Ingeniería··Servicios Energéticos··Energías Renovables www.EsEnergy.eu Introducción Los procesos de fermentación anaeróbica de biomasas o bien la destrucción de sustancias orgánicas complejas por tratamiento de bacterias en ausencia de oxígeno, son el fundamento científico sobre el que se funda el principio de producción de gas metano biológico, reconvirtiéndolo sucesivamente en energía eléctrica y calor. Cada proyecto de instalación se ejecuta, desde su fase de estudio preliminar, con la máxima profesionalidad y atención para desarrollar un producto altamente fiable, certificable, asegurable y duradero en el tiempo. La construcción de las plantas es realizada por nuestro equipo de construcción especializado, responsable de la calidad y supervisión de todo el proceso constructivo. Los controles de proceso, son confiados a nuestro equipo de gestión y mantenimiento y a nuestro software de control, que son totalmente minuciosos y exhaustivos. y sólo gracias a tal precisión, las instalaciones de biogás logran cerrar así el ciclo biológico del sistema y funcionar con gran precisión y fiabilidad. Las instalaciones se realizan en colaboración con las más importantes empresas productoras a nivel europeo. Nuestro laboratorio realiza las pruebas mas exhaustivas para conseguir la mezcla mas idónea de biomasas para optimizar al máximo los rendimientos de nuestras plantas. Fases del Proceso El proceso de digestión anaeróbica ocurre en diferentes fases: ➢ Fase Hidrolítica, las bacterias que colonizan las sustancias orgánicas complejas como las proteínas, grasas, aceites, ceras y carbohidratos. La acción enzimática de escisión de los materiales complejos, que se encuentran en suspensión en la fase acuosa, determina la formación de sustancias solubles (hidrólisis) y asimilables de los microorganismos. ➢ Fase Fermentativa o acidógena, durante el que se convierten los monosacáridos, aminoácidos y ácidos grasos en cadenas largas, y sucesivamente en compuestos más simples como ácidos volátiles, alcoholes, amoniaco, hidrógeno y anhídrido carbónico. ➢ Fase de Acetogénesis. Las bacterias acetógenas transforman el ácido graso en alcohol derivado de la fase precedente en ácido acético. ➢ Fase de metanogénesis. Durante esta fase se forma gas metano mediante un mecanismo diferente. Bacterias hidrogenófilas, formando metano, mediante la asimilación de Hidrógeno molecular y anhídrido carbónico, expulsando como producto de desasimilación, gas metano. Al mismo tiempo las bacterias acetotróficas descomponen el ácido acético y el ácido fórmico en metano y anhídrido carbónico. Información Biogás EsE 2 El proceso completo de biogasificación, subdividido en las cuatro fases temporales descritas convierte pues el sustrato orgánico gasificable en metano y anhídrido carbónico, los cuales son los principales constituyentes del biogás de digestión. A causa de las reacciones de reducción bioquímica que concierne a moléculas complejas como las proteínas, contienen también azufre y nitrógeno, se forman, como miembro de menor importancia, pero en todo caso presente en el biogás, también hidrógeno azufrado y amoniaco. Todas las floras bactericidas "Colaboradoras", trabajan para el desarrollo de las fases que se suceden para la producción de metano, sobre todo las bacterias metanogénicas, precisan de condiciones ambientales favorables como: Valores de pH incluidos en un intervalo, Relaciones ponderables entre los nutrientes, Concentraciones tolerables de sustancias químicas en solución. La disminución o el bloqueo de la actividad metanígena lleva a un proceso de acumulación de ácidos, si no están adecuadamente indicados dentro de los así llamados valores de ejercicio, conducen a la disminución del pH y a un descenso de la actividad metanógena Los factores que principalmente influyen en la producción de metano son múltiples: El pH mejor para las bacterias metanígenas es débilmente alcalino, o en todo caso entre 6,5 y 7,5. La temperatura es un factor muy importante para el desarrollo de la digestión anaeróbica. Los microorganismos, en función de la temperatura óptima de crecimiento, son subdivididos en psicofilos (25°C), mesófilos, alrededor de los 40°C, termófilos, entre los 55 y los 60°. Las bacterias metanígenas presentan un máximo de crecimiento en la región mesófila y en la termófila. Por este motivo el proceso de digestión anaeróbica, son más veloces en estas dos condiciones de funcionamiento y punto crítico, precisan de tiempos de residencia hidráulica. Las condiciones de funcionamiento mesófilas, con respecto de las termófilas, presentan algunas ventajas, menor sensibilidad de las bacterias a las variaciones de temperatura y a solicitudes energéticas menores para la calefacción de la biomasa a digerir. Solicitud de nutrientes y por lo tanto lo que reporta C/N y C/P son más elevados con respecto a aquellos requerimientos para la actividad aeróbica. Información Biogás EsE 3 La importancia de dosificar la cantidad de nitrógeno y fósforo al proceso reviste un papel importante para la degradación anaeróbica en cuantos muchos sustratos alimentados ya presenta abundancia de nutrientes. A veces, en presencia de algunos sustratos vegetales, la relación C/N resulta baja, provocando la formación de una alta concentración de compuestos de amoniaco, tóxica para las bacterias metanígenas El control de la alcalinidad permite la estabilidad del proceso sobrepuesto a compuestos con baja relación C/N. La presencia de azufre es indispensable para el equilibrio del proceso, en el que incluso son implicados elementos como potasio, magnesio, etc., las sales nutritivas necesarias para el proceso anaeróbico y los oligoelementos están presentes, habitualmente, en concentración suficiente y no necesitan añadidos. La cantidad de celulosa y chitina contenidos en el sustrato a degradar influyen en la velocidad de descomposición y punto crucial de producción de biogás. El grado de hidrólisis y punto crucial de la transformación en metano decrecen al aumentar el porcentaje de celulosa. La presencia de las sustancias alimentarias en proceso de descomposición. La eficacia de transformación está condicionada fuertemente por la posibilidad de ataque bacteriológico sobre la superficie de los varios materiales, que aumenta al reducirse su presencia. La presencia de las sustancias tóxicas puede inhibir el proceso de descomposición, perjudicando la estructura y las funciones de las bacterias hasta provocar su muerte. Otras sustancias resultan estimulantes en el crecimiento bacteriológico: alcanzado el valor máximo de estímulo, su efecto empieza a disminuir, hasta que elevadas concentraciones resultan tener efecto tóxico. Cuando el proceso de metanogénesis se ha establecido, la estabilización de la sustancia orgánica resulta ser proporcional a la producción de biogás, constituido por un contenido de metano incluido entre el 50% y el 70% en volumen y por el 25% - 45% de anhídrido carbónico. Constituyentes menores son el nitrógeno, el hidrógeno azufrado y el hidrógeno. En función de la composición del gas metano biológico, producido por el proceso de fermentación metanígena anaeróbica, los valores de poder calorífico están comprendidos entre 4.500 y 6.000 kcal / m3. Información Biogás EsE 4 Información Biogás EsE 5
