomba. Así, la unidad de bomba 420 está configurada para usar una cantidad reducida de energía eléctrica para bombear el fluido F1 a través de las tres ramas del colector 421, 422, 423 del sistema de circulación 400, de modo que las válvulas 401,402, 403 se abren de tal manera que manera que se minimice la caída de presión.
La Figura 4 ilustra esquemáticamente una realización ilustrativa de un dispositivo de almacenamiento de calor según la invención.
En la realización ilustrativa ilustrada en la Figura 4, el fluido F1 calentado por el colector solar concentrado 100 entra al dispositivo de almacenamiento de calor 200, con el objetivo de ser almacenado allí y recuperado posteriormente. El dispositivo 200 comprende tres capas distintas 201, 202, 203 correspondientes a tres materiales de cambio de fase diferentes PCM1, PCM2, PCM3, que tienen diferentes temperaturas de fusión Tm1, Tm2, Tm3. El experto en la materia comprenderá que su número puede variar, y que algunos materiales pueden ser idénticos. Preferiblemente, la temperatura de fusión de un material de cambio de fase aguas arriba es mayor que la temperatura de fusión de un material de cambio de fase aguas abajo. También preferiblemente, la temperatura de solidificación de un material de cambio de fase aguas arriba es mayor que la temperatura de solidificación de un material de cambio de fase aguas abajo. Por ejemplo, la temperatura de fusión Tm1 puede estar entre 350 °C y 250 °C, y la temperatura de fusión Tm3 puede estar entre 250 °C y 150 °C. Estos rangos de temperatura son compatibles con los rangos de temperatura del método de tueste tradicional. Por lo tanto, si la intensidad de la luz incidente es baja, al menos una porción del dispositivo de almacenamiento de calor 200 está en estado líquido y permite la liberación de energía utilizable al dispositivo tostador 300. Esta configuración que involucra diferentes materiales de cambio de fase dispuestos en capas tiene una mayor eficiencia energética que una configuración que involucra solo un material de cambio de fase. Sin embargo, la adición de materiales conductores de calor tales como grafito o metales dentro del material o materiales de cambio de fase permite aumentar la conductividad térmica de este o estos últimos. Los cálculos de modelado también deben tener en cuenta posibles superposiciones en los valores de las temperaturas de fusión Tm1, Tm2, Tm3 y de las temperaturas de solidificación Ts1, Ts2, Ts3 de los materiales de cambio de fase PCM1, PCM2, PCM3.
La Figura 5 ilustra esquemáticamente una realización ilustrativa de un dispositivo tostador continuo de material en partículas según la invención.
En la realización ilustrativa ilustrado en la Figura 5, el dispositivo tostador continuo 300 comprende un compartimento de tratamiento 310, un sistema de transporte 330, una primera unidad de generación de fluidos 321, dos unidades intermedias de generación de fluidos 322, 323, una última unidad de generación de fluidos 324 y un sistema de control 500. El compartimento de tratamiento 310 está compuesto por una primera zona Z1, dos zonas intermedias Zi1, Zi2 y una última zona Zd. El sistema de transporte 330 se configura para transportar una capa L de material en partículas P a través del compartimiento de tratamiento 310, de manera que el material en partículas P pasa consecutivamente por la primera zona Z1, las dos zonas intermedias Zi1, Zi2 y la última zona Zd. El experto en la materia comprenderá que el número y longitud de cada zona puede variar. Así, cada zona puede tener su propia longitud, y el compartimento de tratamiento 310 puede comprender más de dos zonas intermedias.
El sistema de transporte 330 comprende medios de suministro 340 configurados para suministrar el material en partículas P, sin introducir aire del entorno, de modo que la capa L tenga un espesor que comprenda no más de 10 partículas de material en partículas, tales como granos de café o cacao, cereales, malta, o un espesor inferior a 100 mm, preferiblemente no más de 3 partículas, o un espesor inferior a 20 mm, y con mayor preferencia no más de 2 partículas, o un espesor inferior a 15 mm. Además, el sistema de transporte 330 comprende una cinta transportadora 350 con una superficie sustancialmente plana que soporta la capa L de material en partículas P. La cinta transportadora 350 pasa por la primera zona Z1, las dos zonas intermedias Zi1, Zi2 y la última zona Zd. La energía mecánica necesaria para el movimiento de la cinta transportadora 350 puede ser proporcionada por electricidad generada por una pluralidad de paneles fotovoltaicos. Estos últimos, acoplados a colectores de espejos parabólicos para la generación de energía térmica, satisfacen la demanda de minimización de la superficie de suelo de la instalación de producción de energía según el objeto de la invención.
