María del Rosario Silva Alcívar

Post on 23-Feb-2016

120 views 0 download

description

“Diseño, construcción e implantación de un biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, para la obtención de gas metano y biol a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC, Amaguaña, provincia de Pichincha, Ecuador.”. María del Rosario Silva Alcívar. INTRODUCCIÓN. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of María del Rosario Silva Alcívar

“Diseño, construcción e implantación de un biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, para la obtención de gas metano y biol a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC, Amaguaña, provincia de Pichincha, Ecuador.”

María del Rosario Silva Alcívar

INTRODUCCIÓN

ECOPACIFIC S.A.

8 – 12 ton Relleno Sanitario

Aumento en el volumen de desechos.

Contaminación de suelos, agua y aire.

Alternativa de tratamiento

Biodigestor anaerobio

Genera productos biodegradables no

contaminantes

CH4BIOL

OBJETIVOS

GENERALDiseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador.

ESPECÍFICOS1. Caracterizar la cáscara de naranja y el inoculo inicial por medio de los siguientes análisis: pH, DBO5, DQO, carbono total, nitrógeno orgánico, fosfatos, humedad, ceniza, sólidos suspendidos, sólidos suspendidos volátiles, sólidos suspendidos totales, coliformes totales, coliformes fecales.

OBJETIVOS

GENERALDiseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador.

ESPECÍFICOS2. Emplear los parámetros de diseño establecidos para diseñar el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto.

3.Calcular la cantidad de biogas estimado que podría generar el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto.

OBJETIVOS

GENERALDiseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador.

ESPECÍFICOS4. Construir y operar el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, para la obtención de biogas y biol.

5. Controlar los parámetros operacionales dentro de los rangos establecidos para un adecuado funcionamiento del biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto.

OBJETIVOS

GENERALDiseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador.

ESPECÍFICOS6. Calcular la eficiencia del biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, a partir de análisis fisicoquímicos y microbiológicos del biol obtenido.

7. Validar el volumen de biogas obtenido sobre una base de análisis estadísticos.

OBJETIVOS

GENERALDiseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador.

ESPECÍFICOS8. Dimensionar el biodigestor a escala industrial para la producción de biogas y biol a partir del residuo de cáscara de naranja de la empresa ECOPACIFIC.

MARCO TEÓRICO

RESIDUOMaterial generado por actividades de producción y consumo sin valor

Protección ambiental y salud.Ocupación de espacio.Motivos estéticos

Abad y Puchades, 2002América Latina

275000 ton/d70% recolectada35% relleno

OPS, 2010

1. Residuos especiales y peligrosos

MARCO TEÓRICO

RESIDUOMaterial generado por actividades de producción y consumo sin valor

Protección ambiental y salud.Ocupación de espacio.Motivos estéticos

Abad y Puchades, 2002América Latina

275000 ton/d70% recolectada35% relleno

OPS, 2010

1. Residuos especiales y peligrosos

MARCO TEÓRICO

RESIDUOMaterial generado por actividades de producción y consumo sin valor

Protección ambiental y salud.Ocupación de espacio.Motivos estéticos

Abad y Puchades, 2002América Latina

275000 ton/d70% recolectada35% relleno

OPS, 2010

1. Residuos especiales y peligrosos2. Residuos radioactivos

Material o producto de desecho, sin uso específico y que contiene radio nucleídos (emiten radiación )

MARCO TEÓRICO

RESIDUOMaterial generado por actividades de producción y consumo sin valor

Protección ambiental y salud.Ocupación de espacio.Motivos estéticos

Abad y Puchades, 2002América Latina

275000 ton/d70% recolectada35% relleno

OPS, 2010

1. Residuos especiales y peligrosos2. Residuos radioactivos3. Residuos sólidos urbanos

a. Fracción húmeda

MARCO TEÓRICO

RESIDUOMaterial generado por actividades de producción y consumo sin valor

Protección ambiental y salud.Ocupación de espacio.Motivos estéticos

Abad y Puchades, 2002América Latina

275000 ton/d70% recolectada35% relleno

OPS, 2010

1. Residuos especiales y peligrosos2. Residuos radioactivos3. Residuos sólidos urbanos

a. Fracción húmedab. Fracción seca

Naturaleza Porcentaje (%) Producción (ton/día)Materia orgánica 71,4 5298Papel y cartón 9,6 709

