BIOMASA FERMENTACION (PROCESOS BIOQUIMICOS) NUEVO-1.pptx

Biomasa fermentación

1. BIOMASA FERMENTACION (PROCESOS BIOQUIMICOS)

2. Que es fermentación? La fermentación es la reacción química de compuestos orgánicos, que se lleva a cabo por las enzimas que producen los microorganismos en la cual se desprenden gases y hay un efecto calorífico.

3. Que es la biomasa Húmeda? se crea a partir de vertidos biodegradables, ya sean aguas residuales urbanas e industriales o residuos ganaderos. Algunos ejemplos son la basura orgánica que se genera en los domicilios o los excrementos de animales en ganaderías.

4. Pretratamiento de biomasa? El pretratamiento de la biomasa tiene como objetivo facilitar su fermentación cuando esta es difícil. El método más común y aplicable a todas las materias primas es el pretratamiento mecánico, el cual reduce la biomasa a partículas pequeñas para aumentar la superficie de contacto y facilitar los procesos posteriores, como la fermentación. Esto se logra a través de métodos como la trituración, molienda y pulverización de la biomasa.

5. Que son los procesos bioquímicos? Los procesos bioquímicos se basan en la degradación de la biomasa por la acción de microorganismos, y pueden dividirse en dos grandes grupos: los que se producen en ausencia de aire (anaeróbicos) y los que se producen en presencia de aire (aeróbicos).

6. Procesos aeróbicos La fermentación aeróbica de biomasa de alto contenido de azúcares o almidones, da origen a la formación de alcohol (etanol), que, además de los usos ampliamente conocidos en medicina y licorería, es un combustible líquido de características similares a los que se obtienen por medio de la refinación del petróleo. Las materias primas más comunes utilizadas para la producción de alcohol son la caña de azúcar, mandioca, sorgo dulce y maíz. El proceso incluye una etapa de trituración y molienda para obtener una pasta homogénea, una etapa de fermentación y una etapa de destilación y rectificación.

7. Fermentación alcohólica Una vez que la biomasa conteniendo hidratos de carbono se ha transformado en una solución azucarada se puede someter está a un proceso de fermentación con objeto de convertir los azúcares en etanol. La fermentación alcohólica es el proceso de conversión de la glucosa en etanol, por la acción de microorganismos

8. Fermentación Alcohólica

9. Como se produce el etanol? El etanol es un tipo de alcohol que se obtiene a partir de diferentes tipos de plantas ricas en celulosa, como la caña de azúcar, la remolacha o algunos cereales como el maíz. Aunque es posible cultivar estas materias primas vegetales con el objetivo de destinarlas directamente a la producción de bioetanol, este combustible también puede obtenerse a partir de restos de silvicultura o residuos agrícolas. Usos: El bioetanol es el biocombustible con mayor demanda, principalmente utilizado como aditivo en los motores que emplean gasolina, aunque también puede utilizarse como combustible al 100% en los motores con tecnología flex fuel.

10. Procesos anaeróbicos La fermentación anaeróbica, para la que se utiliza generalmente residuos animales o vegetales de baja relación carbono / nitrógeno, se realiza en un recipiente cerrado llamado “digestor” y da origen a la producción de un gas combustible denominado biogás. Adicionalmente, la biomasa degradada que queda como residuo del proceso de producción del biogás, constituye un excelente fertilizante para cultivos agrícolas. La fermentación transcurre en condiciones rigurosas de ausencia de oxígeno (medio anaerobio) y se prolonga el tiempo necesario, da lugar a una mezcla de productos gaseosos (principalmente metano y dióxido de carbono), conocida como biogás y a una suspensión acuosa de materiales sólidos (lodo o fango), en la que se encuentran los componentes difíciles de degradar, junto con el nitrógeno, el fósforo y los elementos minerales inicialmente presentes en la biomasa. Este proceso es el que actualmente se suele denominar digestión anaerobia .

11. Que es digestión anaeróbica? Aplicaciones La digestión anaerobia es un proceso biológico que descompone materia orgánica en ausencia de oxígeno para producir biogás, principalmente metano y dióxido de carbono. Puede aplicarse a una amplia gama de materias primas orgánicas, pero la viabilidad del tratamiento depende de factores como la composición de la biomasa y su contenido de nutrientes. Se han realizado experimentos con algas, jacintos de agua y residuos ganaderos, que muestran rendimientos variados en la producción de metano. Este proceso se ha utilizado para tratar residuos agrícolas e industriales, así como residuos urbanos, con el objetivo de gestionarlos de manera sostenible y, en algunos casos, generar energía en forma de biogás. Sin embargo, se requiere un cuidadoso análisis de las características de las materias primas y los procesos involucrados para maximizar su eficiencia y beneficios ambientales.

12. Etapas La digestión anaerobia consta de varias etapas: hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis. En la hidrólisis, la materia orgánica compleja se descompone en moléculas más simples. En la acidogénesis, las bacterias producen compuestos simples como resultado de su metabolismo anaerobio. En la acetogénesis , distintos grupos de microorganismos procesan la materia orgánica soluble liberando hidrógeno molecular, CO2 y acetato. Finalmente, en la metanogénesis, los microorganismos especializados descomponen los ácidos de bajo peso molecular en metano y dióxido de carbono.

13. Transformación de la materia La materia orgánica experimenta transformaciones químicas y físicas durante la digestión anaeróbica, lo que conduce a la producción de biogás y a la generación de un residuo estabilizado con propiedades adecuadas para ser utilizado como biofertilizante. La comprensión de las bases físicas, químicas y biológicas de la digestión anaeróbica es crucial para el éxito de los proyectos implementados, a pesar de esperar alcanzar la máxima eficiencia en el proceso mediante la correcta aplicación de la tecnología. Los procesos biológicos son fundamentales en todos los biodigestores.

14. Los digestores Un digestor anaerobio es un recipiente diseñado para contener biomasa y microorganismos para el proceso de digestión. Se destaca la necesidad de que sea estanco, permita la carga y descarga de materiales, y tenga un dispositivo para recoger el gas producido. Se menciona que los sistemas pueden variar desde estructuras simples hasta diseños sofisticados con equipos automáticos. Esquema del proceso de digestión Los factores principales a tener en cuenta en todo diseño de un digestor anaerobio son los siguientes:

15. Respecto al tipo de materia a digerir: Cantidad Contenido en sólidos. Digestibilidad. Respecto al sistema de digestión: Frecuencia de alimentación. Sistemas auxiliares. Medida y control. los factores determinan las características principales del digestor, su tamaño y su tipo. Se mencionan tres variables interdependientes que determinan el tamaño del digestor: la concentración de sólidos del alimento, la velocidad de alimentación y el tiempo de residencia hidráulico. La velocidad de alimentación y el tiempo de residencia hidráulico son cruciales para la producción de biogás y el equilibrio en la actividad bacteriana en el digestor. Se destaca que tiempos de residencia muy cortos o muy largos pueden afectar negativamente la reproducción adecuada de las bacterias metanogénicas, lo que puede llevar al fenó

16. Tipos de digestores El digestor discontinuo convencional es el más simple, con alimentación intermitente y sin control de variables, pero de funcionamiento sencillo. El digestor de mezcla completa cuenta con sistema de calefacción y agitador para mantener el proceso estable, permitiendo alimentación discontinua o continua. El digestor de contacto devuelve parte de los sólidos para disminuir el tiempo de retención y favorecer la velocidad de digestión mediante el reciclaje de lodos previamente decantados. Estos sistemas presentan diferentes formas de controlar el proceso de digestión y mantener la estabilidad en la producción de gas y efluente. El digestor de filtro anaerobio utiliza una superficie de sólidos inertes para retener bacterias anaerobias, lo que permite mantener una concentración importante de estas bacterias en el interior del digestor y reducir los tiempos de retención. Sin embargo, este tipo de digestor no tolera sólidos en suspensión, ya que podrían obstruir la matriz de sólidos inertes, por lo que solo es adecuado para residuos solubles y bastante diluidos.

17. Características del biogas Y Aplicaciones del biogas El biogás es el producto principal de la digestión anaerobia, siendo una mezcla de metano y dióxido de carbono con pequeñas proporciones de otros componentes. La composición del biogás puede variar ampliamente debido a la diversidad en la composición de los sustratos digeridos anaeróbicamente Aplicaciones del biogás se pueden considerar tres formas de utilización del biogás generado por digestión anaerobia: Aplicación directa como fuente de calor (cocina, alumbrado). Combustión en calderas de vapor convencionales aprovechando el calor para calentar el digestor y para calefacción en general. Utilización como combustible en motores de combustión interna acoplados a generadores de electricidad. Cuando el biogás se usa únicamente como fuente de calor, se quema en su estado original. Si se dispone de una instalación previa de gas natural o butano, basta con adaptar los quemadores a las características del biogás.

18. Aprovechamiento del afluente El efluente, resultado de la obtención de biogás por digestión anaerobia, es una suspensión negra sin olores desagradables, con pH neutro y compuesta por productos inorgánicos, materiales orgánicos no digeridos y bacterias del proceso. Puede ser utilizado para fertilizar suelos y como alimento para animales debido a su riqueza en nutrientes. La digestión reduce la carga contaminante, permitiendo su aplicación al suelo en cantidades mayores sin riesgos para la microflora del suelo.

19. BioElectrica Es una empresa líder en el desarrollo de proyectos de biogás a partir de diversos sustratos orgánicos. Una amplia experiencia en ingeniería, consultoría y desarrollo de proyectos avalan nuestra trayectoria y equipo de profesionales. Nuestro objetivo es asesorar a nuestros clientes para brindarles una solución integral en el desarrollo y construcción de plantas de biogás, acompañándolos desde el desarrollo de la idea hasta la operatividad de las mismas. Tiene 7 proyectos desarrollados en Argentina, con 2 más en construcción. Implementamos en nuestras unidades de negocio un modelo de gestión sostenible apoyado en 5 pilares que promueven el triple impacto.

20. BioEléctrica Justo Daract Es una empresa argentina que se dedica a la generación de energía eléctrica a partir de biomasa. Su planta se encuentra en la localidad de Justo Daract, en la provincia de San Luis. Utilizan residuos de biomasa, como por ejemplo el bagazo de caña de azúcar, para producir energía renovable. Es una iniciativa importante en el campo de la energía sustentable en Argentina. Los beneficios de BioEléctrica Justo Daract incluyen la generación de energía renovable a partir de biomasa, lo que contribuye a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y al fomento de prácticas sostenibles. Asimismo, al utilizar residuos de biomasa como materia prima, contribuye a la gestión responsable de los desechos orgánicos

21. Ley 26.093 Régimen de Regulación y Promoción para la Producción y Uso Sustentables de Biocombustibles.

22. Los principios fundamentales de la Ley 26093: Incluyen la promoción de la producción y el uso sustentable de biocombustibles La diversificación de la matriz energética, La promoción del desarrollo tecnológico y científico en el sector La protección del medio ambiente y el fomento de inversiones en infraestructura para la producción y comercialización de biocombustibles. Estos principios buscan impulsar la industria de biocombustibles en Argentina de manera sostenible, contribuyendo al cuidado del medio ambiente y a la seguridad energética del país.

23. Ley 27.191 Régimen de Fomento Nacional para el uso de Fuentes Renovables de Energía destinada a la Producción de Energía Eléctrica. Los principios fundamentales de la Ley 27.191: Introduce incentivos fiscales para reducir el precio de la energía Adapta y mejora el marco regulatorio para aumentar la participación de las EERR y diversificar la matriz energética nacional. Habilita a los Grandes Usuarios (>300 kW) a contratar en forma directa con los generadores (y penaliza su incumplimiento) Crea un fondo fiduciario (FODER) para financiar y garantizar las inversiones

24. Empresa internacional Veolia ( Francia ) Veolia ofrece un gran variedad de soluciones de tratamiento para residuos orgánicos y brinda un servicio integral basado en la digestión anaeróbica. Artois Methanisation , es la solución eco-responsable para los residuos orgánicos generados por la industria y los municipios en la región de Nord-Pas de Calais. Ubicado en el corazón de una región agrícola que abastece a la industria de food & beverage , el sitio de Artois Methanisation es una solución local para la recuperación eco-responsable

25. Los Beneficios para nuestros Clientes Adaptar la logística de recolección a las necesidades de los clientes. Tratar cualquier flujo de residuos biológicos. Producir energía y digestato que se puede utilizar como fertilizante. Minimizar los costos de transporte mediante la racionalización de la logística. Reducir la huella ambiental. Descripción del Proceso

26. Veolia ofrece una gama completa de servicios basados en la digestión anaeróbica: Un centro de especialización: análisis de la composición de residuos orgánicos y de la producción potencial de biogás en unidades piloto para determinar la idoneidad de varios tipos de residuos para el proceso de digestión anaerobia. Desembalaje: una unidad móvil está utilizada para separar la materia orgánica de cualquier embalaje (botellas de PP, PET y PEHD, latas, etc.). Recuperación de biogás para producir calor y generar electricidad. Recuperación del digestato a través de un proceso de compostaje