Creando un biofertilizante más potente

Después de recibir la esperada noticia de que el presupuesto de RHI se va a triplicar entre este año y 2021, la industria británica AD puede tomarse un pequeño alivio. A pesar de que la DECC ha limitado el apoyo a la FIT en el nivel poco ambicioso de 20 MW por año hasta 2019, el sector sigue siendo saludable: hay más de 270 plantas en funcionamiento fuera del sector del agua y alrededor de 90 nuevas plantas estaban en desarrollo en 2016* . Pero frente a un telón de fondo cada vez más escéptico, el éxito en la industria AD significa optimizar cada una de las partes de la operación, desde el extremo frontal hasta el final. Los operadores exitosos de hoy en día entienden que maximizar el valor de los volúmenes de digestato generados a partir del proceso AD puede ser la diferencia entre el éxito o el fracaso de un proyecto.

_HRS - Creating a Richer Biofertiliser

Beneficios del digestato

Rico en nitrógeno, fósforo y potasio, el digestato es el sustituto ideal de los fertilizantes químicos. Los ensayos, como el proyecto DC-Agri de WRAP, han demostrado que el uso de digestato puede aumentar el rendimiento de los cultivos en comparación con los fertilizantes industriales; también ayuda a elevar los niveles de materia orgánica del suelo y aumentar la capacidad de retención de agua, creando una mejor estructura del suelo. Además, hay grandes ahorros de costes que pueden obtenerse si se cambia de un fertilizante químico al digestao.

Alcanzado el estándar PAS 110

El estándar de calidad PAS 110 ha ayudado a reducir las preconcepciones negativas sobre el digestato entre la comunidad agrícola, que hasta hace pocos años no conocía su uso como biofertilizante. Además de fijar límites para contaminantes físicos, como los plásticos, el estándar PAS 110 requiere que las materias primas de AD sean pasteurizadas, por ejemplo utilizando tecnología como el Sistema de Pasteurización de Lodos de Lote HRS de 3 tanques. La pasteurización ya es un requisito legal para las plantas que procesan desechos de alimentos mezclados u otros materiales que necesitan cumplir con el Reglamento de Subproductos Animales (ABP). Pero cada vez más instalaciones que tratan materias primas que no son de ABP están produciendo digestato compatible con PAS 110, como una forma de demostrar a los usuarios finales potenciales que es consistente y de alta calidad, y es apto para su uso.

Desafíos en el procesamiento del digestato

Sin embargo, el logro de la norma PAS 110 es sólo uno de los obstáculos que los productores de digestato necesitan superar si quieren aprovechar al máximo este valioso subproducto. La digestión anaeróbica es un proceso constante, lo que significa que el digestato también se produce constantemente. Con una típica planta de 1,5 MW AD produciendo hasta 40,000 toneladas de digestato líquido de bajo grado cada año, los operadores AD se enfrentan a desafíos económicos y logísticos importantes, cuando se trata de almacenar y transportar su biofertilizante.

Su almacenamiento es un factor esencial, ya que el digestato no debe aplicarse a la tierra durante todo el año. En las zonas NVZ (Zona Vulnerable de Nitratos), las regulaciones prohíben la propagación del digestato en ciertos momentos, pero incluso en otras regiones, no es una buena práctica (ya veces imposible) esparcirlo durante todo el año. Para aprovechar al máximo el contenido de nitrógeno del digestato, debe aplicarse en momentos de crecimiento máximo del cultivo, cuando la demanda de nitrógeno y nutrientes es mayor. Esto no sólo beneficiará a la cosecha, sino que también puede significar que los productores pueden cobrar más por ella en estos momentos.

Asegurar que haya suficiente espacio para almacenar grandes volúmenes de digestato líquido hasta que esté listo para ser transportado y aplicado al terreno de cultivo, puede ser un verdadero dolor de cabeza para un operador de AD, sin mencionar el gasto considerable que esto provoca. Pero separar la fracción líquida para dejar sólo la parte sólida – que es más fácil de manejar, transportar y almacenar – a menudo puede significar la pérdida de nutrientes valiosos. Por lo tanto, los operadores de las plantas requieren una solución que reduzca el volumen de su digestato, mientras que retiene el contenido de nutrientes.

Concentrando digestato

El Sistema de Concentración de Digestato (DCS) de HRS utiliza la evaporación para reducir significativamente los volúmenes de digestión, eliminando hasta el 80% del agua contenida en la fracción líquida y concentrándola en un 20% de sólidos secos, al tiempo que aumenta el contenido en nutrientes. Esto hace que la manipulación, el almacenamiento y el transporte del digestado no sólo sea más fácil, sino también menos costoso.

La primera parte del proceso DCS implica calentar el digestato líquido en los intercambiadores de calor; no se requiere agua o energía adicional, ya que el agua sobrante del motor CHP de la planta (que normalmente está disponible a 85°C) se utiliza como medio de calentamiento. El digestato se bombea a continuación en un separador ciclónico; el flujo de aire giratorio de alta velocidad hace que las partículas sólidas (que son demasiado pesadas para seguir la curva de la corriente de aire) caigan al fondo del ciclón, donde pueden ser retiradas.

El vapor generado a partir de este primer ciclo (usualmente disponible a 70°C) se utiliza entonces como medio de calentamiento para el segundo efecto, repitiéndose el proceso. El vapor subsiguiente (normalmente disponible a 60°C) se utiliza como medio de calentamiento para el tercer ciclo – el número de efectos se determina por el nivel de sólidos secos requeridos y la cantidad de calor disponible, hasta un máximo de cuatro ciclos. Después del efecto final, el vapor se condensa nuevamente al agua y luego se puede usar para diluir la materia prima que entra en el extremo delantero del digestor; Un sistema de bucle completamente cerrado. El DCS es completamente autosuficiente: no se le añade ni se desperdicia energía ni agua, y todo se vuelve a utilizar.

Aumentando el contenido en nutrientes

Las altas temperaturas necesarias para concentrar el digestato pueden causar la liberación de amoníaco, en gran medida responsable de los olores asociados con el digestato. Sin embargo, el DCS evita este problema mediante la dosificación ácida del digestato con ácido sulfúrico y disminuyendo así los niveles de Ph, lo que convierte el amoníaco en sulfato de amonio, que no sólo es menos oloroso, sino que es también un biofertilizante ideal. Por lo tanto, mientras que el volumen de digestato se reduce, el contenido de nutrientes no se bloquea después de la concentración: en realidad aumenta.

Múltiples beneficios

La obtención de un fertilizante más concentrado y rico no es el único beneficio del Sistema de Concentración de Digestato de HRS:

  • Disminuye los gastos generales operacionales al reducir los costes de transporte, agua y almacenamiento – de hecho, el DCS puede reducir a la mitad la cantidad de almacenamiento requerida;
  • A diferencia de los secadores de digestos convencionales -que utilizan mucha energía para crear una pequeña cantidad de producto- el DCS es extremadamente eficiente en energía; el calor sobrante del motor de cogeneración se reutiliza hasta cuatro veces más y el agua residual se vuelve a introducir en el extremo delantero de la planta. No se requiere energía o agua adicional, y tampoco se desperdicia ninguna.
  • Los operadores de plantas pueden reclamar RHI por usar su calor dentro del DCS, aumentando aún más su beneficio;
  • Como sistema plug-and-play totalmente automatizado, el DCS es completamente flexible y puede adaptarse a cada operación individual.

Para los operadores AD que deseen maximizar el valor de su digestato, el consejo es claro: utilice un DCS para concentrar el digestato y reducir los costes de almacenamiento y transporte, mientras se aumenta el contenido de nutrientes; incremente la eficiencia de la planta reutilizando calor y agua de otras partes del proceso; reclame el RHI; obtenga la certificación PAS 110 para demostrar la calidad del digestato a posibles usuarios finales; aplique el digestato al terreno sólo cuando el cultivo lo necesita más. Después de todo, en el sector competitivo de AD, sólo las operaciones que optimizan cada aspecto del negocio tienen mayores posibilidades de éxito.

Por Matt Hale, Director Internacional de Ventas, HRS Heat Exchangers

 

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