Diseño de un biodigestor de dos etapas a escala de laboratorio

González Catalán, Javier
Rebolledo Gajardo, Boris (dir.)

Gil Martínez, Antonia (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2013
Ingeniería Mecánica department, Máquinas y Motores Térmicos area

Ingeniero Químico

Abstract: La digestión anaerobia de purines de cerdo puede ser una buena opción para la valorización económica de estos residuos. Si además son mezclados con otros residuos orgánicos pueden conseguirse altas producciones de metano. El proceso digestivo consta de cuatro etapas fermentativas, diferenciadas por las bacterias que participan en ellas. Cada tipo de bacteria tiene unas condiciones óptimas de desarrollo. Para conseguir esas condiciones se divide el proceso en dos etapas, una fase acidogénica y otra fase metanogénica. Se diseña un biodigestor con dos reactores en serie, donde en cada uno de ellos tendrá lugar una fase. Se ofrecen dos opciones de diseño, una con reactores comerciales y otra con reactores constituidos con material de laboratorio. Las dos opciones van equipadas con calentadores para conseguir la temperatura deseada de funcionamiento, un parámetro clave del proceso anaerobio. La alimentación y la salida de los reactores se realizan por medio de bombas peristálticas para controlar los caudales que atraviesan el reactor, y por tanto el tiempo de retención hidráulico, TRH, otro parámetro importante. Para poder obtener diferentes TRH en los reactores es necesario purgar y/o recircular parte del caudal de salida. Por ello el sistema se ha diseñado para poder realizar diferentes configuraciones de recirculación, en función de la posición de las válvulas que se encuentran en el proceso. Así se podrá recircular la salida del primer reactor, la salida del segundo a sí mismo o la salida de éste al primero. Además de la temperatura y el TRH, existen otros parámetros operacionales importantes. Por ello se recogen los análisis a realizar, sus frecuencias de medida y los valores más adecuados de operación. Además se ofrecen soluciones a posibles desviaciones de los valores esperados. Una vez realizado el diseño del sistema se realiza un plan de operación desde la puesta en marcha hasta la fase experimental, indicando los pasos a seguir. Acto seguido se simula un proceso de operación, bajo unas determinadas condiciones de partida. Estas condiciones se han tomado de otros trabajos previos en plantas a escala de laboratorio. De esta forma se han calculado las cantidades de los sustratos a introducir en la alimentación, la velocidad de carga orgánica y el biogás que puede ser generado. Por último, se ha calculado la energía requerida para mantener en funcionamiento el sistema.

Free keyword(s): digestión anaerobia ; codigestión con purines ; separación de fases ; glicerina

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera