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Es un gas producido por la fermentación de hidrógeno o metano de la biomasa. La descomposición del metano de la biomasa ocurre bajo la influencia de tres tipos de bacterias. En la cadena alimentaria, las bacterias posteriores se alimentan de los productos de desecho de las anteriores. El primer tipo son bacterias hidrolíticas, el segundo es formador de ácido y el tercero es formador de metano. La producción de biogás involucra no solo a las bacterias de la clase metanógena, sino a las tres especies. Una de las variedades de biogás es el biohidrógeno, donde el producto final de la actividad vital de las bacterias no es metano, sino hidrógeno.
En el siglo XVII, Jan Baptist Van Helmont descubrió que la biomasa en descomposición emite gases inflamables. Alessandro Volta en 1776 llegó a la conclusión de que existe una relación entre la cantidad de biomasa en descomposición y la cantidad de gas liberado. En 1808, Sir Humphry Davy descubrió el metano en el biogás.
La Agroelectricidad. Es la Producción de energía eléctrica a partir de los elementos renovables que conforman la biomasa.
La BIOMASA es el Conjunto de materia orgánica producida en procesos biológicos espontáneos o inducidos que puede ser aprovechado como fuente de energía por los seres vivos presentes en un determinado hábitat. Y puede entenderse también como el Peso en seco de materia viva por unidad de área que corresponde a un determinado hábitat.
La primera planta de biogás documentada se construyó en Bombay, India en 1859. En 1895, el biogás se utilizó en el Reino Unido para el alumbrado público. En 1930, con el desarrollo de la microbiología, se descubrieron bacterias involucradas en el proceso de producción de biogás.
Composición y calidad del biogás
50-87% metano, 13-50% CO 2, impurezas menores H 2 y H 2 S. Tras la purificación del biogás a partir de CO 2, se obtiene biometano. El biometano es un análogo completo del gas natural, la diferencia está solo en el origen.
Dado que solo el metano suministra energía a partir del biogás, es recomendable referirse al metano, con sus indicadores normalizados, para describir la calidad del gas, la producción de gas y la cantidad de gas. El volumen de los gases depende de la temperatura y la presión. Las altas temperaturas conducen a la expansión del gas ya una disminución del contenido calórico junto con el volumen y viceversa. Además, con el aumento de la humedad, el contenido calórico del gas también disminuye. Para poder comparar las salidas de gas, deben estar relacionadas con el estado normal (temperatura 0 °C, presión atmosférica 1,01325 bar, humedad relativa del gas 0%). En general, los datos de producción de gas se expresan en litros (l) o metros cúbicos (m³) de metano por 1 kg de materia seca orgánica que es mucho más preciso y expresivo que los datos en m³ de biogás por m³ de sustrato fresco..
Materia prima a recibir
Lista de residuos orgánicos aptos para la producción de biogás: estiércol, excrementos de aves, vinazas post-alcohol de cereales y melazas, granos de cerveza, pulpa de remolacha, lodos fecales, pescado y residuos de matadero (sangre, grasa, intestinos, etc. ), hierba, residuos domésticos, residuos lácteos - suero salado y dulce, residuos de producción de biodiesel - glicerina técnica procedente de la producción de biodiésel a partir de colza, residuos de la producción de zumos - pulpa de frutas, bayas, hortalizas, pulpa de uva, algas, residuos de la producción de almidón y melaza - pulpa y jarabe, residuos del procesamiento de patata, producción de chips - peladuras, pieles, tubérculos podridos, pulpa de café.
Además de los residuos, el biogás se puede producir a partir de cultivos energéticos especialmente cultivados, como maíz para ensilaje o sílfide, así como de algas. La salida de gas puede alcanzar hasta 300 m³ a partir de 1 tonelada.
El rendimiento de biogás depende del contenido de materia seca y del tipo de materia prima utilizada. De una tonelada de estiércol de ganado se obtienen 50–65 m³ de biogás con un contenido de metano del 60 %, 150–500 m³ de biogás de varios tipos de plantas con un contenido de metano de hasta el 70 %. La cantidad máxima de biogás es de 1300 m³ con un contenido de metano de hasta el 87 %; se puede obtener de la grasa.
Hay maneras de obtener gas teóricas (físicamente posibles) y técnicamente realizables. En las décadas de 1950 y 1970, el rendimiento de gas técnicamente posible era solo del 20-30% del teórico. Hoy en día, el uso de enzimas, impulsores para la degradación artificial de materias primas (por ejemplo, cavitadores ultrasónicos o líquidos) y otros dispositivos permiten aumentar el rendimiento del biogás en una planta típica del 60 % al 95 %.
En los cálculos de biogás se utiliza el concepto de materia seca o residuo seco . El agua contenida en la biomasa no produce gas.
En la práctica, a partir de 1 kg de materia seca se obtienen de 300 a 500 litros de biogás.
Para calcular el rendimiento de biogás de una materia prima en particular, es necesario realizar pruebas de laboratorio o consultar datos de referencia y determinar el contenido de grasas, proteínas y carbohidratos. Al determinar este último, es importante conocer el porcentaje de sustancias rápidamente degradables (fructosa, azúcar, sacarosa, almidón) y difícilmente degradables (por ejemplo, celulosa, hemicelulosa, lignina). Habiendo determinado el contenido de sustancias, puede calcular el rendimiento de gas para cada sustancia por separado y luego sumarlo.
Anteriormente, cuando no existía la ciencia del biogás y el biogás se asociaba al estiércol, se utilizaba el concepto de “unidad animal”. Hoy en día, cuando el biogás se ha obtenido a partir de materias primas orgánicas arbitrarias, este concepto se ha alejado y ha dejado de utilizarse.
El gas de vertedero (basurero) es una de las variedades de biogás. Obtenido en vertederos a partir de residuos domésticos municipales.
Ecología
La producción de biogás ayuda a evitar las emisiones de metano a la atmósfera. El metano tiene un efecto invernadero 21 veces mayor que el CO 2 y permanece en la atmósfera durante 12 años. La captura de metano es la mejor forma a corto plazo de prevenir el calentamiento global.
El estiércol procesado y otros desechos se utilizan como fertilizante en la agricultura. Esto reduce el uso de fertilizantes químicos y reduce la carga sobre las aguas subterráneas.
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