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“Diseño, construcción e implantación de un biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, para la obtención de gas metano y biol a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC, Amaguaña, provincia de Pichincha, Ecuador.”. María del Rosario Silva Alcívar. INTRODUCCIÓN.
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“Diseño, construcción e implantación de un biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, para la obtención de gas metano y biol a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC, Amaguaña, provincia de Pichincha, Ecuador.” María del Rosario Silva Alcívar
INTRODUCCIÓN ECOPACIFIC S.A. Relleno Sanitario 8 – 12 ton Aumento en el volumen de desechos. Contaminación de suelos, agua y aire. Alternativa de tratamiento Biodigestor anaerobio CH4 Genera productos biodegradables no contaminantes BIOL
OBJETIVOS GENERAL Diseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador. • ESPECÍFICOS • 1. Caracterizar la cáscara de naranja y el inoculo inicial por medio de los siguientes análisis: pH, DBO5, DQO, carbono total, nitrógeno orgánico, fosfatos, humedad, ceniza, sólidos suspendidos, sólidos suspendidos volátiles, sólidos suspendidos totales, coliformes totales, coliformes fecales.
OBJETIVOS GENERAL Diseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador. • ESPECÍFICOS • 2. Emplear los parámetros de diseño establecidos para diseñar el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto. • 3.Calcular la cantidad de biogas estimado que podría generar el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto.
OBJETIVOS GENERAL Diseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador. • ESPECÍFICOS • 4. Construir y operar el biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, para la obtención de biogas y biol. • 5. Controlar los parámetros operacionales dentro de los rangos establecidos para un adecuado funcionamiento del biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto.
OBJETIVOS GENERAL Diseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador. • ESPECÍFICOS • 6. Calcular la eficiencia del biodigestor anaerobio vertical semicontinuo piloto, a partir de análisis fisicoquímicos y microbiológicos del biol obtenido. • 7. Validar el volumen de biogas obtenido sobre una base de análisis estadísticos.
OBJETIVOS GENERAL Diseñar, construir e implantar un biodigestor anaeróbico vertical semicontinuo piloto para obtener biogas y biol, a partir de cáscara de naranja en la empresa ECOPACIFIC ubicada en Amaguaña, Provincia de Pichincha, Ecuador. ESPECÍFICOS 8. Dimensionar el biodigestor a escala industrial para la producción de biogas y biol a partir del residuo de cáscara de naranja de la empresa ECOPACIFIC.
MARCO TEÓRICO RESIDUO Material generado por actividades de producción y consumo sin valor Protección ambiental y salud. Ocupación de espacio. Motivos estéticos Abad y Puchades, 2002 América Latina 275000 ton/d 70% recolectada 35% relleno OPS, 2010 Residuos especiales y peligrosos
MARCO TEÓRICO RESIDUO Material generado por actividades de producción y consumo sin valor Protección ambiental y salud. Ocupación de espacio. Motivos estéticos Abad y Puchades, 2002 América Latina 275000 ton/d 70% recolectada 35% relleno OPS, 2010 Residuos especiales y peligrosos
MARCO TEÓRICO RESIDUO Material generado por actividades de producción y consumo sin valor Protección ambiental y salud. Ocupación de espacio. Motivos estéticos Abad y Puchades, 2002 América Latina 275000 ton/d 70% recolectada 35% relleno OPS, 2010 Residuos especiales y peligrosos Residuos radioactivos Material o producto de desecho, sin uso específico y que contiene radio nucleídos (emiten radiación )
MARCO TEÓRICO RESIDUO Material generado por actividades de producción y consumo sin valor Protección ambiental y salud. Ocupación de espacio. Motivos estéticos Abad y Puchades, 2002 América Latina 275000 ton/d 70% recolectada 35% relleno OPS, 2010 Residuos especiales y peligrosos Residuos radioactivos Residuos sólidos urbanos a. Fracción húmeda
MARCO TEÓRICO RESIDUO Material generado por actividades de producción y consumo sin valor Protección ambiental y salud. Ocupación de espacio. Motivos estéticos Abad y Puchades, 2002 América Latina 275000 ton/d 70% recolectada 35% relleno OPS, 2010 Residuos especiales y peligrosos Residuos radioactivos Residuos sólidos urbanos Fracción húmeda Fracción seca
MARCO TEÓRICO Residuos generados en las zonas urbanas del Ecuador (Yánez et al, 2011) Contaminación (agua, aire, suelo) Acumulación y mal manejo Proliferación de vectores Conservación flora y fauna
MARCO TEÓRICO FAO (2011)
MARCO TEÓRICO no flota en la superficie del agua y se desintegra con más facilidad en un medio acuoso. FAO (2011)
MARCO TEÓRICO • Restos de plantaciones
MARCO TEÓRICO • Restos de plantaciones • Pulpa, cáscaras, aceites
MARCO TEÓRICO • Restos de plantaciones • Pulpa, cáscaras, aceites • Desechos de cocina
