Ver 2ª PARTE
TECNOLOGÍA DEL REACTOR
Si queremos
construir un reactor de biogás para uso propio en actividades tales como las
granjas agrícolas es importante un diseño simple y equipamiento de calidad. De
esta forma el granjero será capaz de solucionar problemas que surjan en la
planta. En estas aplicaciones las plantas de una sola etapa son más exitosas.
Estas plantas requieren más medidas y supervisión para su óptimo
funcionamiento. Sin embargo, estas desventajas han sido generalmente aceptadas.
Incluso para
la purificación anaeróbica de aguas residuales industriales se usan plantas
simples, denominadas ASBR-reactors (Anaerobic Sequencing Batch Reactors). Todas
las diferentes etapas del tratamiento de agua residual (relleno, reacción
bioquímica, sedimentación, decantación) ocurren secuencialmente en el mismo
tanque. Debido a la carga baja, se requiere un volumen de reactor más grande
que en plantas en un proceso continuo. Todo el proceso es susceptible a
sustancias tóxicas.
En el
proceso de lotes, el digestor se rellena completamente de una vez. El sustrato
se degrada sin añadir nada ni descargarse hasta el fin del tiempo de
residencia. Esto origina una variación temporal en la producción y la
composición del gas. La producción del gas comienza incrementándose hasta que
alcanza su máximo a la mitad del tiempo de residencia. Luego comienza a
disminuir lentamente, impactando negativamente en el motor de gas, que no puede
trabajar de forma uniforme y lo hace en condiciones subóptimas. Al final del
proceso el fermentador se vacía en el tanque de almacenamiento, y solamente una
pequeña cantidad queda para inocular la carga siguiente. El sustrato fresco se
mezcla con el sustrato fermentado restante para continuar usando los
microorganismos.
Todos los
aspectos negativos pueden superarse instalando tanques auxiliares, pero ello
supone un coste superior.
El tanque de
almacenamiento se cubrirá debido a las emisiones de metano y amoniaco. En el
proceso flow-through, el tanque de almacenamiento de residuo puede usarse como
el reactor de metano, haciendo un proceso en dos etapas.
A comienzos
de los 90, las plantas de biogás en Europa eran más frecuentemente construidas
como plantas flow-through con tanques de acero cilíndricos.
Los sistemas
flow-through de almacenamiento flexible (tanques verticales agitados) se
prefieren para las grandes plantas debido a su volumen mayor. Alrededor del 50
% de todas las plantas de biogás en Alemania son sistemas flow-through de
almacenamiento.
Solamente el
4 % de todas las plantas de biogás trabajan, con un tanque como biorreactor y
un tanque de almacenamiento de residuos. El sistema no es exitoso en la
industria debido a la producción de gas discontinua y a las pérdidas de calor.
 |
| Modos de operación de plantas de biogás agrícolas |
Técnica
del reactor
La mayoría
de las plantas de biogás agrícolas consisten en un biorreactor cilíndrico aéreo
o subterráneo con un agitador de rotación rápida vertical. El cilindro en sí
mismo está localmente hecho de hormigón o construido de elementos prefabricados
hechos de hormigón.
Las plantas
de biogás pequeñas y aquellas con tendencia a desarrollar una capa flotante,
ej, alimentadas con estiércol de pollo, a menudo consisten en tanques de acero
con eje de agitador horizontal.
Tamaño
del reactor
En la
siguiente tabla mostramos tamaños típicos de biorreactores usados en granjas
agrícolas.
El tiempo de
residencia y en consecuencia el tamaño del reactor puede reducirse
incrementando la temperatura de fermentación. Pero debe tomarse en
consideración que la calidad del gas (concentración de metano) decrece
incrementando la temperatura de fermentación.
Tamaño biorreactor (m3)
|
Porcentaje de biorreactores de esta carga
|
Diámetro (m)
|
Altura (m)
|
<200
|
12
|
Principalmente cilindros horizontales
|
|
200-400
|
51
|
10
|
|
400-600
|
24
|
12
|
|
600-800
|
9
|
14
|
|
>1000
|
5
|
Adaptado
|
Ver 4ª PARTE
0 comentarios:
Publicar un comentario