Resumen sobre “Manual de Biogás”
Enviado por 2345miguel • 18 de Septiembre de 2020 • Trabajo • 8.098 Palabras (33 Páginas) • 187 Visitas
[pic 1]
TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC
División de Ingeniería Química Y Bioquímica
Resumen sobre “Manual de Biogás”
Alumno: Duran Tinoco Miguel
Actividades Complementarias 3
Grupo: 3501
Profesor: Dr. Sergio Esteban Vigueras Carmona
Fecha de entrega: 18 de Junio de 2020
Semestre 2020-1
CAPITULO 1. PROCESOS DE BIODIGESTIÓN
El correcto manejo de los residuos orgánicos se logra a través de diferentes tratamientos que implican un reciclaje de estas materias orgánicas, transformándolas en productos con valor agregado, así como también, la necesidad de vías de descontaminación y eliminación de residuos. Con esto la población microbiana juega un importante papel en las transformaciones de estos residuos orgánicos que permite establecer bioprocesos en función de la presencia o ausencia de oxígeno, con el objeto de tratar adecuadamente diversos residuos orgánicos.
La digestión aeróbica es un proceso mediante el cual los lodos son sometidos a una aireación prolongada en un tanque separado y descubierto, que consiste en procesos realizados por diversos grupos de microorganismos, principalmente bacterias y protozoos que involucra la oxidación directa de la materia orgánica biodegradable, transformándola en productos finales inocuos y materia celular.
La digestión aeróbica presenta diversas ventajas dentro de las cuales destacan la facilidad de operación del sistema, bajo capital de inversión, la simplificación en las operaciones de disposición de los lodos comparada con la digestión anaeróbica no genera olores molestos, reduce la cantidad de coliformes fecales y, por lo tanto, de organismos patógenos, produce un sobrenadante clarificado con una baja DBO5, con pocos sólidos y poco fósforo.
El proceso presenta también sus desventajas, entre las que se suele mencionar los altos costos de operación causados por los altos consumos de energía, la falta de parámetros y criterios claros para el diseño y la dificultad que presentan los lodos digeridos aeróbicamente para ser separados mediante centrifugación y filtración al vacío.
La digestión anaeróbica es un proceso biológico complejo y degradativo en el cual parte de los materiales orgánicos de un substrato de residuos animales y vegetales que son convertidos en biogás, mezcla de dióxido de carbono y metano de otros elementos. Proporcionando más del 90% de la energía disponible por oxidación directa se transforma en metano, consumiéndose sólo un 10% de la energía en crecimiento bacteriano frente al 50% consumido en un sistema aeróbico, el biogás generado suele estar contaminado con diferentes componentes, que pueden complicar el manejo y aprovechamiento de este. El proceso anaeróbico se clasifica como fermentación o respiración anaeróbicas dependiendo del tipo de aceptores de electrones.
En una fermentación anaeróbica, la materia orgánica es catabolizada en ausencia de un aceptor de electrones externo mediante microorganismos anaeróbicos estrictos a través de reacciones de oxidación-reducción bajo condiciones de oscuridad. El producto generado durante el proceso acepta los electrones liberados durante la descomposición de la materia orgánica, en la fermentación, el sustrato es parcialmente oxidado y, por lo tanto, sólo una pequeña cantidad de la energía contenida en el sustrato se conserva.
La respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxido-reducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, y más raramente una molécula orgánica. La realizan algunos grupos de bacterias y para ello utilizan una cadena transportadora de electrones análoga a la de las mitocondrias en la respiración aeróbica, en que los aceptores de electrones pueden ser CO2, SO4 o NO3. Por lo que la energía liberada es mucho mayor a la que se produce durante la fermentación anaeróbica. Figura (1.2).
[pic 2]
Los principales productos del proceso de digestión anaerobia, en sistemas de alta carga orgánica y en mezcla completa, son el biogás y un bioabono que consiste en un efluente estabilizado.
El biogás es una mezcla gaseosa formada principalmente de metano y dióxido de carbono, pero también contiene diversas impurezas, cuando el biogás tiene un contenido de metano superior al 45% es inflamable. Las características del bioabono, dependen en gran medida del tipo de tecnología y de las materias primas utilizadas para la digestión, cuando este producto se ha mineralizado, normalmente aumenta el contenido de nitrógeno amoniacal y disminuye el nitrógeno orgánico. Tabla (1.1).
[pic 3]
CAPITULO 2. FUNDAMENTOS DE LA FERMENTACIÓN METANOGÉNICA
La digestión anaeróbica es un proceso muy complejo tanto por el número de reacciones bioquímicas que tienen lugar como por la cantidad de microorganismos involucrados en ellas. Por lo que se dividen el proceso de descomposición anaeróbica de la materia orgánica en cuatro fases o etapas:
- Hidrólisis
- Etapa fermentativa o acidogénica
- Etapa acetogénica
- Etapa metanogénica
La hidrólisis de partículas y moléculas complejas (proteínas, carbohidratos y lípidos) que son hidrolizadas por enzimas extracelulares producidas por los microorganismos acidogénicos o fermentativos[pic 4] que puedan atravesar la pared celular por lo que la hidrólisis es la que proporciona sustratos orgánicos para la digestión anaeróbica. Además, depende de la temperatura del proceso, del tiempo de retención hidráulico, de la composición bioquímica del sustrato (porcentaje de lignina, carbohidratos, proteínas y grasas), del tamaño de partículas, del nivel de pH, de la concentración de NH4+ y de la concentración de los productos de la hidrólisis, para la adsorción de las enzimas hidrolíticas.
...