La primera unidad de generación de fluido 321 está configurada para generar un primer flujo de gas y/o vapor F1 a través de la primera zona Z1, las dos unidades intermedias de generación de fluido 322, 323 están configuradas para generar dos flujos intermedios de gas y/o vapor Fi1, Fi2 a través de las zonas intermedias Zi1, Zi2, y la última unidad de generación de fluido 324 está configurada para generar un último flujo de gas y/o vapor Fd a través de la última zona Zd. La cinta transportadora 350 está configurada para permitir que el primer flujo de gas y/o vapor F1, los dos flujos intermedios de gas y/o vapor Fi1, Fi2 y el último flujo de gas y/o vapor Fd pasen a través de la capa L de material en partículas P que soporta. Por ejemplo, la cinta transportadora 350 puede comprender aberturas del mismo modo que una cinta perforada, o puede estar fabricada de material poroso, permitiendo así el paso del flujo de gas y/o vapor. El sistema de control 500 se configura para utilizar al menos una porción del flujo de gas y/o vapor que ha pasado por una de las zonas Z1, Zi1, Zi2, Zd para generar el flujo de gas y/o vapor de otra zona Z1, Zi1, Zi2, Zd, preferiblemente de otra zona aguas arriba de dicha zona.
El sistema de control 500 se configura para controlar la temperatura T1 y/o la composición y/o la velocidad del primer flujo de gas y/o vapor F1, los dos flujos intermedios de gas y/o vapor Fi1, Fi2, y el último gas y/o vapor y/o flujo de vapor Fd. La temperatura T1 se controla para que esté entre 45 °C y 150 °C, las temperaturas Ti1, Ti2 se controlan para que estén entre 150 °C y 350 °C, y la temperatura Td se controla para que esté entre 10 °C y 100 °C. También se controla la humedad relativa de los dos flujos intermedios de gas y/o vapor Fi1, Fi2. Normalmente, la temperatura Ti1 de la primera zona intermedia Zi1 es superior a la temperatura T1 de la primera zona Z1, y la temperatura de una zona intermedia aguas abajo de una determinada zona intermedia es superior a la de dicha zona. Además, normalmente la temperatura Td de la última zona Zd es inferior a la temperatura T1 de la primera zona Z1.
La Figura 6 ilustra esquemáticamente una realización ilustrativa de la interfaz entre el dispositivo de almacenamiento de calor y el dispositivo tostador según la invención.
En la realización ilustrativa ilustrado en la Figura 6, el dispositivo de almacenamiento de calor 200 y el dispositivo tostador 300 (que no se muestra en su totalidad por motivos de claridad) se comunican a través del sistema de circulación 400. Este último comprende cuatro ramas de generación 431, 432, 433, 434, cuatro válvulas 441, 442, 443, 444, una en cada una de las cuatro ramas de generación, y una unidad de bomba 430 configurada para bombear el fluido Fl a través de las cuatro ramas de generación 431, 432, 433, 434. La unidad de bomba 430 entrega así el fluido Fl al compartimiento de tratamiento 310 (no mostrado en aras de la claridad). Este último comprende una primera zona Z1, por la que circula un flujo de gas y/o vapor F1 a una temperatura T1, dos zonas intermedias Zi1, Zi2 por las que circulan respectivamente los flujos de gas y/o vapor Fi1, Fi2 a las temperaturas Ti1, Ti2, y una última zona Zd por la que circula un flujo de gas y/o vapor Fd a una temperatura Td. El experto en la materia comprenderá que el número de zonas intermedias puede variar.
Aguas arriba del compartimiento de tratamiento 310 están las cuatro válvulas 441, 442, 443, 444. El experto en la materia comprenderá que estas cuatro válvulas 441, 442, 443, 444 también pueden estar aguas abajo del compartimento de tratamiento 310. Este dispositivo de válvulas en cascada que permite regular la temperatura del flujo de gas y/o vapor en cada zona Z1, Zi1, Zi2, Zd permite el uso de una sola unidad de bomba 430. Además, la unidad de bomba 430 puede comprender una bomba y un controlador de velocidad variable configurado para controlar la velocidad de la bomba. Así, la unidad de bomba 430 está configurada para usar una cantidad reducida de energía eléctrica para bombear el fluido F1 a través de las cuatro ramas de generación 431, 432, 433, 434 del sistema de circulación 400, de modo que las válvulas 441, 442, 443, 444 se abren de tal manera que se minimice la caída de presión. Para regular estas temperaturas, las válvulas 441, 442, 443, 444 pueden abrirse cada vez más hasta alcanzar por ejemplo alrededor del 95 por ciento de la capacidad máxima de apertura. Más allá de este valor, la unidad de bomba 430 puede comenzar a bombear más para regular dichas temperaturas.
El sistema de circulación 400 puede intercambiar calor con cada una de las cuatro zonas Z1, Zi1, Zi2, Zd comprendidas en el compartimiento de tratamiento 310, por medio de intercambiadores de calor 601, 602, 603, 604. En efecto, cada una de las cuatro unidades de generación (no mostradas en aras de la claridad), correspondientes a cada una de las cuatro zonas Z1, Zi1, Zi2, Zd, está respectivamente acoplada a una rama 431, 432, 433, 434 del sistema de circulación 400. Cada una de las cuatro unidades de generación, en las que circulan los flujos de gas y/o vapor F1, Fi1, Fi2, Fd, comprende un ventilador regulable 361, 362, 363, 364 que permite regular la velocidad de dichos flujos de gas y/o vapor gracias, por ejemplo, a un variador de velocidad, así como a una válvula regulable 371, 372, 373, 374 que permite regular el nivel de humedad presente en los flujos F1, Fi1, Fi2, Fd gracias a un circuito de aire fresco fuera del dispositivo de tueste 300. Finalmente, un embudo 390 permite evitar que las cuatro unidades de generación sobrerreaccionen debido a la presencia de circuitos de entrada de aire fresco junto a los ventiladores 361, 362, 363, 364 y las válvulas 371, 372, 373, 374.
La Figura 7 ilustra esquemáticamente una realización ilustrativa de la interfaz entre el sistema de circulación y una unidad de generación del dispositivo tostador según la invención.
En la realización ilustrativa ilustrado en la Figura 7, la primera unidad de generación 321, en la que circula el flujo de gas y/o vapor F1, se comunica con el sistema de circulación 400, en el que circula el fluido Fl, a través del intercambiador de calor 601. Este último tiene por tanto una primera rama por la que circula el flujo de gas y/o vapor F1, y una segunda rama por la que circula el fluido Fl generado por el sistema de circulación 400. El intercambiador de calor 601 permite la regulación de la temperatura T1 del flujo F1. La Figura 7 amplía, por lo tanto, el intercambiador de calor asociado a la zona Z1 que se muestra en la Figura 6. El experto en la materia entiende que la descripción anterior también se puede aplicar a una o más unidades de generación, asociadas a las otras zonas Zi1, Zi2, Zd que se muestran en la Figura 6. Además, el sistema de control (no mostrado) se configura para controlar el intercambiador de calor 601 para regular la temperatura y/o la composición y/o la velocidad del flujo de gas y/o vapor F1 generado por la primera unidad de generación 321.
La Figura 8 ilustra esquemáticamente una realización ilustrativa de la interfaz entre dos unidades de generación del dispositivo tostador según la invención.
En la realización ilustrativa ilustrada en la Figura 8, la primera unidad de generación 321, en la que circula el flujo de gas y/o vapor F1, se comunica con la primera unidad de generación intermedia 322, en la que circula el flujo de gas y/o vapor Fi1, a través del intercambiador de calor 610. Este último tiene así una primera rama por la que circula el flujo de gas y/o vapor F1 generado por la primera unidad de generación 321, y una segunda rama por la que circula el flujo de gas y/o vapor Fi1 generado por la primera unidad intermedia de generación 322. El intercambiador de calor 610 permite la regulación de la temperatura T1 y/o la temperatura Ti1 del flujo F1 y/o del flujo Fi1. El experto en la materia comprenderá que dicho intercambiador de calor puede servir de intermediario entre unidades de generación distintas de las unidades 321 y 322, y no necesariamente entre dos unidades de generación adyacentes.
