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LCA STUDY, CARBON FOOTPRINT AND GOOD PRACTICES IMPLEMENTED
INDEX:
1. Background1.1. LCA1.2. Carbon Footprint
2. Impact updating2.1. CO2 emissions balance2.2. Economic balance
3. Action plan to reduce emissions in a technical –economic way
3.1. Actions in cultivation processes3.2. In the production processes of olive polyphenols3.3. In grinding and use of by-product processes
4. Conclusions and calculations4.1. Recalculation of CO2 emissions after improvements.4.2. Conclusions and indicators monitoring
1. Background
https://ekodenda.allotarra.eu
Allotarra Association of Ecological Agriculture and Livestock,entity linked to Biosasun, is made up of various farmers fromTierra Estella (Navarra)Its main activities are the practice and promotion ofagricultural, livestock, commercial and professional activities.After cultivating organic olive trees for more than 30 yearsand its objective is to make organic farming and itssustainable processes available to all, always respecting theenvironment and its resources.
BIOSASUN S.A. It is located in Álava and Navarra. Founded in 2001 by the
interest of various professionals in the production of organic products.
Marketing, distribution and elaboration of ecological and
functional products.
Engineering, design and advice on sustainable
solutions R&D projects
BIOSASUN
1. Background
www.biosasun.eu
BUSSINES ESTRATEGY
Biotechnology for PROBIOTIC production
Based on strains purchased from third parties. We try to complement them with native strains, provided by technologycenters and universities in the nearby environment. (CNTA, UNAV, UPV/EHU etc).
PREBIOTICproductiontechnologies
Based on polyphenol extract from own organic olive trees and, in the future, from other plants.
Nanotechnologyfor plantcompoundsencapsulation
Lipid nanoparticles and nano-oxides
(Provided by CT L´Urederra)
WIDE EXPERIENCE CHALLENGES
HEALTHY AND ECOLOGICAL SOLUTIONS
WASTE RECOVER
CONSUMER LINKAGE
LOO
KIN
G FO
R
CO
LLAB
OR
ATIO
N C
HA
LLENG
ES
1. Background
Process map “cradle to grave”
1. Background
1. Background
MANUFACTURING PROCESS
1. Background: 1.1. ACV
Start - end date: January 2008 - December 2010 (RECYWASTEOLHIVA PROJECT)
Objective: carry out the calculation of the ECOLOGICAL, ECONOMIC AND SOCIAL impacts of
the classic production of extra virgin olive oil, in order to have an impact matrix to improve
processes and make them more sustainable.
Residuos
generados
Consumos de
materias primas
Tratamiento de
los residuos
Generación de
aguas residuales
Uso de
agroquimicos
Com
pone
ntes
de
la H
erra
mie
nta
ACV
Datos generales
Matriz de valoración
Etapa 1 del Ciclo de vida
Producción Agrícola
Etapa 2 del Ciclo de vida
Transporte y
almacenamiento de MP
Etapa 3 del Ciclo de vida
Transformación y
elaboración
Etapa 4 del Ciclo de vida
Almacenamiento y
distribución
Etapa 5 del Ciclo de vida
Consumo
Etapa 6 del Ciclo de vida
Post consumo
Resumen ACV
Hoja de datos
Hoja de
resultados
Ecológica (KWh/TP)
Ecosocial (ht/TP)
Económica (€/TP)
Ecológica (KWh/TP)
Ecosocial (ht/TP)
Económica (€/TP)
Ecológica
Ecológica
Contaminación de
suelos
Contaminación de
agua
Contaminación de
aire
Consumo de
recursos naturales
1. Background: 1.1. ACV
Start date - end date: January 2008 - December 2010 (RECYWASTEOLHIVA PROJECT)
Producción de olivas y Fabricación de Aceites
Fases
Impactos
Principales
Producción Agrícola
Transporte y Almacenamiento
MP
Transformación, elaboración, envasado,..
Almacenamiento y Distribución
Consumo Post-
consumo
Ecológicos
1. Incineración de podas
2. Uso de fertilizantes nitrogenados en dosis superiores a las absorbidas por las plantas
1. Consumo de combustibles fósiles
1. Vertido o tratamiento de Alperujos
3. Pérdida de suelo
1. Consumo de combustibles fósiles por Transporte
Bajo nivel recogida selectiva
Tecnologías de reciclaje inadecuadas
Económicos Laboreo para eliminación de malas hierbas
1. Consumo energético
2. Consumo de envases y embalajes
Coste del Transporte
Precios alto productos ecológicos
Eco-sociales
Accidentes en maquinaria agrícola
Accidentes de tráfico
Accidentes de tráfico
Afecciones para la salud
CARBON FOOTPRINT OF CLASSIC PROCESSES FOR OBTAINING OLIVE OIL
1. Background: 1.2. Carbon Footprint
ETAPAS gr CO2 eq/ l aceite
Botella Vidrio 500 ml PET 2L PET 5 L
AGRICOLA 7.766,00 7.766,00 7.766,00
EXTRACCIÓN 3.813,51 3.813,51 3.813,51
ENVASADO 5.969,14 426,50 320,47
DISTRIBUCION 20,56 7,90 3,27
FIN DE VIDA 9,84 1,73 0,92
TOTAL 17.579 12.016 11.904
GHG emissions by stages of the product life cycle andand their contribution in percentage to the total CarbonFootprint.
Glass bottle format contributes significantly to the final Carbon Footprint, reprsenting about 34% GHG
emissions. This is due to the high energy consumption of glass bottles production. PET bottles should be
considered as an essential alternative from a Carbon Footprint point of view.
2. Impact update: IMPROVEMENTS ALREADY MADE
Continuous improvement of the practices of the olive grove in organic farming:
Plant cover maintenance on farms.
Chopped grass and choping pruning incorporation as organic amendment in the
farms themselves
Keeping pruning in the ground for a while for protection of the olive tree itself agains
plagues.
Maintenance of wild vegetation areas (borders, banks, ...)
Concentrate phytosanitary treatments so as to minimize atmosphere emissions and
fuel consumption during application.
Use of Potassium Oleate manufactured with own oil residues
Plant alfalfa and similar forage plants on farms with slopes to prevent erosion and fix
nitrogen
Controlled use of Milling and / or Alperujo Waters to control weeds in young olive
groves
2. Impact update: IMPROVEMENTS ALREADY MADEDesign and construction of sustainable facilities: Installation of our plant in an olive grove in the center and closest point to the rest of the olive groves to minimize journeys.Construction with recycled materials: marine containers and construction houses Use of recyclable metal and wood materials Minimization of the use of concrete in the Urbanization-facilities Supporting containers and booths on the perimeter on recycled tires filled with concrete Collection of rainwater from the roofs for irrigation of the olive grove Adjustment of the dimensions of the different enclosures to what is necessarily essential for the proper functioning of the processes
Savings and Energy Efficiency: Installation of solar panels for self-consumption of energy, without network connection Adaptation of a diesel electricity generator to work with propane. installation of an automation system so that the generator starts operating when the batteries that accumulate solar energy are empty and the demand of the processes requires energy.Take advantage of the heat of the fumes generated by the energy generators for the drying of olive leaves and the pomace needed
Cleaner processes:Adjustment of the different machinery to the productive capacities Adaptation of the olive groves to be collected with a vibrating umbrella, avoiding displacement for collection and collecting leaves for the use of polyphenols Zero waste water discharges: sanitary and cleaning waters are collected in a septic tank, using these waters in the irrigation of compost and the olive grove, avoiding their discharge into a public channel Composting the organic waste generated in the different processes to incorporate it as an organic amendment in the olive grove Orientation to the local and nearby market, avoiding the impacts caused by transport Label, back label and cardboard box weight adjustments Elimination of the use of pasquinades in each of the containers Change from a black bottle to a lower impact green bottle Development of R&D projects to obtain clean processes and high added value products related to the world of health, taking advantage of waste
2. Impact update: 2.1. CO2 Emissions balance
ACTIVITIES INITIAL PRODUCTION METHODS DESCRIPTION INDICATORS/Kg olive - h TOTAL
ENERGYCONSUMPTION
Organic olive tree cultivation Kwh/year 86.435Tranformation and manufacturing processes Kwh/year 144.819
TOTAL Kwh/year 231.254
PRODUCTION COSTS
(€)
Total CO2 initial agricultural productionmethods Kg CO2/Kg olive - leave 1,46
Total CO2 to obtain aqueous concentrates of olive polyphenols 5g / l
Kg CO2/Kg leaves 3,69
Grinding and whipped Kg CO2/Kg olive - leave 0,293
Oil and water extraction in centrifugal decanter Kg CO2/Kg olive - leave 0,289
Decantation, storage and coupages in tanks Kg CO2/Kg olive- leave 0,128Pomace pellets and use Kg CO2/Kg olive - leave 0,383Product packaging - distribution - end of life Kg CO2/Kg olive - leave 0,29
ECONOMIC BALANCE (€/Kg
olive)
TOTAL CO2 EMISSIONS Kg CO2/Kg olive - leaves 6,527CO2 ABSORTIONS Kg CO2/Kg olive - leaves 85,5CO2 NET BALANCE Kg CO2/kg olive – leaves -78,97
CO2 TOTAL BALANCE (24,2ha – 2 t Olive-leave/ha)
T CO2/year -3822
2. Impact update: 2.2. Economic balance
ACTIVITIES INITIAL PRODUCTION METHODS DESCRIPTION
INDICATORS/Kg olive - h TOTAL
PRODUCTION COSTS
(€)
Total CO2 initial agricultural productionmethods
€/Kg olive - leave 0,81
Total CO2 to obtain aqueous concentrates of olive polyphenols 5g / l €/Kg olive - leave 6,56
Grinding and whipped €/Kg olive - leave 0,08Oil and water extraction in centrifugaldecanter
€/Kg olive - leave 0,08
Decantation, storage and coupages in tanks €/Kg olive- leave 0,04
Pomace pellets and use €/Kg olive - leave 0,09Product packaging - distribution - end of life €/Kg olive - leave 0,11
ECONOMIC BALANCE (€/Kg
olive)
TOTAL PRODUCTION COSTS €/Kg olive - leave 7,77Oil sales income €/Kg olive – leave equiv. 1,05Pellet sale income €/Kg olive – leave equiv. 0,25Income sale of aqueous olive polyphenols concentrates 5 g / l
€/Kg olive – leave equiv.16
Total income € / kg olive-leaves 17,05Net margins € / kg olive-leaves 9,27
3. Action plan for the reduction of emissions in a technical-economic way : 3.1. In cultivation processes
2do Trim. 3er Trim. 4to Trim. 1er Trim. 2do Trim. 3er Trim. 4to Trim. 1er Trim. 2do Trim.
PROCESOS DE CULTIVO
Modificaciónes a Introducir en la Operación de Poda de Invierno:Corte de Ramas más grandes cada dos años mediante motosierra y tijeras eléctricas Reducir tiempos y mejorar follaje
Dejar ramas en el centro de la calle y troncos gruesos bajo la sombra del olivo Recoger, triturar y producir pellets
Recogida con narria de ramas y transporte a ganadero
Alimentación de cabras y ovejas:
Directo-Pienso
Recogida manual de ramas y transporte a Biosasun Extracción de Polifenoles
Trituración de Ramas no recogidas con picadora Fertilización y eliminación parasitos
Nuevas Actividades para el Control de Malas Hierbas
Aplicación de Aguas de molturación cada 4 años Reducir hierbas y reciclar aguas
Sustituir la Labor ligera de cultivador por otra con narria 2 veces/año Reducir el consumo Energético
Años de no poda siembra de cereales/leguminosas/…
Cosecha mezcladas con ramón y
alimentación de ovejas-fertilización
Mejora de la Fertilización
Aplicación manual debajo árboles de 4T/Ha de compost cada 4 años Reducir costes actuales <10 €/T)
Colocación de colmenas en olivares Favorecer fecundación flores olivo
Aplicación Foliar de Jabón potásico 2 veces/año Fertilización y eliminación parasitos
Laboreo de leguminosas/cereales año si/año no Fertilización-eliminación hierbas
Reducir y sustituir la aplicación de Pesticidas
Aplicación de BT una vez al año a los olivos pequeños Mantener el ecosistema y ahorrar
Aplicación de jabón Potásico y cobre una vez al año a olivos grandes Fertilizar y mejorar las hojas
Modificaciónes a Introducir en la Operación de Poda de Verano:
Recogida manual de ramas y transporte a Biosasun Piensos y extracción de Polifenoles
Cambios futuros en la recolección
Ir pasando del vibrado manual a recolección con paraguas
Reducir costes y coger olivas y hojas
limpias
2019 2020 2021ACCIONES A REALIZAR OBJETIVOS
3. Action plan for the reduction of emissions
in a technical-economic way : 3.2. In the production
processes of olive polyphenols
2do Trim. 3er Trim. 4to Trim. 1er Trim. 2do Trim. 3er Trim. 4to Trim. 1er Trim. 2do Trim.
PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE POLIFENOLES DE OLIVO
Preparación de las Instalaciones y Equipamientos
Sistema de limpieza de frutos, hojas, alperujos para extracción de polifenoles Aprovechar Hojas
Equipos periféricos sinfín elevador orujo, tolva alperujo, sinfín tubo alimentación alperujo y depósitos de recogida de líquidos. Procesar también alperujo
Sistema de separación mecánica de los restos de aguas y aceites Aprovechar Aguas de Molturación
Automatización arranque automático y mejora sistema actual de cargador fotovoltaico Aprovecha mejor Energía Solar
Sistema de separación y recuperación de frutos, hojas, alperujos y residuos
Separar aceites Aguas conpolifenoles
y producción orujo
Depósitos con control de atmósfera Evitar oxidaciones
Generador recuperación calor humos secado Reducir consumo-emisiones
Control masa, caudal y temperatura Mejorar la calidad de los productos
Recepción, selección y Lavado de la oliva y Hojas y ramitas
Pulverizado de agua “duchas” en la recepción, si fuera necesario lavar Redudir consumo de agua al 50%
Trituración de hojas secas para Proceso de Molienda Recoger mejor y más barato
Utilización de hojas de recolección de olivas para secado directo Eliminar recogida manual de hojas
Preparación de hojas para la extración
Uso directo de Hojas en saco filtrante para concentraciones no muy altas Reducir tiempos operación
Molienda de Hojas y extracción en centrífuga de polifenoles Lograr alta concentración Polifenol
Extracción Pasterización
Introducción de hojas en un recipiente con agua de molturación (AM) Aprovechar AM con polifenoles
Calentamiento a 105ºC durante un mínimo de 20 minutos en Recipiente a Presión Pasterizaión directa
Proceso de evaporación en 4 horas Reducir tiempo-consumo-emisión
Separación de las hojas sacando el Saco filtrante Liempieza y menor tiempo
Sustituir proceso de Liofilización por Destilación a vacío
Ejecución del proceso de Destilación: Calentamiento-Vacio-Evaporación
Reducir a menos de la mitad
consumos y emisiones
Evitar la pasterización por terceros Reducir costes y emisiones
ACCIONES A REALIZAR OBJETIVOS2019 2020 2021
3. Action plan for the reduction of emissions
in a technical-economic way : 3.3. In grinding and use of
by-product processes
2do Trim. 3er Trim. 4to Trim. 1er Trim. 2do Trim. 3er Trim. 4to Trim. 1er Trim. 2do Trim.
PROCESOS DE MOLIENDA Y DE APROVECHAMIENTO DE SUBPRODUCTOS
Preparación de las Instalaciones y Equipamientos
Instalacion de Pelletizadora, ensacadora y apiladora. Pelletizar orujo, serrín y piensos
Construcción de Secadero adicional: Pérgola para secado, elaboración y almacenaje Secar el Orujo y pellets
Sistema de separación y recuperación de frutos, hojas, alperujos y residuos Separar aceites-polifenoles y orujo
Generador recuperación calor humos secado Reducir consumo, emisiones
Molienda y Batido
Reducir consumo, emisiones
Introducción Alternativa de Hoja-Orujo+Aguas de Molturación (AM)
Extracción del aceite y aguas en “Decanter Centrifugo”
Introdución de Aguas de Molturación en el Decanter Concentrar Polifenoles en las AM
Envío de Aguas de Molturación preconcetrada a Depósitos 1º ó 2º Concentrar Polifenoles en las AM
Salida de Orujo a zona de Pellets Valorizar el orujo como Pellets
Decantación, almacenamiento y coupages en depósitos
Decantación de Aceites en Depósitos Primarios Reducir consumo, emisiones
Coupages de aceites de oliva directos con otros aceites Concentrar polifenoles en Aceites
Concentración y Pasterización de Aguas de Molturación 2º Depósito en Deposito Final
con hojas, mediante calor residual
Reducir consumo, emisiones y
concentrar Polifenoles
Mezclado de Orujo con Aguas de Molturación en Batidora Recuperar aceites y polifenoles
Envío de Aguas de Molturación a Control de Malas Hierbas Adaptar producción-mercado
Orujos pelletizado y aprovechamiento
Secado de Orujo con calores residuales en Secadero Solar Reducir consumo y emisiones
Mezclado de orujo con serrines o Ramón con Avena/Cebada Producir Pellets o Piensos
Pelletizado de Orujo-Serrín ó Ramón-Avena/cebada Producir Pellets o Piensos
Ensacado de Pellet o Pienso en sacos de 15 Kg Valorizar el orujo como Pellets
Alternetiva Reprocesado de Orujo Adaptar producción-mercado
Alternativa Uso del Orujo Para Compots-Fertilización A1 Adaptar producción-mercado
Envasado de los productos
Sustituir botellas de vidrio por otros envases de menor HC Reducir emisiones
Recirculación de Aguas de Molturación de Tanque Decanter a Batidora sobre el 50%Concentrar Polifenoles en las Aguas
finales a valorizar
2021ACCIONES A REALIZAR OBJETIVOS
2019 2020
4. Conclusions and calculations: 4.1. Recalculation of CO2
emissions after improvements.
CO2 emissions reduction:29%
CO2 emissions balance improvement:56%
NEW EKO-PRODUCTION METHODS DESCRIPTION INDICATORS/Kg olive - h TOTAL
Total CO2 initial agricultural production methods Kg de CO2/Kg olive - leaves 0,38
Total CO2 to obtain aqueous concentrates of olive polyphenols 5g / l
Kg de CO2/Kg leaves 1,44
Grinding and whipped Kg de CO2/Kg olive - leaves 0,231Oil and water extraction in centrifugal decanter Kg de CO2/Kg olive - leaves 0,205
Decantation, storage and coupages in tanks Kg de CO2/Kg olive – leaves 0,080
Pomace pellets and use Kg de CO2/Kg olive – leaves 0,265Product packaging - distribution - end of life Kg de CO2/Kg olive – leaves 0,29
CO2 total emissions Kg de CO2/Kg olive – leaves 2,894CO2 absorption Kg de CO2/Kg olive – leaves 85,5CO2 net balance Kg de CO2/Kg olive - leaves -82,61CO2 total balance (40 Ha – 2 t olive – leave/Ha) t CO2/year -6608
4. Conclusions and calculations: 4.2. Conclusions
Regarding CO2 emissions of the different processes:Emissions from the manufacture of glass containers are relatively high, compared to the set of olive production operations, so it is highly recommended to replace this type of bottle with PET containers or others with less impact. Emission reduction in the whole olive growing processes is due to the integration of the processes and the recovery of all by-products under the concept of circular economy. This can represent a significant reduction in emissions of more than 50% globally. Taking into account the absorption of CO2 by olive treesthemselves (570 Kg CO2 per centennial olive tree and year)lead us to persist in the objective of protecting andpromoting ecological cultivation of Arroniz variety in ourenvironment. It manages a net absorption of more than 80
Kg of CO2 per Kg of product put on the market.
Regarding production costs of the processes in olive circular economy:High profitability of the production of olive polyphenol concentrates must be transferred to boost this organic
production sector, influencing these aspects:Promote entry into the Cosmetic and Food Ingredients markets, achieving a gradual and logical growth, since otherwise, the use of the remains of pruning, milling, ..., would hardly allow maintaining a reduced profitability of the set of activities: Agricultural and industrial of transformation.
Maintain prices similar to those we have outlined, that do not plummet, when this type of application becomes
widespread.Limited profitability of the production and sale of Extra Virgin Olive Oils. Organic market prices, maintains the activity thanks
to the CAP.Viability of promoting both activities, which are essential to be carried out together to reduce emissions and costs to levels that allow high profitability, greater than 30. This should allow for the expansion of this type of crops and the maintenance of
their ecosystems in Navarra.EFSA: “the polyphenols in olive oil contribute
to the protection of blood lipids against oxidative damage”
4. Conclusions and calculations: 4.2. Indicators monitoring
Indicators comparison
Objectives Indicators Absolut impact
31-12-2019 31-12-2021
Improving
environmental
performance
GHG emissions CO2
6,5 Kg CO2/Kg olive-leaves
-78 Kg CO2/ Kg olive-leaves
Max 3.476 TCO2/year
2,9 Kg CO2/Kg olive-leaves
-82 Kg CO2/Kg olive-leaves
Max 6.036 TCO2/year
Hazardous
substances
Reduction /
Substitution
Toxic
284,85 Kg/Ha - year
10.262,94 Kg/ year
15,35 Kg/Ha - year
594,81 Kg/year
Waste management
Waste reuse
Substances recover
Made: 120 Kg
Potential: 29 T
3.150 Kg/Ha - year
122.062 Kg/year
Better use of
natural
resources
Resources replaced
by By-products
Raw materials for
cosmetics20 Kg 2,2 T/year
Raw materials for
organic food100 kg 8,7 T/year
Raw materials for
fertilizers65,3 T/year
WaterWater consumption
reduction2.636 m3/year 2.087 m3/year
Energy
Energy
consumption
reduction
4,8 Kw-h/Kg olive-leaves
Max 231 Mw-h/year
2,7 Kw-h/Kg olive-leaves
Max 217 Mw-h/year
4. Conclusions and calculations: 4.2. Indicators monitoring
Indicators comparison
Objectives Indicators Absolut Impact
31-12-2019 31-12-2021
Economic Performance/
Market
Replication
Market replication Initial replication 24,2 Has 40-50 Has
Potential market
Market size 0,21 M€ 1,59 M€
Market size
(Final clients)2.000 consumers 91.120 consumers
Others
New transnational markets entry Europe Europe America
New sectors entry Food, Self - fertilizationFood, self – fertilization, cosmetic –
pharmaceutical, energy
Cost reduction per unit or process
Aqueous concentrate 5g/l PT
Dried powder 150 g/Kg PT
Leaf powder 130 g/Kg PT
58 %
66%
6%
Payback TimeInvented capital / net
income20 years 5 years
PatentsEurope
Out of the UE
2 Industrial secrets 1 patent + 3 secrets
3 patents
THANK YOU VERY MUCHMERCI BEAUCOUPMUCHAS GRACIAS
ESKERRIK ASKO