MARCO TEÓRICO • Restos de plantaciones • Pulpa, cáscaras, aceites • Desechos de cocina • Acumulación • (Plagas) • Incineración • (fitosanitarios) • Agua • (Nitratos)
MARCO TEÓRICO • Restos de plantaciones • Pulpa, cáscaras, aceites • Desechos de cocina • Acumulación • (Plagas) • Incineración • (fitosanitarios) • Agua • (Nitratos) FAO (2011)
MARCO TEÓRICO LA NARANJA (Citrus sinensis) Fruta mayor producción y consumo mundial 24 Ranking de producción FAO (2004) FIRA (2003)
MARCO TEÓRICO LA NARANJA (Citrus sinensis) Fruta mayor producción y consumo mundial 24 Ranking de producción FAO (2004) FIRA (2003) Generalidades Forma esférica (6 a 10 cm) Color amarillo Sabor dulce Consumo fresco, jugo
MARCO TEÓRICO LA NARANJA (Citrus sinensis) Fruta mayor producción y consumo mundial 24 Ranking de producción FAO (2004) FIRA (2003) Generalidades Propiedades Cítrico Refrescante Fibra, K, Ca, Mg, vitC ANC (2004)
MARCO TEÓRICO LA NARANJA (Citrus sinensis) Fruta mayor producción y consumo mundial 24 Ranking de producción FAO (2004) FIRA (2003) Generalidades Propiedades Cáscara de naranja pigmentos, vitaminas, aceites esenciales, celulosa, carbohidratos solubles, pectina, aminoácidos, azúcares y minerales Mahmood (1998)
MARCO TEÓRICO LOS BIODIGESTORES CH4 Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo. Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos. BIOL
MARCO TEÓRICO LOS BIODIGESTORES CH4 Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo. Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos. BIOL Tipo de biodigestores
MARCO TEÓRICO LOS BIODIGESTORES CH4 Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo. Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos. BIOL Tipo de biodigestores Mezcla completa
MARCO TEÓRICO LOS BIODIGESTORES CH4 Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo. Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos. BIOL Tipo de biodigestores • Mezcla completa • Sin recirculación • Anaerobio • Distribución uniforme de sustrato y microorganismos • Agitación • Residuos orgánicos
MARCO TEÓRICO LOS BIODIGESTORES CH4 Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo. Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos. BIOL Tipo de biodigestores • Mezcla completa • Sin recirculación • Con recirculación • Anaerobio • Aguas con alto contenido orgánico • Reutiliza material
MARCO TEÓRICO LOS BIODIGESTORES CH4 Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo. Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos. BIOL Tipo de biodigestores Mezcla completa Retención de biomasa Dos fases (inmovilización en filtros y floculación) Retiene los microorganismos (<t)
MARCO TEÓRICO LOS BIODIGESTORES CH4 Recipiente o sistema con un ambiente biológicamente activo. Proceso bioquímico de degradación, involucra microorganismos. BIOL Tipo de biodigestores Mezcla completa Retención de biomasa Discontinuos Crecimiento microorganismos = producción de biogas Residuos con alta concentración de sólidos
MARCO TEÓRICO LA BIODIGESTIÓN Degradación de residuos orgánicos Reacciones bioquímicas Productos con valor agregado
MARCO TEÓRICO LA BIODIGESTIÓN Degradación de residuos orgánicos Reacciones bioquímicas Productos con valor agregado Tipos de biodigestión
MARCO TEÓRICO LA BIODIGESTIÓN Degradación de residuos orgánicos Reacciones bioquímicas Productos con valor agregado Tipos de biodigestión Aeróbica Bacterias y protozoos Presencia de oxígeno Bajo capital de inversión Reduce coliformes Producto final: CO2, NH4, H2O Tratamiento lodos activados (IDAE, 2007)
MARCO TEÓRICO LA BIODIGESTIÓN Degradación de residuos orgánicos Reacciones bioquímicas Productos con valor agregado Tipos de biodigestión Aeróbica Anaeróbica Aplica a residuos ganaderos, agrícolas. Ausencia de oxígeno Microorganismos específicos Reduce coliformes, sólidos, DBO, DQO Producto final: biogas biol Tratamiento residuos vegetales (García, 2010)
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Glúcidos
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Glúcidos Lípidos
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Hidrolisis Glúcidos Lípidos
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Hidrolisis Glúcidos Lípidos
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Hidrolisis Microorganismos hidrolíticos Glúcidos Lípidos
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Enzimas extracelulares Proteínas Hidrolisis Glúcidos Lípidos Compuestos solubles
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Hidrolisis Glúcidos Lípidos Aminoácidos Azúcares Ácidos grasos
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Hidrolisis Glúcidos Lípidos Aminoácidos acidogénica Azúcares Ácidos grasos
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Hidrolisis Glúcidos Lípidos Fermentación de moléculas orgánicas solubles Aminoácidos acidogénica Azúcares Ácidos grasos
MARCO TEÓRICO FASES DE LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA Y MICROBIOLOGÍA Materia orgánica Proteínas Hidrolisis Glúcidos Lípidos Microorganismos Encargados de producir compuestos monoméricos Aminoácidos acidogénica Azúcares Ácidos grasos