dimecres, 9 de juliol de 2014

De la biomassa al biogas

Podem utilitzar excrements d'animals o humans, aigües residuals d'indústria, sempre que siguin orgàniques, com ara de la producció d'alcohol, processat de fruites o verdures, lactis, carns, residus d'escorxador, etc. 
 
 
Tots ells són relativament fàcils de trobar en el medi rural, per aquest motiu des fa molt temps s'utilitza el procés de descomposició de biomassa en biogàs per a la producció d'energia. 
 
Com a curiositat comentar que hi ha plantes a València (Espanya) que estan utilitzant decomisos d'alcohol de contraban o productes alimentaris caducats o que no han passat els controls de qualitat de certa cadena de supermercats. 
Com es pot veure, la varietat de matèries primeres o biomassa susceptibles d'esdevenir biogàs és vasta i fa molt important la figura del tècnic que decideix què es fica i quines proporcions en el digestor, i tenint en compte que són necessàries algunes sals minerals dins del digestor per al correcte funcionament del procés. 
 
Un altre factor a tenir en compte és el de la temperatura. El procés s'inicia sempre que estiguem per sobre de 5 º C i s'atura si se sobrepassen els 70 º C. Fora d'aquest marge de temperatures no es  pot convertir biomassa en biogàs. 
En general l'activitat biològica augmenta amb la temperatura i per tant s'obtindrà més biogàs. No obstant això, la fase acidificació precisa d'energia en forma de calor, el procés necessita aportació de calor extern; com més s'aporti, més complicada i cara serà la instal·lació, de manera que caldrà buscar un equilibri. 
Si es treballa per sobre de 20 º C s'haurà d' aïllar el digestor, per exemple, si s'està en zones molt fredes potser això, pugui esdevenir un inconvenient pel projecte, si s'augmenta excessivament la temperatura de funcionament. 
La temperatura també accelera el procés de degradació de la biomassa pel que a més temperatura menys temps necessita la biomassa dins del digestor, de manera que seran necessaris digestors més petits o més rotació de la matèria primera per obtenir el biogàs. Així doncs que la temperatura és un factor fonamental del qual depenen multitud de variables dins del procés. 
El tercer factor que apareix és l'anomenat temps de retenció, que ve a determinar el temps que la biomassa o matèria orgànica ha de romandre en el digestor. Poden donar-se casos amb digestors discontinus, on té sentit parlar de temps de retenció i sistemes de digestors continus, on es correcte  parlar de la quantitat de matèria per unitat de temps. 
El temps de retenció per digestors discontinus és el temps que necessita la biomassa per degradar-se. Per a digestors continus es determina com el quocient en dies de volum del digestor pel volum de càrrega de biomassa diària. Aquest temps de retenció dependrà de la temperatura i de la dieta que s'introdueixi. A major temperatura implica menor temps de retenció. 
Un altre factor a controlar  és l'acidesa, el nivell de pH. Sol oscil·lar entre 7 i 8,5. El procés sol autoregular-se de manera que, quan el pH surt del rang de funcionament normal és un indicador que les coses no estan funcionant com haurien, generalment implica una variació en un o altre sentit de la relació de bacteris de les fases àcides inicials (fases d'hidròlisi i d'acidificació) i els bacteris metanogènics, les que acaben transformant la biomassa per obtenir metà principalment. 
Els bacteris tenen major mobilitat dins d'una biomassa o substrat líquid que dins d'un sòlid, de manera que la inclusió de sòlids de qualsevol tipus pot afectar de forma negativa la producció de metà. En qualsevol cas, es poden trobar dades de producció de biogàs amb un nivell adequat i interessant de metà en produccions amb nivells alts de sòlids. Pel que es recomana un nivell de sòlids d'entre el 8 i el 12% en la biomassa. 
La inclusió de inoculants és important sobretot en digestors discontinus que ja vatren iniciar el procés de forma repetida i pot ser interessant afegir substrats d'altres digestors que ja continguin un nivell elevat de bacteris, perquè s'arribi abans a una fase d'equilibri que elevi al màxim el rendiment del digestor de forma ràpida. 
És important també l'agitació del substrat de biomassa dins del digestor. Amb això aconseguirem diverses coses: 
Facilitat de moviment dels metabòlits produïts pels bacteris 
Barreja uniforme entre el substrat de biomassa fresca i els bacteris 
Desfer la crosta que es forma en el digestor 
Evitar espais on no hi hagi activitat bacteriana 
Per realitzar una correcta agitació cal tenir en compte que els elements que es produeixen cada fase d'obtenció del biogàs són l'aliment de la següent i, per tant, cal mantenir un equilibri entre totes elles. 
Finalment hem de tenir present que hi ha algunes substàncies, com ara metalls pesants, que en concentracions suficients poden ser ratardants o fins i tot inhibidores del procés de biometanització. 
Altes concentracions d'àcids volàtils, de nitrogen o amoníac també inhibeixen el procés. 
Un cop arribats a aquest punt, i amb les dades tractades fins ara, ja serai possible, almenys teòricament, d'aconseguir un biogàs apte per produir energia a través de la degradació controlada de biomassa.

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada

Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament