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Diseño y cálculo de las instalaciones de un biodigestor.

Proyecto final de la carrera de ingeniería electromecánica.
by

José Uslenghi

on 5 December 2012

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Transcript of Diseño y cálculo de las instalaciones de un biodigestor.

P.F.C. 1209 A
DISEÑO Y CALCULO DE LAS INSTALACIONES DE UN BIODIGESTOR. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Concepción del Uruguay

El efluente debe tener un nivel por debajo de los 2000 mg. de nitrógeno amoniacal por litro




Favorece el contacto entre bacterias por lo que acelera los procesos de fermentación.
Agitación mecánica o por recirculado. Proceso productivo Engorde Maternidad Gestación Destete
Se lo determinó por tres métodos distintos, 1. Volumen de efluentes a tratar. Diseño de las instalaciones del biodigestor. Sustitución del sistema de recolección de efluentes. Diseño de las instalaciones del biodigestor. Sus características constructivas son las siguientes:

_Tipo: canal, relación largo/ancho: 3:1

_Sección: trapezoidal.

_Recubierto con membranas de PVC de 1600 micrones de espesor. Parte superior e inferior Diseño de las instalaciones del biodigestor. Diseño de las instalaciones del biodigestor. Diseño de las instalaciones del biodigestor. Biodigestor de geomembrana. Sistemas de bombeo. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. 1. Circuito de calefacción. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Sistemas de bombeo. 2. Circuito de recirculación. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Sistemas de bombeo. 3. Circuito de extracción de lodos. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Sistemas de bombeo. Alumnos:
Jones, Walter
Uslenghi, José Tutor:
Ing. Woeffray, Elbio Instalación general del biodigestor Instalaciones de la granja Galpones


Climatización (frío/calor)


Efluentes En el establecimiento hay un total de:
4600 cerdos Sistema anterior de tratamiento de efluentes Producción de biogás.
Composición físico-química del biogás.






Poder calorífico del biogás: 5000-5500 Kcal/m3

Microbiología de la digestión anaeróbica. Digestión anaeróbica.
Se recomienda que el efluente tenga de 7% a 9% de S.T.
Una dilución baja dificulta la producción de biogás.
Una dilución alta aumenta el volumen de efluentes.


Rango aceptable de trabajo entre 6,6 a 8, medio neutro el ideal, ni ácido ni alcalino. Factores ambientales a controlar en la digestión anaeróbica. 3. Temperatura. Factores ambientales a controlar en la digestión anaeróbica. Factores ambientales a controlar en la digestión anaeróbica. Instalaciones de la granja Introducción 1. Concentración de la carga al biodigestor. 2. Medición de pH. 4. Nivel de amoníaco. 5. Agitación. Pozo de
recolección Pileta de extracción de lodos Sala de bombas 1. Circuito de calefacción. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Sistemas de bombeo. 2. Circuito de recirculación. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Sistemas de bombeo. 3. Circuito de extracción de lodos. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Sistemas de bombeo. 4. Circuito de ingreso de efluente. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Sistemas de bombeo. Sala de control. Extracción del biogás. Automatización
y control. Calefaccionamiento
de la pileta. _Tipo: exterior.

_Los dispositivos usados para la calefacción de la pileta son: Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Acondicionamiento del biogás Extracción de condensado Filtrado de biogás Exceso de biogás Antorcha Mecanismo de seguridad contra sobrepresiones capacidad 65 m3/h Tanques del sistema
de recolección Se selecciona un compresor cuyo propósito es comprimir el biogás a la presión de los consumos. Diseño de las instalaciones de un biodigestor. Extracción del biogás. PT100
Rango de medición de 0-100°C.
Cabezal DIN B. _Dilución y pH. Automatización y control de la instalación. Transmisor de presión FKC A22JAAC E-Front runners.

Rango de medición de 1-60 mbar A 10 mbar......................................................se corta la extracción de biogás.
A 20 mbar……...........se habilita la extracción de biogás y el compresor.
A 30 mbar……………………………………..se abre la válvula de la antorcha.
A 40 mbar.....actúan las válvulas de seguridad (puff) máximo-máximo.

Caudalímetro de área variable ALIAVA. PLC TWDLCAA24DRF

Fabricante Schneider Electric.
Modelo TWIDO.
24 E/S. (14 E digitales – 10 S relés 2A)
Alimentación con 100-240Vca. Los requerimientos de entradas/salidas se resumen en, Módulo de expansión de 4 entradas analógicas. _Presión. Selección del PLC. Medición y control en el pozo de recolección. Medición y control en el biodigestor. _Temperatura. Instalación eléctrica.

_Circuito I.U.G.
_Circuito T.U.G.
_Circuito T.U.E.
_Circuito antorcha.
_Circuito de automatización y control.
_Circuito motriz. Instalación eléctrica. Potencia máxima simultanea demandada. Instalación eléctrica. Alimentación del tablero seccional. Instalación eléctrica. Instalación eléctrica. Relevamiento de cargas. Protecciones de los circuitos. Puesta a tierra. P = 30 kW. Rango de medición: 12-120 m3/h. _Caudal. Pantalla HMI Entradas Salidas Propuesta de control Análisis del rendimiento de la instalación. Análisis del rendimiento en el biodigestor. Autoconsumo de biogás. Análisis del rendimiento del biodigestor para uso de calefacción. Generación de energía eléctrica sin cogeneración.. La implementación de este sistema de generación de energía eléctrica es directamente aplicable a la instalación, es decir, se podrá instalar un generador eléctrico sin la necesidad de modificar ni alterar ninguno de los circuitos de la instalación existente. En base al biogás remanente, preseleccionamos un grupo generador de energía eléctrica. Pot. eléctrica = 46 kVA Análisis del proyecto de inversión. Inversión. Beneficios económicos.
_Ahorro por el reemplazo de GLP por biogás.
_Ahorro por la disminución del consumo eléctrico.


Beneficios no económicos.
_Autonomía energética.
_Mejora de la imagen social de la empresa.
_Reducción de malos olores. En base a los flujos de caja realizados, se ha podido estimar un tiempo de retorno de la inversión, los cuales fueron:


Tiempo de retorno de inversión:
12 años. Beneficios. Generación de energía eléctrica con cogeneración. Pot. eléctrica = 81 kVA Volumen de la
pileta de biodigestión
= 1260m3 Volumen de la pileta Caudal diario
de efluente
42 m3/día Tiempo de
retención
(30 días) Temperatura Tipo de materia
orgánica Pileta de
biodigestión Tratamiento de efluentes mediante digestión anaeróbica con captación de biogás. Caldera: 250000 Kcal/h. Intercambiador de calor:
acero inox., doble tubo. Agradecimientos:

Muchas Gracias!!! Financiación. Total
279.262,00 USD Flujos de caja anual Caudal diario de efluentes 42 m3
Agua + estiércol flujo neto anual = $171.000,00 Tasa de retorno de inversión:
4,47% Indicadores
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