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Diseo, construccin e implantacin de un biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, para la obtencin de gas metano y biol a partir de cscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC, Amaguaa, provincia de Pichincha, Ecuador.Mara del Rosario Silva Alcvar

INTRODUCCINECOPACIFIC S.A.

8 12 tonRelleno SanitarioAumento en el volumen de desechos.

Contaminacin de suelos, agua y aire.Alternativa de tratamiento Biodigestor anaerobioGenera productos biodegradables no contaminantesCH4BIOLOBJETIVOSGENERALDisear, construir e implantar un biodigestor anaerbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaa, Provincia de Pichincha, Ecuador.ESPECFICOS1. Caracterizar la cscara de naranja y el inoculo inicial por medio de los siguientes anlisis: pH, DBO5, DQO, carbono total, nitrgeno orgnico, fosfatos, humedad, ceniza, slidos suspendidos, slidos suspendidos voltiles, slidos suspendidos totales, coliformes totales, coliformes fecales.OBJETIVOSGENERALDisear, construir e implantar un biodigestor anaerbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaa, Provincia de Pichincha, Ecuador.ESPECFICOS2. Emplear los parmetros de diseo establecidos para disear el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto.

3.Calcular la cantidad de biogas estimado que podra generar el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto.OBJETIVOSGENERALDisear, construir e implantar un biodigestor anaerbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaa, Provincia de Pichincha, Ecuador.ESPECFICOS4. Construir y operar el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, para la obtencin de biogas y biol.

5. Controlar los parmetros operacionales dentro de los rangos establecidos para un adecuado funcionamiento del biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto.OBJETIVOSGENERALDisear, construir e implantar un biodigestor anaerbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaa, Provincia de Pichincha, Ecuador.ESPECFICOS6. Calcular la eficiencia del biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, a partir de anlisis fisicoqumicos y microbiolgicos del biol obtenido.

7. Validar el volumen de biogas obtenido sobre una base de anlisis estadsticos.OBJETIVOSGENERALDisear, construir e implantar un biodigestor anaerbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaa, Provincia de Pichincha, Ecuador.ESPECFICOS8. Dimensionar el biodigestor a escala industrial para la produccin de biogas y biol a partir del residuo de cscara de naranja de la empresa ECOPACIFIC.MARCO TERICORESIDUOMaterial generado por actividades de produccin y consumo sin valorProteccin ambiental y salud.Ocupacin de espacio.Motivos estticosAbad y Puchades, 2002Amrica Latina275000 ton/d70% recolectada35% rellenoOPS, 2010Residuos especiales y peligrososMARCO TERICORESIDUOMaterial generado por actividades de produccin y consumo sin valorProteccin ambiental y salud.Ocupacin de espacio.Motivos estticosAbad y Puchades, 2002Amrica Latina275000 ton/d70% recolectada35% rellenoOPS, 2010Residuos especiales y peligrosos

MARCO TERICORESIDUOMaterial generado por actividades de produccin y consumo sin valorProteccin ambiental y salud.Ocupacin de espacio.Motivos estticosAbad y Puchades, 2002Amrica Latina275000 ton/d70% recolectada35% rellenoOPS, 2010Residuos especiales y peligrososResiduos radioactivos

Material o producto de desecho, sin uso especfico y que contiene radio nucledos (emiten radiacin )MARCO TERICORESIDUOMaterial generado por actividades de produccin y consumo sin valorProteccin ambiental y salud.Ocupacin de espacio.Motivos estticosAbad y Puchades, 2002Amrica Latina275000 ton/d70% recolectada35% rellenoOPS, 2010Residuos especiales y peligrososResiduos radioactivosResiduos slidos urbanos

a. Fraccin hmeda

MARCO TERICORESIDUOMaterial generado por actividades de produccin y consumo sin valorProteccin ambiental y salud.Ocupacin de espacio.Motivos estticosAbad y Puchades, 2002Amrica Latina275000 ton/d70% recolectada35% rellenoOPS, 2010Residuos especiales y peligrososResiduos radioactivosResiduos slidos urbanos

Fraccin hmedaFraccin seca

NaturalezaPorcentaje (%)Produccin (ton/da)Materia orgnica71,45298Papel y cartn9,6709Plstico4,5336Vidrio3,7274Metales0,753TOTAL1006669MARCO TERICOResiduos generados en las zonas urbanas del Ecuador(Ynez et al, 2011)Acumulacin y mal manejoProliferacin de vectoresContaminacin (agua, aire, suelo)Conservacin flora y fauna

MARCO TERICOMARCO TERICOMARCO TERICOTipo de estircolDisponibilidad(kg/da)Volumen de biogas(m3/da/ao)Bovino (500kg)10,000,400Porcino (50kg)2,250,135Aves (2kg)0,180,014Ovinos (32kg)1,500,075Caprino (50kg)2,000,100Equino (450kg)10,000,400FAO (2011)MARCO TERICOTipo de estircolDisponibilidad(kg/da)Volumen de biogas(m3/da/ao)Bovino (500kg)10,000,400Porcino (50kg)2,250,135Aves (2kg)0,180,014Ovinos (32kg)1,500,075Caprino (50kg)2,000,100Equino (450kg)10,000,400FAO (2011)no flota en la superficie del agua y se desintegra con ms facilidad en un medio acuoso.MARCO TERICOMARCO TERICORestos de plantacionesMARCO TERICORestos de plantacionesPulpa, cscaras, aceitesMARCO TERICORestos de plantacionesPulpa, cscaras, aceitesDesechos de cocinaMARCO TERICORestos de plantacionesPulpa, cscaras, aceitesDesechos de cocinaAcumulacin(Plagas)

Incineracin(fitosanitarios)

Agua (Nitratos)MARCO TERICORestos de plantacionesPulpa, cscaras, aceitesDesechos de cocinaAcumulacin(Plagas)

Incineracin(fitosanitarios)

Agua (Nitratos)ResiduoCantidad de residuo (ton/ha)Volumen de biogas (m3/ton)Cereales (paja)3,3367Tubrculos (hojas)10,0606Leguminosos (paja)3,2518Hortalizas (hojas)5,5603Frutas (cscaras)6,4514FAO (2011)MARCO TERICOLA NARANJA (Citrus sinensis)

Fruta mayor produccin y consumo mundialFIRA (2003)24 Ranking de produccin

FAO (2004)MARCO TERICO

Fruta mayor produccin y consumo mundialFIRA (2003)24 Ranking de produccin

FAO (2004)GeneralidadesForma esfrica (6 a 10 cm)Color amarilloSabor dulceConsumo fresco, jugoLA NARANJA (Citrus sinensis)MARCO TERICO

Fruta mayor produccin y consumo mundialFIRA (2003)24 Ranking de produccin

FAO (2004)GeneralidadesPropiedadesCtricoRefrescanteFibra, K, Ca, Mg, vitCANC (2004)LA NARANJA (Citrus sinensis)MARCO TERICOLA NARANJA (Citrus sinensis)

Fruta mayor produccin y consumo mundialFIRA (2003)24 Ranking de produccin

FAO (2004)GeneralidadesPropiedadesCscara de naranjapigmentos, vitaminas, aceites esenciales, celulosa, carbohidratos solubles, pectina, aminocidos, azcares y minerales

Mahmood (1998)MARCO TERICOLOS BIODIGESTORESRecipiente o sistema con un ambiente biolgicamente activo.Proceso bioqumico de degradacin, involucra microorganismos.

CH4BIOLMARCO TERICORecipiente o sistema con un ambiente biolgicamente activo.Proceso bioqumico de degradacin, involucra microorganismos.Tipo de biodigestores

CH4BIOLLOS BIODIGESTORESMARCO TERICORecipiente o sistema con un ambiente biolgicamente activo.Proceso bioqumico de degradacin, involucra microorganismos.Tipo de biodigestores

CH4BIOLMezcla completaLOS BIODIGESTORESMARCO TERICORecipiente o sistema con un ambiente biolgicamente activo.Proceso bioqumico de degradacin, involucra microorganismos.Tipo de biodigestores

CH4BIOLMezcla completa Sin recirculacin

AnaerobioDistribucin uniforme de sustrato y microorganismosAgitacinResiduos orgnicosLOS BIODIGESTORESMARCO TERICORecipiente o sistema con un ambiente biolgicamente activo.Proceso bioqumico de degradacin, involucra microorganismos.Tipo de biodigestores

CH4BIOLMezcla completaSin recirculacinCon recirculacin

AnaerobioAguas con alto contenido orgnicoReutiliza material

LOS BIODIGESTORESMARCO TERICORecipiente o sistema con un ambiente biolgicamente activo.Proceso bioqumico de degradacin, involucra microorganismos.Tipo de biodigestores

CH4BIOLMezcla completa Retencin de biomasa

Dos fases (inmovilizacin en filtros y floculacin)Retiene los microorganismos (T >Vdegradacin MS < movilidad bacteriana

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIN DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSINFAO (2011) 20:1 30:1 > 35:1 multiplicacin y desarrollo de bacterias es bajo, por la falta de nitrgeno.

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

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIN DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN3. BALANCE DE MASASCarga inicial

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIN DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN3. BALANCE DE MASASCarga inicialCarga diaria

2. DIMENSIONAMIENTO Y CONSTRUCCIN DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN3. BALANCE DE MASAS

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

4. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN

Hilbert (2003)Acosta (2011)Soluciones Alcalinas4. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN

Variaciones Rango 4. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSINBiogas a 3-5 dasRivas (2010), Cardona (2004) y Ramos et al (2007)

4. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN

4. CARGA DIARIA (RGIMEN CONTINUO)RESULTADOS Y DISCUSINpH cidos estrs bacteriano muerte metanognicasLpez (2009) y Gmez (2007)Naranja2kgHeces1,7 kgAgua163 L/min42,66 psi

4. PRUEBAS DE CONCENTRACIN (RGIMEN SEMICONTINUO)RESULTADOS Y DISCUSINNaranjaHecesAgua 4,09 kg3,33 kg32,44 kg 4 L/min56,88 psi

4. PRUEBAS DE CONCENTRACIN (RGIMEN SEMICONTINUO)RESULTADOS Y DISCUSINNaranjaHecesAgua 3,07 kg2,50 kg24,33 kg 5 L/min71,10 psi

5. ALTERNATIVA DE TRATAMIENTORESULTADOS Y DISCUSINNaranjaAguaRecirculacin 6 kg12 kg2 kg 4 L/min56,88 psi

5. ALTERNATIVA DE TRATAMIENTORESULTADOS Y DISCUSINNaranjaAguaRecirculacin 9 kg18 kg3 kg 3,5 L/min49,77 psi

6. ANALISIS DE BIOGAS Y BIOLRESULTADOS Y DISCUSINBIOGASProduccin de biogas esta condicionada Prez (2010)

Encendido de biogas6. ANALISIS DE BIOGAS Y BIOLRESULTADOS Y DISCUSINBIOGAS

Anlisis de biogas in situ TESTO 350xlCompuestoUnidadConcentracinO2%0,34CO2%35,34CxHy% > 45NOxmg/m336,61SO2mg/m330,18Lpez (2009), Gmez (2007)Biogas con caractersticas combustibles 55 70 % CH4 27 44 % CO2Llega a quemarse sin olores y con llama azul6. ANALISIS DE BIOGAS Y EFLUENTERESULTADOS Y DISCUSINBIOGAS

6. ANALISIS DE BIOGAS Y BIOLRESULTADOS Y DISCUSINBIOGASBIOLViscosidad del efluente reducida Carece de olor

Hilbert (2003)6. ANALISIS DE BIOGAS Y BIOLRESULTADOS Y DISCUSINBIOGASBIOLConcentraciones adecuadas de un fertilizante

C/N inicial 29,42final 24,66pH 7,04Coliformes Campos (2001), Hilbert (2003), FAO (2011)Reduccin significativa contaminacin7. EFICIENCIA DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN

7. EFICIENCIA DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN

7. EFICIENCIA DEL BIODIGESTORRESULTADOS Y DISCUSIN

8. ANLISIS ESTADSTICORESULTADOS Y DISCUSIN

No traslapanDiferencia significativaC2 (1,5) semicontinuo95%8. ANLISIS ESTADSTICORESULTADOS Y DISCUSIN

No traslapanDiferencia significativaC2 (1,5) semicontinuo95%

Acepta la HoRechaza la H19. DIMENSIONAMIENTO INDUSTRIALRESULTADOS Y DISCUSIN

Razo (2007)Promedio 2tonCarga diaria 20000 L/da Volumen funcional 450 m3 (75%) CONCLUSIONESCONCLUSIONESDiseo anaerobio continuo y semicontinuo Vt 1000L y Vf 750L

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

Anlisis de heces DBO5 y DQO tratamiento previo para el descargue uso en degradacin anaerobia en codigestin con cscara de naranja es una opcin, para evitar la contaminacin del agua.

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

Anlisis de heces DBO5 y DQO tratamiento previo para el descargue uso en degradacin anaerobia en codigestin con cscara de naranja es una opcin, para evitar la contaminacin del agua.

pH parmetro crtico factor determinante en la produccin de biogas variaciones bruscas regulador pH 8.CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

2 L/min28,44 psiCONCLUSIONES

CONCLUSIONES

3 L/min42,66 psiCONCLUSIONES

CONCLUSIONES

4 L/min56,88 psiCONCLUSIONES

CONCLUSIONES

5 L/min71,10 psiCONCLUSIONES

CONCLUSIONES

4 L/min56,88 psiCONCLUSIONES

CONCLUSIONES

3,5 L/min49,77 psiFuncionamiento satisfactorio CONCLUSIONESBiogas caractersticas inflamables 35% CO2 y 65% CH4

CONCLUSIONESBiogas caractersticas inflamables 35% CO2 y 65% CH4

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

CONCLUSIONESBiogas caractersticas inflamables 35% CO2 y 65% CH4

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

73,45% DBO577,21% DQO

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

99% ColiformesRECOMENDACIONESRECOMENDACIONESEstudio de la mezcla disear un sistema de agitacin eficiente mejorar la produccin de biogas.

RECOMENDACIONESEstudio de la mezcla disear un sistema de agitacin eficiente mejorar la produccin de biogas.

Estudio variacin temperatura en la noche rango de operacin ms detallado.

RECOMENDACIONESEstudio de la mezcla disear un sistema de agitacin eficiente mejorar la produccin de biogas.

Estudio variacin temperatura en la noche rango de operacin ms detallado.

Tratamiento previo cscara de naranja pH cidoRECOMENDACIONESEstudio de la mezcla disear un sistema de agitacin eficiente mejorar la produccin de biogas.

Estudio variacin temperatura en la noche rango de operacin ms detallado.

Tratamiento previo cscara de naranja pH cido

Variacin pH produccin biogas sistema automatizado de control de pH

RECOMENDACIONESEstudio de la mezcla disear un sistema de agitacin eficiente mejorar la produccin de biogas.

Estudio variacin temperatura en la noche rango de operacin ms detallado.

Tratamiento previo cscara de naranja pH cido

Variacin pH produccin biogas sistema automatizado de control de pH

Alternativa pruebas de concentracin determinar pesos y concentraciones ptimas en dichas circunstancias

RECOMENDACIONESEstudio de la mezcla disear un sistema de agitacin eficiente mejorar la produccin de biogas.

Estudio variacin temperatura en la noche rango de operacin ms detallado.

Tratamiento previo cscara de naranja pH cido

Variacin pH produccin biogas sistema automatizado de control de pH

Alternativa pruebas de concentracin determinar pesos y concentraciones ptimas en dichas circunstancias

poca fra aislante trmico

RECOMENDACIONESEstudio de la mezcla disear un sistema de agitacin eficiente mejorar la produccin de biogas.

Estudio variacin temperatura en la noche rango de operacin ms detallado.

Tratamiento previo cscara de naranja pH cido

Variacin pH produccin biogas sistema automatizado de control de pH

Alternativa pruebas de concentracin determinar pesos y concentraciones ptimas en dichas circunstancias

poca fra aislante trmico

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

GRACIAS