BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES

BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES

ACTIVIDAD 1

Francisco Javier Jiménez Márquez

1. PURINES DE VACUNO

Aunque pueda parecer extraño, las heces de las vacas sirven para algo más que abonar los campos. Muchas explotaciones agrarias han decidido instalar miniplantas de biogás al lado de sus explotaciones, permitiéndoles generar hasta 500 MWh. Las heces de las vacas pueden llegar a producir gas metano. Por lo tanto, podemos considerar los purines de vacuno como una fuente de biocombustible.

Para poder obtener gas metano de los purines de vacuno, se debe realizar un proceso industrial.

1. Las heces se almacenarán en un depósito cerrado a unas determinadas temperatura y humedad, con lo que se colocará el estiércol en un estado anaeróbico. Este proceso consiste en descomponer material orgánico en ausencia de oxígeno para obtener diversos gases, entre ellos metano (CH4). Las dos terceras partes del depósito serán rellenadas con los purines de vacuno, y se dejará una tercera parte para recoger el metano producido.

1. Extracción del metano que se ha creado y que se encuentra en la parte superior del depósito. El metano podrá ser almacenado en pilas de combustible o ser consumido directamente por un motor el cuál generará energía. Algunos de los usos comunes de la energía generada, es la producción de energía eléctrica o para la generación de energía calorífica.

1. Reutilización de los purines. Después de este proceso los desechos orgánicos se convierten en energía limpia y abono. Lo que antes era un problema para las explotaciones agrícolas, los residuos suponían un riesgo medioambiental y desprenderse de ellos era costoso, ahora supone una segunda fuente de ingresos.

1. ACEITE RESIDUAL DE RESTAURANTES

El aceite residual de restaurantes puede servir para la creación de biodiesel. Para la obtención de este biocombustible se deben seguir los siguientes pasos:

1. Filtrado del aceite usado. En este proceso nos aseguramos de que el aceite que vamos a utilizar no contiene elementos sólidos o impurezas, como pueden ser los restos de comida.

1. Analizar el aceite usado. Se procede a realizar una prueba con una pequeña muestra del aceite reciclado. Con esta prueba vamos a averiguar cuál es la cantidad de sosa caustica que debemos usar. Se añadirá sosa caustica hasta que se pueda separar la glicerina.

1. Esterificación. Eliminación de los restos de ácidos grasos de las grasas primarias.

1. Transesterificación. Mezclamos la sosa caustica (catalizador), metanol y aceite usado. Esta mezcla se agitará por al menos una hora. Al final de este proceso obtendremos el biodiesel.
2. Lavado. Recuperación del metanol que no reaccionó durante el proceso para su reutilización en los siguientes procesos a realizar, y recolección de la glicerina.
3. Deshidratación. Secado y filtración del biodiesel obtenido antes de proceder a su almacenaje y posterior mezclado con otros combustibles diésel.

1. RESTOS VEGETALES DE LAS PODAS DEL ARBOLADO URBANO.

El resto de las podas de árboles puede ser utilizado para la creación de biomasa sólida, como pueden ser los pellets. Los pellets pueden ser utilizados como combustible en calderas de biomasa. Para la creación de los pellets se sigue el siguiente proceso:

1. Reducir tamaño residuos forestales.

Triturar los restos de la poda de los árboles (i.e. ramas, cortezas, etc.) para la reducción de su tamaño.

1. Secar la biomasa

Para que el producto final tenga un poder energético más alto, se debe extraer la humedad que pueda tener esta materia prima. El secado se realizará hasta reducir la humedad entre un 10% y 7%.

1. Mezclar materias primas

Se procede a mezclar las materias primas con agua, en este proceso es necesario controlar que toda la materia ha adquirido la humedad. Después de crear esta masa, se procede al prensado de ella.

1. Prensado

El proceso de prensado se realiza a alta presión y temperatura. Cuanto más compacta y densa sea la mezcla, mayor calidad y características energéticas tendrá el pellet.

1. Enfriado y selección

Se enfría el producto final, y se seleccionan aquellos pellets que cumplen con los requisitos mínimos de calidad, para pasar a su almacenamiento o envasado.

1. GRANO DE MAÍZ 7% DE HUMEDAD

A partir de los granos de maíz se puede producir etanol. Para la obtención de este biocombustible se debe realizar un proceso productivo, el cual tiene los siguientes pasos:

1. Molienda

Se muele el grano de maíz limpio para la obtención de harina de maíz.

1. Licuefacción

La harina de maíz es previamente mezclada con agua. Esta materia pasará a través de unas tuberías que serán inyectadas con vapor, por lo que la harina estará sometida a unas temperaturas superiores a 100ºC.

1. Sacarificación

Después de la licuefacción, la mezcla de harina de maíz será enfriada hasta alcanzar una temperatura de 30ºC. Una vez esta enfriada, se añadirá glucoamilasa a la mezcla para convertir las moléculas del almidón licuado en azucares fermentables.

1. Fermentación

Introducimos la mezcla en un depósito de fermentación y le añadimos levadura. La levadura producirá que los azúcares fermenten. Y es con esta reacción química como obtendremos el etanol.

1. Destilación

En la fermentación se obtiene un líquido el cuál es una mezcla de agua y etanol. El etanol hierve a una temperatura más baja que el agua, por lo que para obtener el  etanol, se realiza un proceso de destilación.

1. COMPARATIVO VALOR ENERGÉTICO

Bibliografía

[1] Michael Xiao “Turning Cow Manure into Energy”, Stanford University, 2017

[2] https://www.oei.es/historico/divulgacioncientifica/noticias_625.htm

[3] Beth Kowitt “How a Huge Dairy Is Solving A Major Pollution Problem”,

[4] PennState University “Biogas from Manure”

[5] Miyuki Kurosawa “Energy Consumption and CO2 Emission of Biodiesel Production from used Cooking Oil”

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