Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 23, no. 1, January-June 2019.
DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v23n1a01
Producción eficiente de biogás mediante calentamiento del sustrato con energía solar térmica de baja temperatura
Efficient Production of Biogas through Heating the Substrate with Low Temperature Solar Thermal Energy
Recibido 02-07-2018, aceptado 09-10-2018.
Resumen
Este proyecto de investigación tiene la finalidad de mejorar la producción de biogás mediante el calentamiento del sustrato (lodo), con energía solar térmica de baja temperatura inferior a los 100°C. Para calentar una masa biodegradable de 693 kg, compuesta por estiércol de vacuno, pennisetum clandestinum, urea y agua, se utilizaron 6 colectores planos (CSP) con potencia térmica total de 6000 W, orientados al sur y ángulo de inclinación de 20°en una región de latitud −0.3°. El agua caliente sanitaria (ACS) ingresa a la región anular del digestor a una temperatura promedio de 35°C logrando mantener la fermentación anaeróbica durante el día y la noche a una temperatura cercana a los 26°C, dentro del rango mesofílico. El equipo utilizado para el ensayo es un digestor de cilindros concéntricos construido en acero al carbono. El sustrato y el gasómetro se localizan en la parte interna del recipiente y el agua caliente circula por la pared anular del tanque que se encuentra aislado por el exterior para reducir las pérdidas térmicas al ambiente. Por otra parte, para determinar de manera indirecta la producción eficiente de biogás, se utiliza una variable física: la presión interna del recipiente que contiene el gas generado. En el trascurso de 30 días de retención hidráulica (TRH), se logra un incremento en la presión interna de 4.8 PSI/día, en forma lineal. Esta nueva alternativa para producir biogás puede ser útil en los sectores agrícolas y ganaderos para la obtención de biocombustible.
Abstract
This research project aims to improve the production of biogas by heating the substrate (mud), with solar energy from low temperature lower than 100°C. To heat a biodegradable mass of 693 kg composed of cow dung, pennisetum clandestinum, urea and water, 6 are used. Flat collectors (CSP) with 6000 W of thermal power, oriented with 20° of inclination in south direction in a region of latitude −0.3°. Domestic hot water (DHW) enters the annular region of the digester at an average temperature of 35°C achieving maintain an aerobic fermentation during the day and night at a temperature close to 26°C, within theme sophilic range. The equipment used for the test is a digester of concentric cylinders built in carbon steel, where the substrate and the gasometer are located on the inside and hot water circulates through the annular walls of the tank which is isolated with rock wool to reduce losses to the environment. On the other hand, to determine indirectly the efficient production of biogas, a physical variable is used: the internal pressure of the container that contains the gas generated. In the course of 30 days of hydraulic retention (TRH), an increase in the internal pressure of 4.8 PSI/day is achieved, in a linear way. This new alternative to produce biogas can be useful in the agricultural sectors and live stock farmers to obtain biofuels.
Palabras clave: biogás, sustrato, calefacción solar,
fermentación anaeróbica, espacio anular.
Index terms: biogas, subtract, solar heating, anaerobic
fermentation, annular space.
ISO 690 reference:
Guasumba-Codena, Segundo José;
Tafur-Escanta, Paúl Michael;
Tipanluisa, Luis;
Ocaña, Edwin;
Pérez-Rosales, José Emilio,
2019,
Producción eficiente de biogás mediante calentamiento del sustrato con energía
solar térmica de baja temperatura,
Científica, Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, vol. 23, no. 1,
ISSN 2594-2921,
DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v23n1a01
