A nivel introductorio nos vemos en la obligación de realizar un pequeño resumen acerca de qué es una planta de biogás y cómo funciona:

...

Tipo animal

Número

Producción heces (t/día)

Cría

1300

463,55

Engorde

15000

24035,25

Madres

200

1138,80

Total

16500

25637,60

- Producción total de la instalación anual de sólidos totales (t/año), sólidos volátiles (t/año) y agua (t/año).

Contenidos purines porcinos (kg/t)

Material

t/año

%

Sólidos totales

29200

8%

Sólidos volátiles

23360

6,4%

Sólidos inorgánicos

5840

1,6%

Agua

335800

92%

- Tiempo de residencia (días) desde la puesta en marcha del biorreactor hasta que inicia la producción de biogás. (Información en el gráfico). ¿Por qué demora en iniciarse la producción?

Tiempo de residencia demora

Tr

6 días

Consideramos que la demora puede producirse porque son necesarios unos días para que empiecen a producirse las reacciones para la degradación de la materia orgánica, empezando a obtener resultados más o menos al sexto día.

- Tiempo de residencia (días) en el que se alcanza la producción máxima de biogás. (Información en el gráfico). Aunque sea una aproximación el Tr debe indicarse con dos posiciones decimales y emplear este valor siempre con esa aproximación.

Tiempo de residencia producción máxima

Tr

24,00 días

Después de observar detenidamente el gráfico, consideramos que la máxima producción se produce a los 24,00 días.

- Producción de biogás máxima (m3biogás/t de residuo), (información en el gráfico).

Producción máxima biogás (m3biogás/t de residuo)

P

12,4

Calculamos que la cifra máxima es aproximadamente de 12,4 m3biogás/t de residuo, obtenidos a los 24,00 días.

- Reducción de sólidos volátiles (% de reducción sv) alcanzada con la máxima producción.

Reducción solidos volátiles (%)

RSV

63%

Observando el gráfico, dilucidamos que la reducción alcanzada con la máxima producción es un 63%.

- La riqueza media del biogás en metano es del 55%. ¿Cuál es la producción de metano puro por tonelada de residuo (m3 metano/t residuo)?

12,4 m3/t de residuo x 0,55 = 6,82 m3 metano/t residuo

- Analizada la anterior información vamos a proceder a dimensionar el biodigestor continuo, así como a estimar la producción.

- Tiempo de residencia para el que diseñamos el biodigestor (días, dos posiciones decimales, a deducir del gráfico).

Observamos que alcanza máximo rendimiento en aproximadamente 23,00 días.

- Volumen diario a introducir en el biodigestor de purín (m3/día).

El volumen a introducir diariamente es de 72 m3, ya que es la cantidad consumida diariamente por el propio digestor debido a que esta preparado para ello.

- Volumen bruto del biodigestor (m3). Se obtiene despejando de la fórmula del Tiempo de Residencia.

T residencia = Volumen / Caudal diario

Volumen = 24 x 72 = 1728 m3

- Es necesario prever un espacio libre en la parte superior del biodigestor, como medida de seguridad, del 20% del volumen del total del equipo. Recalcular el volumen teniendo en consideración este aspecto. Considerando que el tanque es cilíndrico y tiene una altura de 10 m calcule el radio del mismo (V= π x r2 x h).

Debemos de hacer los cálculos sumándole la previsión del 20%.

1728 + 20% = 2073,6

2073,6 = x x h[pic 2][pic 3]

[pic 4]

r = 8,26 m

- Indique como se procedería a la inoculación de los microorganismos que forman el ecosistema metanogénico (hidrolíticos, acidogénicos, acetogénicos y metanogénicos) al purín para poder realizar la biodigestión.

No es necesaria la inoculación del conjunto de especies de microorganismos que realiza la digestión de los residuos debido a que están presentas en cualquier lugar, en el cual se den las condiciones idóneas.

- Biogás generado por el equipo diariamente (m3/día) finalizada la puesta en marcha (es decir a producción nominal). Metano generado diariamente (m3/día).

Producción de metano = 12 m3 x 0,55 = 6,6 [pic 5]

- Considerando que la densidad energética del metano es de 9,3 kwh/Nm3 y la del la gasolina 8,5 Kwh/litro, indicar cuantos litros de gasolina en términos equivalentes de energía producirá el sistema.

[pic