Por ejemplo, puede contemplarse que un intercambiador de calor esté ubicado entre las unidades 321 y 323, como se muestra en las Figuras 1 y 5. Además, el sistema de control (no mostrado) se configura para controlar el intercambiador de calor 610 para regular la temperatura y/o la composición y/o la velocidad del flujo de gas y/o vapor F1 generado por la primera unidad de generación 321.
La Figura 9 ilustra esquemáticamente otra realización ilustrativa de la interfaz entre dos unidades de generación del dispositivo tostador según la invención.
En la realización ilustrativa ilustrada en la Figura 9, la primera unidad de generación 321, en la que circula el flujo de gas y/o vapor F1, se comunica directamente con la primera unidad de generación intermedia 322, en la que circula el flujo de gas y/o vapor Fi1, es decir sin el uso de un intercambiador de calor. Así, cada una de las dos unidades de generación 321, 322 está configurada para utilizar directamente al menos una porción del flujo de gas y/o vapor generado por la otra unidad de generación 321 o 322, que ha pasado por el compartimiento de tratamiento 310, para generar su propio flujo de gas y/o vapor F1 o Fi1. Preferiblemente, la unidad de generación utilizada para retirar al menos una porción del flujo de gas y/o vapor a la otra unidad de generación está situada aguas abajo de esta otra unidad. En el caso mostrado en la Figura 9, al menos una porción del flujo Fi1, cuya temperatura Ti1 es superior a la temperatura T1 del flujo F1, se extrae para generar el flujo F1 de la unidad de generación 321. Por lo tanto, no solo la energía sino también el material se puede transferir de una unidad de generación a otra. Esta característica distingue la realización ilustrativa ilustrada en la Figura 9 de la ilustrada en la Figura 8. El experto en la materia comprenderá que tal intercambio de calor y material puede realizarse entre unidades de generación distintas de las unidades 321 y 322, y no necesariamente entre dos unidades de generación adyacentes. Por ejemplo, se puede prever que se produzca un intercambio de calor y material entre las unidades 321 y 323, preferiblemente de la unidad 323 a la unidad 321, como se muestra en las Figuras 1 y 5. Además, la unidad de generación 321 comprende una válvula 381 configurada para regular el flujo de gas y/o vapor de la unidad de generación 322 a la unidad de generación 321. El sistema de control (no mostrado) se configura para controlar la válvula 381 con el fin de regular la temperatura y/o la composición y/o la velocidad del flujo de gas y/o vapor F1 generado por la unidad de generación 321.
Aunque los principios de la invención se han establecido anteriormente en relación con modalidades específicas, debe entenderse que esta descripción se realiza simplemente a modo de ejemplo y no como una limitación del alcance de protección que se determina por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un sistema (1) para tostar material en partículas (P), tal como granos de café o cacao, cereales, malta, dicho sistema que comprende:
    un colector solar concentrado (100) configurado para calentar un fluido (Fl);
    un dispositivo tostador (300) de material en partículas (P) que comprende un compartimento de tratamiento (310) configurado para recibir el material en partículas (P), al menos una unidad de generación (321, 322, etc.) configurada para generar al menos un flujo de gas y/o vapor con temperatura controlada, a través del compartimento de tratamiento; dicha al menos una unidad de generación se configura para intercambiar calor entre dicho al menos un flujo de gas y/o vapor y un segundo flujo;
    un sistema de circulación (400) configurado para generar el segundo flujo, y opcionalmente configurado para usar directamente el fluido calentado (Fl);
    caracterizado porque el sistema (1) comprende además un dispositivo de almacenamiento de calor (200) configurado para almacenar el calor del fluido calentado (Fl); y
    porque el sistema de circulación (400) se configura para generar el segundo flujo usando el calor almacenado en el dispositivo de almacenamiento de calor.
  2. 2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el colector solar concentrado (100) y el dispositivo de almacenamiento de calor (200) se configuran para funcionar en un rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C, preferiblemente entre 200 °C y 300 °C.
  3. 3. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el colector solar concentrado (100) comprende al menos un colector de espejos parabólicos (101, 102, 103, etc.).
  4. 4. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de almacenamiento de calor (200) comprende al menos un material de cambio de fase; en donde preferiblemente el al menos un material de cambio de fase comprende cualquiera o más de los siguientes materiales: material orgánico tal como parafina o ácidos grasos, combinación de acetato de potasio o acetato de sodio, mezcla eutéctica de sales fundidas tales como cloruro de potasio y bromuro de litio, metales y sus aleaciones, sales hidratadas o una combinación de los mismos.
  5. 5. El sistema según la reivindicación 4, en donde al menos un material de cambio de fase (201, 202, 203, etc.) comprende un material de cambio de fase aguas arriba y un material de cambio de fase aguas abajo; en donde la temperatura de fusión del material de cambio de fase aguas arriba es mayor que la temperatura de fusión del material de cambio de fase aguas abajo; y/o en donde la temperatura de solidificación del material de cambio de fase aguas arriba es mayor que la temperatura de solidificación del material de cambio de fase aguas abajo;
    en donde preferiblemente el al menos un material de cambio de fase comprende cualquiera o más de los siguientes materiales: material orgánico tal como parafina o ácidos grasos, combinación de acetato de potasio o acetato de sodio, mezcla eutéctica de sales fundidas tales como cloruro de potasio y bromuro de litio, metales y sus aleaciones, sales hidratadas o una combinación de los mismos.
  6. 6. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de almacenamiento de calor (200) comprende al menos un material capaz de almacenar calor mediante una reacción termoquímica; en donde preferiblemente el al menos un material capaz de almacenar calor por medio de una reacción termoquímica comprende cualquiera o más de los siguientes materiales: cloruro de litio, zeolitas, geles de sílice, hidratos de sal porosos o una combinación de los mismos.
  7. 7. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el fluido calentado (Fl) está compuesto por vapor; o
    en donde el fluido calentado (Fl) está compuesto por aceite térmico.
  8. 8. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de circulación (400) comprende una primera rama del colector (421) y una segunda rama del colector (422), una primera válvula (401) en la primera rama del colector y una segunda válvula (402) en la segunda rama del colector, y una unidad de bomba (420) configurada para bombear el segundo flujo a través de la primera y segunda ramas del colector; y en donde el colector solar concentrado (100) comprende una primera unidad colectora (101) en la primera rama del colector y una segunda unidad colectora (102) en la segunda rama del colector;
    en donde preferiblemente la unidad de bomba (420) comprende una bomba y un controlador de velocidad variable configurado para controlar la velocidad de la bomba.
  9. 9. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de circulación (400) comprende una primera rama de generación (431) y una segunda rama de generación (432), una primera válvula (441) en la primera rama de generación y una segunda válvula (442) en la segunda rama de generación, y una unidad de bomba (430) configurada para bombear el segundo flujo a través de la primera rama de generación y la segunda rama de generación; y en donde al menos una unidad de generación comprende una primera unidad de generación (321) acoplada con la primera rama de generación y una segunda unidad de generación (322) acoplada con la segunda rama de generación, un primer intercambiador de calor (601) en la primera unidad de generación (321) y un segundo intercambiador de calor (602) en la segunda unidad de generación (322);
    en donde preferiblemente la unidad de bomba (430) comprende una bomba y un controlador de velocidad variable configurado para controlar la velocidad de la bomba.
  10. 10. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una unidad de generación (321) de dicha al menos una unidad de generación comprende un intercambiador de calor (601) que tiene una primera rama por la que circula un flujo de gas y/o vapor (F1), y una segunda rama por la que circula el segundo flujo generado por el sistema de circulación (400), dicho intercambiador de calor permite regular la temperatura de dicho flujo de gas y/o vapor (F1);
    preferiblemente que comprende además un sistema de control (500) configurado para controlar dicho intercambiador de calor (601, 610) para regular la temperatura del flujo de gas y/o vapor (F1) generado por dicha unidad de generación (321);
    preferiblemente que comprende además un ventilador (361) dispuesto en dicha primera rama, y una válvula (371) conectada entre dicha primera rama y una toma de aire fresco; y en donde preferiblemente el sistema de control (500) se configura para controlar el ventilador (361) y/o la válvula (371).
  11. 11. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la al menos una unidad de generación comprende una primera unidad de generación (321), una segunda unidad de generación (322) y un intercambiador de calor (610) que tiene una primera rama por la que circula el flujo de gas y/o vapor (F1) generado por la primera unidad de generación, y una segunda rama por la que circula un flujo de gas y/o vapor (Fi1) generado por la segunda unidad de generación, dicho intercambiador permite recuperar la energía del flujo de gas y/o vapor generado por la segunda unidad de generación y que ha pasado por el compartimento de tratamiento (310); preferiblemente que comprende además un sistema de control (500) configurado para controlar dicho intercambiador de calor (601, 610) para regular la temperatura del flujo de gas y/o vapor (F1) generado por dicha unidad de generación (321);
    preferiblemente que comprende además un ventilador (361) dispuesto en dicha primera rama, y una válvula (371) conectada entre dicha primera rama y una toma de aire fresco; y en donde preferiblemente el sistema de control (500) se configura para controlar el ventilador (361) y/o la válvula (371).
  12. 12. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una unidad de generación comprende una primera unidad de generación (321) y una segunda unidad de generación (322); y en donde la primera unidad de generación se configura para usar directamente al menos una porción del flujo de gas y/o vapor (Fi1) generado por la segunda unidad de generación, preferiblemente una unidad de generación aguas abajo de dicha primera unidad de generación, y que ha pasado por el compartimiento de tratamiento (310), para generar su propio flujo de gas y/o vapor (F1);
    en donde preferiblemente la primera unidad de generación (321) comprende una válvula (381) configurada para regular el flujo de gas y/o vapor desde la segunda unidad de generación (322) a la primera unidad de generación (321); y que comprende además un sistema de control (500) configurado para controlar dicha válvula (381) para regular la temperatura y/o la composición del flujo de gas y/o vapor (F1) generado por la primera unidad de generación (321).
  13. 13. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo tostador (300) comprende un sistema de transporte (330) configurado para transportar una capa (L) de material en partículas (P) a través del compartimiento de tratamiento (310) que comprende una primera zona (Z1), una o más zonas intermedias (Zi1, Zi2, etc.) y una última zona (Zd) de manera que el material en partículas pasa consecutivamente por la primera zona, la una o más zonas intermedias y la última zona;
    en donde preferiblemente el sistema de transporte (330) comprende medios de suministro (340) configurados para suministrar el material en partículas (P) de modo que la capa tenga un espesor que comprenda no más de 5 partículas del material en partículas (P), tal como granos, preferiblemente no más de 3 partículas, con mayor preferencia no más de 2 partículas.
  14. 14. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha al menos una unidad de generación comprende: una primera unidad de generación (321) configurada para generar un primer flujo de gas y/o vapor (F1) a través de la primera zona (Z1); una o varias unidades intermedias de generación (322, 323, etc.) configuradas para generar uno o varios flujos intermedios de gas y/o vapor (Fi1, Fi2, etc.) a través de una o varias zonas intermedias (Zi1, Zi2, etc.); una unidad de última generación (324) configurada para generar un último flujo de gas y/o vapor (Fd) a través de la última zona (Zd); un sistema de control (500) configurado para controlar dicha primera unidad de generación, dicha una o más unidades de generación intermedia y dicha unidad de última generación, de manera que la capa de material en partículas se precalienta y se seca en la primera zona, se tuesta en una o más zonas intermedias, y se enfría en la última zona;
    en donde preferiblemente el sistema de control (500) se configura para utilizar al menos una porción del flujo de gas y/o vapor que ha pasado por una de las zonas (Z1, Zi1, Zi2, etc., Zd) para generar el flujo de gas y/o vapor de otra zona (Z1, Zi1, Zi2, etc., Zd), preferiblemente de una zona aguas abajo de dicha zona.
  15. 15. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el colector solar concentrado (100), el dispositivo de almacenamiento de calor (200), el dispositivo tostador (300) de material en partículas (P), y el sistema de circulación (400) forman un sistema sustancialmente cerrado, de modo que sustancialmente ninguna energía escape del sistema sustancialmente cerrado.
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