Plástico 4,5 336Vidrio 3,7 274

Metales 0,7 53TOTAL 100 6669

MARCO TEÓRICOResiduos generados en las zonas urbanas del Ecuador

(Yánez et al, 2011)

Acumulación y mal manejo

Proliferación de vectores

Contaminación (agua, aire, suelo)

Conservación flora y fauna

MARCO TEÓRICO

Residuos de origen animal

Producción

Estiércol

MARCO TEÓRICOResiduos de origen animal

Producción

Estiércol

Bacterias

Malos olores

Contaminación

MARCO TEÓRICOResiduos de origen animal

Producción

Estiércol

Bacterias

Malos olores

Contaminación

Tipo de estiércolDisponibilidad

(kg/día)Volumen de biogas

(m3/día/año)Bovino (500kg) 10,00 0,400Porcino (50kg) 2,25 0,135Aves (2kg) 0,18 0,014Ovinos (32kg) 1,50 0,075Caprino (50kg) 2,00 0,100Equino (450kg) 10,00 0,400

FAO (2011)

MARCO TEÓRICOResiduos de origen animal

Producción

Estiércol

Bacterias

Malos olores

Contaminación

Tipo de estiércolDisponibilidad

(kg/día)Volumen de biogas

(m3/día/año)Bovino (500kg) 10,00 0,400Porcino (50kg) 2,25 0,135Aves (2kg) 0,18 0,014Ovinos (32kg) 1,50 0,075Caprino (50kg) 2,00 0,100Equino (450kg) 10,00 0,400

FAO (2011)

no flota en la superficie del agua y se desintegra con más facilidad en un medio acuoso.

MARCO TEÓRICOResiduos de origen vegetal

Forestales

Agropecuarios

Industriales

Urbanos

MARCO TEÓRICOResiduos de origen vegetal

Forestales

Agropecuarios

Industriales

Urbanos

Restos de plantaciones

MARCO TEÓRICOResiduos de origen vegetal

Forestales

Agropecuarios

Industriales

Urbanos

Restos de plantaciones

Pulpa, cáscaras, aceites

MARCO TEÓRICOResiduos de origen vegetal

Forestales

Agropecuarios

Industriales

Urbanos

Restos de plantaciones

Pulpa, cáscaras, aceites

Desechos de cocina

MARCO TEÓRICOResiduos de origen vegetal

Forestales

Agropecuarios

Industriales

Urbanos

Restos de plantaciones

Pulpa, cáscaras, aceites

Desechos de cocina

Acumulación(Plagas)

Incineración(fitosanitarios)

Agua (Nitratos)

MARCO TEÓRICOResiduos de origen vegetal

Forestales

Agropecuarios

Industriales

Urbanos

Restos de plantaciones

Pulpa, cáscaras, aceites

Desechos de cocina

Acumulación(Plagas)

Incineración(fitosanitarios)

Agua (Nitratos)

ResiduoCantidad de residuo

(ton/ha)Volumen de biogas

(m3/ton)Cereales (paja) 3,3 367Tubérculos (hojas) 10,0 606Leguminosos (paja) 3,2 518Hortalizas (hojas) 5,5 603Frutas (cáscaras) 6,4 514

FAO (2011)

MARCO TEÓRICO

LA NARANJA (Citrus sinensis)

Fruta mayor producción y consumo

mundialFIRA (2003)

24 Ranking de producción

FAO (2004)

MARCO TEÓRICO

Fruta mayor producción y consumo

mundialFIRA (2003)

24 Ranking de producción

FAO (2004)

1. GeneralidadesForma esférica (6 a 10 cm)Color amarilloSabor dulceConsumo fresco, jugo

LA NARANJA (Citrus sinensis)

MARCO TEÓRICO

Fruta mayor producción y consumo

mundialFIRA (2003)

24 Ranking de producción

FAO (2004)

1. Generalidades2. Propiedades

CítricoRefrescanteFibra, K, Ca, Mg, vitC

ANC (2004)

LA NARANJA (Citrus sinensis)

MARCO TEÓRICO

LA NARANJA (Citrus sinensis)

Fruta mayor producción y consumo

mundialFIRA (2003)

24 Ranking de producción

FAO (2004)

1. Generalidades2. Propiedades3. Cáscara de naranja

pigmentos, vitaminas, aceites esenciales, celulosa, carbohidratos solubles, pectina, aminoácidos, azúcares y minerales

Mahmood (1998)

MARCO TEÓRICO

LOS BIODIGESTORES

Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo.

Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos.

CH4

BIOL

MARCO TEÓRICO

Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo.

Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos.

Tipo de biodigestores

CH4

BIOL

LOS BIODIGESTORES

MARCO TEÓRICO

Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo.

Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos.

Tipo de biodigestores

CH4

BIOL

1. Mezcla completa

LOS BIODIGESTORES

MARCO TEÓRICO

Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo.

Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos.

Tipo de biodigestores

CH4

BIOL

1. Mezcla completa a. Sin recirculación

• Anaerobio• Distribución uniforme de sustrato y

microorganismos• Agitación• Residuos orgánicos

LOS BIODIGESTORES

MARCO TEÓRICO

Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo.

Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos.

Tipo de biodigestores

CH4

BIOL

1. Mezcla completaa. Sin recirculaciónb. Con recirculación

• Anaerobio• Aguas con alto contenido orgánico• Reutiliza material

LOS BIODIGESTORES

MARCO TEÓRICO

Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo.

Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos.

Tipo de biodigestores

CH4

BIOL

1. Mezcla completa 2. Retención de biomasa

Dos fases (inmovilización en filtros y floculación)Retiene los microorganismos (<t)

LOS BIODIGESTORES

MARCO TEÓRICO

Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo.

Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos.

Tipo de biodigestores

CH4

BIOL

1. Mezcla completa2. Retención de biomasa3. Discontinuos

Crecimiento microorganismos = producción de biogasResiduos con alta concentración de sólidos

LOS BIODIGESTORES

LA BIODIGESTIÓN

MARCO TEÓRICO

Degradación de residuos orgánicos

Reacciones bioquímicas

Productos con valor agregado

MARCO TEÓRICO

Reacciones bioquímicas

Productos con valor agregado

Tipos de biodigestión

Degradación de residuos orgánicos

LA BIODIGESTIÓN

MARCO TEÓRICO

Reacciones bioquímicas

Productos con valor agregado

Tipos de biodigestión

1. AeróbicaBacterias y protozoosPresencia de oxígeno

Bajo capital de inversiónReduce coliformes

Producto final: CO2, NH4, H2O

Degradación de residuos orgánicos

Tratamiento lodos activados (IDAE, 2007)

LA BIODIGESTIÓN

MARCO TEÓRICO

Reacciones bioquímicas

Productos con valor agregado

Tipos de biodigestión

1. Aeróbica2. Anaeróbica

Aplica a residuos ganaderos, agrícolas.Ausencia de oxígenoMicroorganismos específicos

Reduce coliformes, sólidos, DBO, DQO

Producto final:biogasbiol

Degradación de residuos orgánicos

Tratamiento residuos vegetales (García, 2010)

