Producción de biochar a partir de purines

Molinés Cintora, Fernando
Ruiz Gómez, Nadia (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2015
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ingeniería Química

Resumen: España es uno de los principales productores de purines de Europa, por lo que es necesario llevar a cabo una gestión medioambientalmente adecuada del purín, ya que éste es un residuo cuyo manejo inadecuado puede originar la contaminación del agua, el aire y el suelo. Uno de los tratamientos actuales es la digestión anaerobia del purín seguida de una separación de fases mediante centrifugación. Esto permite obtener biogás, y, un producto líquido y otro sólido (alto contenido en humedad) que pueden utilizarse con fines agrícolas. Sin embargo, el valor de estos fertilizantes es pobre y su aplicación al suelo conlleva problemas ambientales. Este proyecto pretende valorar la posibilidad de procesar mediante pirólisis la fracción sólida del digestato con el fin de obtener productos de mayor valor añadido. Se plantea el objetivo de producir y caracterizar el biochar obtenido a partir de pirólisis de purín de vaca codigerido con restos agroalimentarios y gallinaza. Se han estudiado tres temperaturas distintas de pirólisis (350, 450 y 550 ºC). El primer paso ha sido un estudio bibliográfico y la puesta en marcha de las normas ASTM necesarias para realizar la caracterización del biochar y poder comparar con los datos aportados por el IBI (International Biochar Initiative). En el proceso experimental se ha utilizado un reactor discontinuo de lecho fijo. Se ha llevado a cabo un proceso de mejora de la planta experimental mediante la incorporación de un filtro en caliente, para evitar pérdidas de materia prima por arrastre. Se obtienen tres productos: un sólido carbonoso (“biochar”), un líquido orgánico y un gas combustible. El líquido orgánico está formado por una fase acuosa y una fase orgánica que se separan por centrifugación. Se han caracterizado los tres productos y se ha analizado el efecto de la temperatura de pirólisis sobre dichas propiedades. Se han analizado varias propiedades físico – químicas del biochar que permiten una valoración previa de su posible uso como enmienda orgánica. Estas propiedades son: pH, conductividad eléctrica, superficie BET, análisis elemental, distribución del tamaño de partícula, poder calorífico superior, metales contenidos, humedad, cantidad de materia volátil y cantidad de cenizas y posteriormente se han comparado con la materia prima. También se ha realizado el balance energético para cada una de las temperaturas estudiadas. Las propiedades analizadas muestran que el biochar presenta una serie de ventajas agronómicas y medioambientales respecto del purín. La energía necesaria en el proceso de pirólisis se puede obtener de la combustión del propio gas de pirólisis, sin embargo se requiere energía externa para la etapa de secado térmico. En el intervalo de estudio, la temperatura no afecta notablemente en las propiedades analizadas del biochar, sin embargo, temperaturas intermedias aproximadamente entre 450 – 500 ºC mejoran el proceso desde un punto de vista energético. Cabe destacar que el estudio aquí realizado será un estudio previo para valorar la pirólisis como alternativa, pero posteriormente habría que realizar un estudio agronómico para cuantificar el efecto de los biochar obtenidos una vez aplicados al suelo, o para dictaminar la imposibilidad de llevar a cabo su aplicación.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado