DOCENTE: Dr. Hebert Hernan Soto Gonzales
PROYECTO GRUPAL DE INVESTIGACION:
PRODUCCION DE BIOGAS
❖Briceño Briceño, Maria del Rosario ❖Anahua Cáceres, Andrea Isabel ❖Cusilayme Romero, Valeria Abigail ❖Morón Zeballos, Marcell Gustavo ❖Quispe Cutipa, Cristian
UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ILO-PERU 2021
Actualmente los combustibles fósiles como el carbón, petróleo y gas natural tienen una elevada demanda a nivel mundial, lo que conlleva a una contaminación atmosférica por causa de las emisiones de gases de efecto invernadero producto de la combustión de estos mismos, en un futuro estas fuentes de energía poco amigables con el medio ambiente tenderán a desaparecer. Por lo tanto, múltiples desarrollos tecnológicos e investigaciones han conducido a el mundo a nuevas tendencias, como lo son las fuentes de energía alternativas que se han vuelto tendencia a nivel mundial.
OBJETIVOS
Evaluar la producción de biogas partiendo del estiercol vacuno recolectando en la región de Moquegua e ILO
• Determinar el estado actual de la generación de estiercol vacuno.
• Realizar el proceso de digestión anaerobia a escala piloto con el estiercol disponible, evaluando los parámetros de operación.
• Observas el comportamiento de un biodigestor a nivel de laboratorio
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BASES TEÓRICAS
Clasificación de los Residuos
Residuos
orgánicos
Son aquellos que
tienen la característica de descomponerse naturalmente para así transformarse en un tipo de materia orgánica distinta la cual es biodegradable.
Residuos
Inorgánicos
Estos tipos deresiduos sufren una descomposición lenta debido a sus características
químicas siendo así
compuestos no
biodegradables,
aunque algunos
vengan de origen natural.
Características de los Residuos
Orgánicos Heces
Su alto porcentaje de nitrógeno, y una relación C/N generalmente alta,
aunque con notables diferencias según la alimentación del ganado,
por lo que este es un residuo apropiado para adecuarlo en un sistema optimo y así fomentar la
PROCESO DE BIODIGESTION
Proceso que está dado por la descomposición microbiológica de la biomasa o materia orgánica, en un entorno húmedo en ausencia de oxígeno. La población microbiana cumple un papel importante en el proceso y más si son consideradas las variaciones que se presentan como respuesta a la presencia de oxígeno.
❑ Hidrolisis
❑ Acidogenesis
❑ Acetogenesis
• Los productos de la etapa anterior deben ser oxidados a acetatos, anhídrido carbónico e hidrogeno, para que se dé lugar a una metanogénesis eficiente, siendo este un factor primordial en la regulación de la degradación anaerobia de compuestos orgánicos
• Los microorganismos de este tipo pueden ser considerados como los más importantes en el proceso de digestión anaerobia ya que son los responsables de la formación del gas metano y de la eliminación el medio de los productos anteriores
• Durante esta etapa se lleva a cabo la fermentación de las moléculas orgánicas solubles en compuestos que puedan ser utilizados directamente por las bacterias
metalogénicas y compuestos orgánicos más reducidos • Se hidrolizan los polisacáridos, lípidos y proteínas a partir de la acción de bacterias hidrolíticas fermentativas generando productos con moléculas e bajo peso molecular como los ácidos grasos, los alcoholes, azucares y aminoácidos
Hidrolisis Acidogenesis
Acetogenesis
BIOGAS
El biogás es la fase gaseosa; mezcla de metano, bióxido de carbono, nitrógeno, gas sulfuroso y vapor de agua. El contenido de gases combustibles lo hacen muy útil como recurso energético en una granja. El metano es un combustible inodoro, incoloro, cuya combustión produce una llama azul y productos no contaminantes, es el principal contribuyente del gas natural, ya que más del 90% de este combustible es metano.
COMPOSICION DEL BIOGAS
Esta puede variar de acuerdo con el tipo de material orgánico utilizado en la carga
del biodigestor y con el tiempo que se utilice en el proceso de biodigestión. La
proporción de los componentes del biogás es la siguiente:
PROPIEDADES ENERGETICAS DEL BIOGAS
Se deben a la presencia del gas metano como combustible principal y del hidrogeno en proporción al contenido de los mismos. “La combustión en muy
limpia dando como productos finales bióxido de carbono y
agua que no son
contaminantes; por esta razón se dice que el biogás es un combustible ecológico. El poder
calorífico del biogás está comprendido entre 4.500 y
6.000 kilocalorías/m3
dependiendo de su composición”.
USOS DEL BIOGAS
El biogás producido en procesos de digestión anaerobia puede tener diferentes usos:
❑ En una caldera para generación de calor o electricidad. ❑ En motores o turbinas para generar electricidad.
❑ En pilas de combustible, previa realización de una limpieza de H2S y
otros contaminantes de las membranas.
❑ Purificarlo y añadir los aditivos necesarios para introducirlo en una red
de transporte de gas natural.
❑ Uso como material base para la síntesis de productos de elevado valor
añadido como es el metanol o el gas natural licuado.
BIODIGESTORES
Es un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual se
coloca el material orgánico, en relaciones de estiércol-agua, y tiempos de retenciones para la degradación anaerobia, generando
gas metano y fertilizantes, disminuyendo el potencial contaminante de los excrementos.
Puede ser construido con diversos materiales como ladrillo, cemento,
❑ Entrada de mezcla desperdicios/agua
Es un depósito cuadrado o cilíndrico donde se recibe el material orgánico, en el cual se realiza la mezcla con agua, para obtener un sustrato óptimo para la
fermentación.
❑ Cámara de fermentación
Es el lugar donde se produce la degradación del material orgánico en ausencia de oxígeno en tiempos
prolongados de fermentación, generando biogás y biol. ❑ Depósito de salida
Es aquel depósito donde se recoge el fertilizante producido de manera momentánea.
Funcionamiento de un biodigestor
“Para obtener biogás y fertilizante de buena calidad, dependerá principalmente de la relación estiércol-agua, condiciones de temperatura y pH, el biodigestor tendrá buen rendimiento dependiendo de la biomasa escogida, y el tiempo de retención necesarios para completar cada una de las etapas de la digestión anaerobia.
METODOLOGIA
❑3 Conectores macho ❑2 Conectores Tipo T ❑Cinta Teflón ❑Cinta Aislante ❑1 Bidón de 40 litros ❑3 metros de manguera
❑1 Botella de alcohol vacía (250 ml)
❑1 macilla para PVC
❑10 agarraderas
❑Embudo
❑Herramientas (desarmador, alicate)
MATERIALES
REACTIVOS
❑Agua (4litros)
PROCEDIMIENTO
● Para realizar las instalaciones del
biodigestor, hay que tener en cuenta que los accesorios de cobre se encuentren herméticamente sellados con teflón o
pega tubo, para no tener fugas cuando se empiece a generar biogás.
● Se hace un agujero en la tapa del bidón
plástico, se coloca el acople o adaptador de media pulgada, de tal modo que se eviten fugas de gas, procurando que debe estar bien fijo.
Se procede a colocar el teflón y la manguera en el conector, se coloca el conector tipo T con la ayuda de la macilla para que haya ningún escape del gas, se coloca una botella plástica de alcohol, esta funcionará como una trampa para captar las partículas de agua.
A continuación, se toma la manguera y se coloca el conector
tipo T, el conector macho, la llave de paso, la reducción y la manguera de gas con una boquilla, de la siguiente manera utilizando teflón. Además de una
cámara de llanta para poder almacenar el biogás conforme
Una vez armado el biodigestor
a escala piloto y se procede a
llenar el sustrato con una
relación de 1:1 de estiércol –
agua con la ayuda de un
embudo. Como se observa en
la siguiente imagen.
RESULTADOS
A raíz del experimento se muestra que, a partir de 4 kilos de estiércol y 4 litros de agua, se obtendra biogás en un periodo de 22 días y una temperatura media de 14°C.
Biodigestor a los 3 días de empezar el proceso
DÍA 3:
Biodigestor a los 7 días de empezar el proceso
DÍA 7:
Biodigestor a los 14 días de empezar el proceso
DÍA 12:
Biodigestor a los 20 días de empezar el proceso
DÍA 20:
Prueba realizada al biodigestor
PRUEBA FINAL:
DESCRIPCION DE LOS
DIAS
CONCLUSIONES
Se observa una diferencia entre resultados teóricos y experimentales, debido a que el experimento realizado difiere en los siguientes factores; temperatura, y tiempo de
reacción.
Las influencias de estos provocaron menor rendimiento de la obtención de biogás, ya que la temperatura promedio fue 14°C debido a que en esta época del año la región de Ilo se
encuentra en época de invierno y por ende las temperaturas son bajas. Se pudo demostrar la presencia de biogás como producto final en nuestro proceso de
biodigestión a pesar de las circunstancias adversas como la disminución de temperatura.