LA BIODIGESTIÓN

FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍAMateria orgánica

MARCO TEÓRICO

Materia orgánica

Proteínas

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidos

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

HIDROLISIS

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

HIDROLISIS

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

HIDROLISIS Microorganismos hidrolíticos

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

HIDROLISISEnzimas extracelulares

Compuestos solubles

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

HIDROLISIS

AminoácidosAzúcaresÁcidos grasos

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

AminoácidosAzúcaresÁcidos grasos

ACIDOGÉNICA

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

HIDROLISIS

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

HIDROLISIS

AminoácidosAzúcaresÁcidos grasos

ACIDOGÉNICAFermentación de moléculas orgánicas solubles

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Materia orgánica

ProteínasGlúcidosLípidos

HIDROLISIS

AminoácidosAzúcaresÁcidos grasos

ACIDOGÉNICAMicroorganismos Encargados de producir compuestos monoméricos

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Ac. AcéticoH2

Ac. FórmicoAc. PropiónicoAc. ButíricoAc. ValéricoAc. LácticoEtanol

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Ac. AcéticoH2

Ac. FórmicoAc. PropiónicoAc. ButíricoAc. ValéricoAc. LácticoEtanol

ACETOGÉNICA

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

Ac. AcéticoH2

Ac. FórmicoAc. PropiónicoAc. ButíricoAc. ValéricoAc. LácticoEtanol

ACETOGÉNICATransformados en productos más sencillos

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

AcetatoFormatoMetanolH2

CO2

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

AcetatoFormatoMetanolH2

CO2

METANOGÉNICA

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

AcetatoFormatoMetanolH2

CO2

METANOGÉNICABacterias anaeróbicas estrictas

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

BIOGAS

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

BIOGAS

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

CH4

CO2

H2

H2S

BIOL

MARCO TEÓRICOFASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA

BIOGASN, P, C

PARÁMETROS DE OPERACIÓN

MARCO TEÓRICO

pH

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pHAcidogénica 5,5 – 6,5

Metanogénica 7,8 – 8,2 Rivas (2009)

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/N

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/N bacterias consume 30 veces más C que N

FAO (2011)

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

T

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

T 12ºC – 65ºCFAO (2011)

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

T 12ºC – 65ºCFAO (2011)

t

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

T 12ºC – 65ºCFAO (2011)

t Necesario para el crecimiento bacteriano

Hilbert (2003)

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

T 12ºC – 65ºCFAO (2011)

tHilbert (2003)

min 30 d

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

T 12ºC – 65ºCFAO (2011)

tHilbert (2003)

min 30 d

Presencia de tóxicos e inhibidores de la digestión.

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

T 12ºC – 65ºCFAO (2011)

tHilbert (2003)

min 30 d

Presencia de tóxicos e inhibidores de la digestión.

AmoníacoMetales pesadosCianuroFenolesSulfuros

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

pH 6,8 – 7,4Rivas (2009)

C/NFAO (2011)

20:1 – 30:1

T 12ºC – 65ºCFAO (2011)

tHilbert (2003)

min 30 d

Presencia de tóxicos e inhibidores de la digestión.

AmoníacoMetales pesadosCianuroFenolesSulfuros

Antibióticos

MARCO TEÓRICOPARÁMETROS DE OPERACIÓN

ANALISIS ESTADÍSTICO

Cáscara de naranja

6 meses continua6 meses semicontinua

ANALISIS ESTADÍSTICO

1. Intervalos de confianzaCáscara de naranja

6 meses continua6 meses semicontinua

ANALISIS ESTADÍSTICO

1. Intervalos de confianza

Fórmula García (2003)

Cáscara de naranja

6 meses continua6 meses semicontinua

ANALISIS ESTADÍSTICO

1. Intervalos de confianza

Fórmula García (2003)

Determinar concentración óptima de carga en el régimen semicontinuo

Cáscara de naranja

6 meses continua6 meses semicontinua

ANALISIS ESTADÍSTICO

1. Intervalos de confianza

Fórmula García (2003)

Comprobar los rangos óptimos de operación

Cáscara de naranja

6 meses continua6 meses semicontinua

ANALISIS ESTADÍSTICO

1. Intervalos de confianza

Fórmula García (2003)

Prueba de hipótesis

Cáscara de naranja

6 meses continua6 meses semicontinua

ANALISIS ESTADÍSTICO

MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

HumedadNitrógeno totalpHSólidos suspendidosSólidos suspendidos volátilesSólidos totales

Carbono totalColiformes fecalesColiformes totalesDBO5

DQOFosfatos

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

Parámetro DatosVolumen funcional (Vf) 750 LVolumen inicial (Vi) 150 LVolumen de carga inicial (Qi) 600 LVolumen de la carga diaria (Qd) 20 L/dRelación C/N 29,4286Relación cáscara de naranja / heces 1,222

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Unidad Naranja Heces Agua Mezcla

Humedad % Hn Hh 100 92Materia Seca % MSn MSh 0 8

Cantidad Kg X Y Z 600

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Unidad Naranja Heces Agua Mezcla

Humedad % Hn Hh 100 92

Materia Seca % MSn MSh 0 8

Cantidad Kg X Y Z 20

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Vista frontal

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Vista derecha

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Vista izquierda

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Puntos de control

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Pruebas de fugas

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Pruebas de fugasCarga inicial

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Pruebas de fugasCarga inicial

5 días aire libreAcosta (2011)

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la mezcla

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la mezclapH de la mezcla

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la mezclapH de la mezclapH efluente

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la mezclapH de la mezclapH efluentePresión y flujo del biogas

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la mezclapH de la mezclapH efluentePresión y flujo del biogasTemperatura

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la mezclapH de la mezclapH efluentePresión y flujo del biogasTemperaturaControl de parámetros 3 veces/d

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la carga diaria

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la carga diariaAnálisis de concentraciones en régimen semicontinuo

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

Concentración de la carga diariaAnálisis de concentraciones en régimen semicontinuoAlternativa de tratamiento

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

BIOL

carbono totalcoliformes fecales coliformes totales DBO5

DQOfósforo total nitrógeno total pH sólidos suspendidos sólidos suspendidos volátiles sólidos totales

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

BIOLBIOGAS

in situ TESTO 350XL, que analiza la concentración de CO2, CO, NOX, SOX y CH4 en puntos fijos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

BIOLBIOGASAnálisis estadístico

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

BIOLBIOGASAnálisis estadístico

Ho: el uso de cáscara de naranja como

sustrato en un biodigestor anaerobio vertical semicontinuo, el cual después de 30 días de operación, produce gas metano y biol.

MATERIALES Y MÉTODOS

Seleccionar la materia prima

Cáscara de naranja

Heces porcinas

Caracterizar la materia prima

Cálculos para el dimensionamiento

del biodigestor

Balances de masa de las cargas

Construcción del biodigestor

Operación del biodigestor

Pruebas de concentración

Análisis de Resultados

BIOLBIOGASAnálisis estadístico

H1: el uso de cáscara naranja como

sustrato en un biodigestor anaerobio semicontinuo, después de 30 días de operación, no produce gas metano y biol.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

RESULTADOS Y DISCUSIÓN1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

 

MuestraParámetro Cáscara de Naranja Heces porcinas

Carbono total 22,08 % 19,35 %Coliformes fecales - 15x107 NMP/100 mLColiformes totales - 20x108 NMP/100 mL

DBO5 8,4 mg/L 3702 mg/L

DQO 163,764 mg/L 19600 mg/LFosfatos 55,92 % 50,6 %Humedad 76,12 % 9,98 %

Nitrógeno total 0,266 % 0,128 %pH 4,28 6,68

Sólidos suspendidos - 8250 mg/LSólidos suspendidos volátiles - 6270 mg/L

Sólidos totales - 14572 mg/L

RESULTADOS Y DISCUSIÓN1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

 

MuestraParámetro Cáscara de Naranja Heces porcinas

Carbono total 22,08 % 19,35 %Coliformes fecales - 15x107 NMP/100 mLColiformes totales - 20x108 NMP/100 mL

DBO5 8,4 mg/L 3702 mg/L

DQO 163,764 mg/L 19600 mg/LFosfatos 55,92 % 50,6 %Humedad 76,12 % 9,98 %

Nitrógeno total 0,266 % 0,128 %pH 4,28 6,68

Sólidos suspendidos - 8250 mg/LSólidos suspendidos volátiles - 6270 mg/L

Sólidos totales - 14572 mg/L

RESULTADOS Y DISCUSIÓN1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

 

MuestraParámetro Cáscara de Naranja Heces porcinas

Carbono total 22,08 % 19,35 %Coliformes fecales - 15x107 NMP/100 mLColiformes totales - 20x108 NMP/100 mL

DBO5 8,4 mg/L 3702 mg/L

DQO 163,764 mg/L 19600 mg/LFosfatos 55,92 % 50,6 %Humedad 76,12 % 9,98 %

Nitrógeno total 0,266 % 0,128 %pH 4,28 6,68

Sólidos suspendidos - 8250 mg/LSólidos suspendidos volátiles - 6270 mg/L

Sólidos totales - 14572 mg/LDBO alcantarillado de 120 mg/L y el cauce de agua de 70 mg/L DQO alcantarillado de 240 mg/L y el cauce de agua de123 mg/L

RESULTADOS Y DISCUSIÓN1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

 

MuestraParámetro Cáscara de Naranja Heces porcinas

Carbono total 22,08 % 19,35 %Coliformes fecales - 15x107 NMP/100 mLColiformes totales - 20x108 NMP/100 mL

DBO5 8,4 mg/L 3702 mg/L

DQO 163,764 mg/L 19600 mg/LFosfatos 55,92 % 50,6 %Humedad 76,12 % 9,98 %

Nitrógeno total 0,266 % 0,128 %pH 4,28 6,68

Sólidos suspendidos - 8250 mg/LSólidos suspendidos volátiles - 6270 mg/L

Sólidos totales - 14572 mg/L

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Condiciones de la empresa

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Hilbert (2003)

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

INAMHI 12 ºC a 25 ºCInvernadero 18 ºC a 35 ºCMartí (2006) >T >Vdegradación <t biogas

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

FAO (2011) 8% a 12% MS> MS < movilidad bacteriana

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

FAO (2011) 20:1 – 30:1 > 35:1 multiplicación y desarrollo de bacterias es bajo, por la falta de nitrógeno.

< 8:1 inhibe la actividad bacteriana debido a la formación de un amonio.

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3. BALANCE DE MASAS 1. Carga inicial

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3. BALANCE DE MASAS 1. Carga inicial2. Carga diaria

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3. BALANCE DE MASAS

La carga diaria se realiza una vez que se ha estabilizado el sistema y generado gas Guevara (1996)

4. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Hilbert (2003)Acosta (2011)

Soluciones Alcalinas

4. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Variaciones Rango

4. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Biogas a 3-5 díasRivas (2010), Cardona (2004) y Ramos et al (2007)

4. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4. CARGA DIARIA (RÉGIMEN CONTINUO)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

pH ácidos estrés bacteriano muerte metanogénicasLópez (2009) y Gómez (2007)

Naranja 2kgHeces 1,7 kgAgua 16

3 L/min42,66 psi

4. PRUEBAS DE CONCENTRACIÓN (RÉGIMEN SEMICONTINUO)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

NaranjaHecesAgua

4,09 kg3,33 kg32,44 kg

4 L/min56,88 psi

4. PRUEBAS DE CONCENTRACIÓN (RÉGIMEN SEMICONTINUO)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

NaranjaHecesAgua

3,07 kg2,50 kg24,33 kg

5 L/min71,10 psi

5. ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

NaranjaAguaRecirculación

6 kg12 kg2 kg

4 L/min56,88 psi

5. ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

NaranjaAguaRecirculación

9 kg18 kg3 kg

3,5 L/min49,77 psi

6. ANALISIS DE BIOGAS Y BIOL

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

BIOGASProducción de biogas esta condicionada Pérez (2010)

Encendido de biogas

6. ANALISIS DE BIOGAS Y BIOL

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

BIOGAS

Análisis de biogas in situ TESTO 350xl

Compuesto Unidad ConcentraciónO2 % 0,34CO2 % 35,34CxHy % > 45NOx mg/m3 36,61SO2 mg/m3 30,18

López (2009), Gómez (2007)

Biogas con características combustibles 55 – 70 % CH4

27 – 44 % CO2

Llega a quemarse sin olores y con llama azul

6. ANALISIS DE BIOGAS Y EFLUENTE

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

BIOGAS

6. ANALISIS DE BIOGAS Y BIOL

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

BIOGASBIOL

Viscosidad del efluente reducida Carece de olor

Hilbert (2003)

6. ANALISIS DE BIOGAS Y BIOL

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

BIOGASBIOL

Concentraciones adecuadas de un fertilizante

C/N inicial 29,42 final 24,66pH 7,04Coliformes Campos (2001), Hilbert (2003), FAO (2011)

Reducción significativa contaminación

7. EFICIENCIA DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

7. EFICIENCIA DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

7. EFICIENCIA DEL BIODIGESTOR

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

8. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

No traslapanDiferencia significativaC2 (1,5) semicontinuo95%

8. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

No traslapanDiferencia significativaC2 (1,5) semicontinuo95%

Acepta la Ho

Rechaza la H1

9. DIMENSIONAMIENTO INDUSTRIAL

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Razo (2007)

Promedio 2tonCarga diaria 20000 L/día

Volumen funcional 450 m3 (75%)

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

Diseño anaerobio continuo y semicontinuo Vt 1000L y Vf 750L

CONCLUSIONES

Diseño anaerobio continuo y semicontinuo Vt 1000L y Vf 750L

Análisis de heces DBO5 y DQO tratamiento previo para el descargue uso en degradación anaerobia en codigestión con cáscara de naranja es una opción, para evitar la contaminación del agua.

CONCLUSIONES

Diseño anaerobio continuo y semicontinuo Vt 1000L y Vf 750L

Análisis de heces DBO5 y DQO tratamiento previo para el descargue uso en degradación anaerobia en codigestión con cáscara de naranja es una opción, para evitar la contaminación del agua.

pH parámetro crítico factor determinante en la producción de biogas variaciones bruscas regulador pH 8.

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

2 L/min28,44 psi

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

3 L/min42,66 psi

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

4 L/min56,88 psi

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

5 L/min71,10 psi

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

4 L/min56,88 psi

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

3,5 L/min49,77 psi

Funcionamiento satisfactorio

CONCLUSIONES

Biogas características inflamables 35% CO2 y 65% CH4

CONCLUSIONES

Biogas características inflamables 35% CO2 y 65% CH4

Biol bioabono adecuado 1,9 % N, 46,97% C, 11,4 % P

CONCLUSIONES

Biogas características inflamables 35% CO2 y 65% CH4

Biol bioabono adecuado 1,9 % N, 46,97% C, 11,4 % P

73,45% DBO5

77,21% DQO

80,12% SS82,77% SSV85,27% ST

99% Coliformes

RECOMENDACIONES

RECOMENDACIONES

Estudio de la mezcla diseñar un sistema de agitación eficiente mejorar la producción de biogas.

RECOMENDACIONES

Estudio de la mezcla diseñar un sistema de agitación eficiente mejorar la producción de biogas.

Estudio variación temperatura en la noche rango de operación más detallado.

RECOMENDACIONES

Estudio de la mezcla diseñar un sistema de agitación eficiente mejorar la producción de biogas.

Estudio variación temperatura en la noche rango de operación más detallado.

Tratamiento previo cáscara de naranja pH ácido

RECOMENDACIONES

Estudio de la mezcla diseñar un sistema de agitación eficiente mejorar la producción de biogas.

Estudio variación temperatura en la noche rango de operación más detallado.

Tratamiento previo cáscara de naranja pH ácido

Variación pH producción biogas sistema automatizado de control de pH

RECOMENDACIONES

Estudio de la mezcla diseñar un sistema de agitación eficiente mejorar la producción de biogas.

Estudio variación temperatura en la noche rango de operación más detallado.

Tratamiento previo cáscara de naranja pH ácido

Variación pH producción biogas sistema automatizado de control de pH

Alternativa pruebas de concentración determinar pesos y concentraciones óptimas en dichas circunstancias

RECOMENDACIONES

Estudio de la mezcla diseñar un sistema de agitación eficiente mejorar la producción de biogas.

Estudio variación temperatura en la noche rango de operación más detallado.

Tratamiento previo cáscara de naranja pH ácido

Variación pH producción biogas sistema automatizado de control de pH

Alternativa pruebas de concentración determinar pesos y concentraciones óptimas en dichas circunstancias

Época fría aislante térmico

RECOMENDACIONES

Estudio de la mezcla diseñar un sistema de agitación eficiente mejorar la producción de biogas.

Estudio variación temperatura en la noche rango de operación más detallado.

Tratamiento previo cáscara de naranja pH ácido

Variación pH producción biogas sistema automatizado de control de pH

Alternativa pruebas de concentración determinar pesos y concentraciones óptimas en dichas circunstancias

Época fría aislante térmico

Volumen de residuo sistema de digestión en serie o en paralelo.

GRACIAS