Popular sobre el biogás. Esquema, descripción

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Popular sobre el biogás. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía

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La obtención de biogás a partir de residuos orgánicos se basa en sus propiedades para liberar gas combustible como resultado de la denominada “fermentación del metano” en condiciones anaeróbicas (sin aire). El biogás producido por la digestión del metano es una mezcla de 50 a 80 % de metano, 20 a 50 % de dióxido de carbono, aproximadamente 1 % de sulfuro de hidrógeno y cantidades menores de algunos otros gases (nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, amoníaco, monóxido de carbono, etc.) ). Recuérdese que 1 m2 de metano durante la combustión libera una energía equivalente a aproximadamente 20-25 MJ.

A su vez, la "fermentación del metano" ocurre durante la descomposición de sustancias orgánicas como resultado de la actividad vital de dos grupos principales de microorganismos. Un grupo de microorganismos, generalmente llamados bacterias formadoras de ácido o microorganismos fermentadores, descompone compuestos orgánicos complejos (fibra, proteínas, grasas, etc.) en otros más simples, mientras que los productos primarios de fermentación aparecen en el medio fermentado: ácidos grasos volátiles, menor alcoholes, hidrógeno, monóxido de carbono, ácidos acético y fórmico, etc. Estas sustancias orgánicas menos complejas son una fuente de nutrición para el segundo grupo de bacterias: las bacterias productoras de metano, que convierten los ácidos orgánicos en el metano requerido, así como el dióxido de carbono. , etc.

Este complejo complejo de transformaciones involucra una gran variedad de microorganismos, según algunas fuentes, hasta mil especies, pero las principales siguen siendo bacterias formadoras de matanos. Cabe señalar que se multiplican mucho más lentamente y son más sensibles a los cambios ambientales que los microorganismos fermentadores formadores de ácido, por lo tanto, al principio, los ácidos volátiles se acumulan en el medio fermentado y la primera etapa de la fermentación del metano se denomina ácida. Luego se alinean las tasas de formación y procesamiento de ácidos, de modo que en el futuro la descomposición del sustrato y la formación de gas procedan simultáneamente. Y, por supuesto, la intensidad de la evolución del gas depende de las condiciones que se creen para la vida de las bacterias formadoras de metano.

Tanto las bacterias formadoras de ácido como las productoras de metano se encuentran de forma ubicua en la naturaleza, en particular en los excrementos animales. Se cree que el estiércol de ganado contiene un conjunto completo de microorganismos necesarios para su fermentación. Y la confirmación de esto es el hecho de que en el rumen y los intestinos de los rumiantes, el proceso de formación de metano continúa constantemente. Por lo tanto, no es necesario utilizar cultivos puros de bacterias productoras de metano para la producción de biogás con el fin de inducir el proceso de fermentación. Basta con proporcionar a las bacterias que ya se encuentran en el sustrato las condiciones adecuadas para su actividad vital.

Para crear tales condiciones, los desechos orgánicos se fermentan en cámaras de fermentación especiales (biorreactores), donde se mantiene un ambiente estrictamente anaeróbico, así como condiciones adecuadas de temperatura y ácido (pH), presión, etc.

Y ahora, antes de proceder a la consideración de varios diseños de plantas de biogás, detengámonos brevemente en los principales factores que afectan la eficiencia de dichas plantas. ¡Conocer estos factores hará que la bioinstalación sea realmente rentable y no convierta el trabajo de obtención de gas tan necesario en un inútil paleo de estiércol!

Las plantas para la producción de biogás de vertedero generalmente se dividen en cuatro tipos principales:

sin aporte de calor y sin mezcla de biomasa fermentada:
sin suministro de calor, pero con mezcla de la masa fermentada;
con suministro de calor y mezcla de biomasa;
con suministro de calor, con mezcla de biomasa y con medios de control y gestión del proceso de digestión.

Está claro que los componentes obligatorios de una planta de biogás, el biorreactor en sí y el tanque de gas para recolectar biogás, pero los dispositivos para calentar la biomasa, mezclarla y controlar, son cosas muy útiles, pero puede prescindir de ellas. a ellos.

Autor: Shomin A.A.

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