Entendiendo el Digestato

HRS Resources: Understanding Digestate

¿QUE ES EL DIGESTATO?

El digestato es el material que queda después de la digestión anaeróbica de una materia prima biodegradable, tal como: lodos de aguas residuales, desechos de alimentos, desechos animales u otros productos de desecho orgánicos. La digestión anaeróbica (DA) produce dos productos principales: el digestato fibroso que se compone de formas sólidas y líquidas, y el biogás de origen natural que se emite durante el proceso de DA; ambos productos pueden reutilizarse. Cuando se produce una descomposición adicional de estos productos por separado, se pueden extraer residuos valiosos de cada uno de ellos, lo que hace que la digestión anaeróbica sea una forma eficiente y rentable de producir energía limpia y renovable, también de reciclar y reducir los materiales de desecho.

 

CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE DIGESTIÓN ANAERÓBICA

La gestión de residuos y energía ocupa actualmente un lugar destacado en la agenda de las prácticas responsables del procesamiento social y ambiental. Sin embargo, así como los sistemas AD se pueden diseñar para manejar las necesidades de procesamiento de productos y brindar excelentes beneficios de ahorro de energía y costos, hay otros factores importantes que se deben considerar durante el proceso de diseño del sistema. Estos factores son tales como:

  • La implicación de costos, recursos y energía en la eliminación y transporte del digestato, particularmente si la planta se encuentra en una ubicación remota o no existe uso local para ella.
  • El uso de subproductos animales que contengan digestato.
  • Los requisitos de pasteurización de diferentes productos para diferentes usos.
  • El cumplimiento de las normativas locales al usar digestato como fertilizante.

HRS diseña especializados Sistemas Medioambientales para incorporar cualquier factor de influencia que deba ser considerado junto a las necesidades del procesamiento de cada planta, y para identificar dónde se puede obtener el máximo valor de los tres componentes claves en los sistemas de procesamiento de desechos: el biogás, los sólidos y los líquidos del digestato.

 

TECNOLOGÍA PARA LA GESTIÓN DEL DIGESTATO

Concentración y Evaporación del Digestato

HRS Concentration of Environmental Waste for Renewable Energy (DCS)

Después de la producción del digestato mediante una digestión anaeróbica, el producto resultante digerido «húmedo» puede separarse en estado sólido y estado líquido, y concentrarse aún más.

La concentración del digestato en estado sólido produce un producto más compacto y denso en nutrientes, mientras que la evaporación del digestato en estado líquido puede reducir su volumen hasta en un 80% produciendo tanto un valioso líquido concentrado en nutrientes como un condensado que se puede volver a utilizar en otras partes de la planta de DA, como puede ser el caso de la dilución de la materia prima que alimenta el digestor.

El sistema HRS DCS ha sido diseñado para ser un sistema autosuficiente en circuito cerrado, no requiere agua o energía adicional, ya que se utilizan todos los elementos y no se generan residuos.

Las altas temperaturas necesarias para concentrar el digestato pueden provocar la liberación de amoníaco, en gran parte responsable de los olores asociados con el digestato. El DCS elimina esto al dosificar el digestato con ácido sulfúrico, lo que disminuye los niveles de pH, convirtiendo el amoníaco en sulfato de amonio, que no solo es menos oloroso, sino que también es un biofertilizante ideal.

Si se reduce el volumen de digestato, el contenido de nutrientes no solo se mantiene después de la concentración, sino que aumenta.

La evaporación del digestato es una opción viable económicamente para las plantas de DA, ya que se generan unos productos utilizables de mayor calidad, se minimizan los costos de transporte y la eliminación de desechos, y se obtienen ganancias en eficiencia energética, responsabilidad ambiental y reputación de marca.

Más información sobre HRS DCS (Sistema de concentración de digestato).

 

Pasteurización del Digestato

HRS Digestate Pasteurisation System (DPS)

Para utilizar el digestato como fertilizante en la tierra, este debe estar libre de productos químicos peligrosos y agentes nocivos como los patógenos. Para ello se requiere que la Pasteurización del digestato se diseñe con el tiempo de proceso y los requisitos de temperatura definidos y dictados por las regulaciones del país relacionado con el uso del producto.

La Pasteurización es un proceso térmico. El calor residual se utiliza para calentar el digestato y los tanques aislados se utilizan para mantener el digestato a la temperatura de Pasteurización durante el tiempo que sea necesario.

El HRS DPS (Sistema de Pasteurización de Digestato) emplea una recuperación de energía y suele ser hasta dos o tres veces más eficiente que los sistemas tradicionales. El HRS DPS transfiere energía del lodo más caliente (pasteurizado) al lodo más frío (no pasteurizado), lo que reduce el consumo de energía hasta en un 70% y maximiza el calor, que de otro modo se habría desperdiciado.

Esto también evita la necesidad de instalar una fuente de calor adicional, como una caldera de biomasa, que podría sumar cientos de miles de euros a un proyecto. Además, el DPS se puede utilizar junto con maceradores para disminuir y controlar la dimensión máxima de partículas sólidas contenidas en el digestato.

El HRS DPS ha sido diseñado con tubos corrugados en lugar de lisos, ya que esa corrugación tiene como objetivo aumentar la transferencia de calor creando una turbulencia adicional en el fluido. Esto reduce las incrustaciones, disminuyendo la probabilidad de que el digestato se adhiera a las paredes del tubo, y reduce significativamente el tiempo de paradas y mantenimiento, aumentando la vida útil general del sistema.

Vea nuestro breve vídeo sobre el proceso de Pasteurización de lodos para obtener más información.

EFICIENCIA ENERGÉTICA

El proceso de DA se basa en proporcionar calor constante al digestor, sin embargo, el nivel de energía necesario para esto es a menudo menor que la energía total emitida por las unidades CHP (calor y energía combinados) del sistema. Al capturar el exceso de energía, esta se puede utilizar para impulsar otros procesos térmicos en la planta de DA, como la evaporación y pasteurización del digestato. El calor del motor de cogeneración está disponible en dos formas: agua de refrigeración del motor (normalmente agua a 90-70 ºC) y gases de escape (salidas entre 450-500 ºC).

En caso de que la cantidad total de cogeneración sea insuficiente para cubrir todos los procesos, se requerirán otras fuentes de energía térmica como calderas de vapor o agua, que pueden funcionar con biomasa, gas natural u otros. Decidir cómo y qué fuente de energía debe usarse para qué proceso dentro de un sistema de DA, dependerá de varios factores.

HRS diseña procesos óptimos de transferencia de calor para los sistemas DA utilizando las siguientes tecnologías de transferencia de calor:

 

INTERCAMBIADORES DE CALOR SERIE HRS DTI

HRS DTI Series Double Tube Heat Exchanger

Los intercambiadores de calor Serie HRS DTI están diseñados para todas aquellas aplicaciones con lodos y digestato. El intercambiador de calor está formado por un tubo interior corrugado que ofrece una tasa de transferencia de calor mucho mayor en comparación con los intercambiadores de calor de tubo liso, esto es debido al nivel adicional de turbulencia generado en el fluido durante su paso por el tubo. La alta tasa de turbulencia reduce significativamente los efectos de las incrustaciones en la superficie de transferencia de calor y, por lo tanto, aumenta el tiempo de funcionamiento del sistema. El tubo interior de gran diámetro facilita el trabajo de procesamiento de productos como digestato que contienen fibras o partículas grandes, ya que el intercambiador DTI ha sido diseñado para facilitar su limpieza y el mantenimiento respecto a los tradicionales intercambiadores de calor en espiral.

Lea más sobre la Serie HRS DTI.

 

INTERCAMBIADORES DE CALOR SERIE HRS DTR

HRS DTR Series Double Tube Heat Exchanger

La Serie HRS DTR es una adaptación de los intercambiadores de calor Serie HRS DTI. Tanto el modelo DTI como el DTR son intercambiadores de calor de tubo en tubo, ambos contienen un tubo interior de gran diámetro con perfil corrugado. Sin embargo, la Serie HRS DTR se ha diseñado específicamente para la recuperación directa de calor producto a producto, donde el calor emitido por el digestato caliente se puede transferir al digestato frío dentro del intercambiador de calor. Además, en el intercambiador de calor HRS DTR, la inspección y limpieza del canal lateral de la carcasa se facilita gracias al tubo interior extraíble.

Lea más sobre la Serie HRS DTR.

 

INTERCAMBIADORES DE CALOR SERIE HRS G

HRS G Series - Gas Cooling Heat Exchangers

El intercambiador de calor Serie HRS G es un intercambiador de calor multitubular de acero inoxidable diseñado específicamente para aplicaciones de enfriamiento de gases de escape y recuperación térmica. El enfriamiento y la recuperación del calor en los gases de escape pueden aumentar la eficiencia de las unidades de cogeneración y utilizarse en otros procesos de la planta, tales como: el calentamiento de la materia prima y del digestor, la pasteurización y la concentración de digestato. La Serie HRS G es un sistema compacto que utiliza la tecnología de corrugado para mejorar las tasas de transferencia de calor y recuperar energía.

Lea más sobre la Serie HRS G.

 

INTERCAMBIADORES DE CALOR HRS SUPERFICIE RASCADA 

HRS Scraped Surface Heat Exchanger UNICUS Series

La Serie HRS de intercambiadores de calor de superficie rascada está diseñada para tratar los desafíos más difíciles en aplicaciones de transferencia de calor, es el caso del ensuciamiento en los intercambiadores y el tratamiento de fluidos con alta viscosidad. En el proceso de DA, ambos problemas son muy comunes como resultado del rico contenido en incrustaciones del propio digestato y de los procesos de evaporación/concentración utilizados en su producción.

El movimiento mecánico de las barras rascadoras en los intercambiadores de calor de superficie rascada, la Serie HRS Unicus patentada donde las barras rascadoras se mueven alternativamente y la Serie HRS R donde giran, hacen que se mantenga una alta transferencia de calor y unas limpias superficies del intercambiador de calor.

Lea más sobre los intercambiadores de calor de superficie rascada Serie R y Serie Unicus.

 

LOS BENEFICIOS DE UN SISTEMA OPTIMIZADO DE DIGESTION ANAEROBICA

La eficiencia energética, la reducción de su tamaño y la escalabilidad son puntos fundamentales para el diseño de todos los Sistemas HRS DA. Con un adecuado Sistema se pueden ofrecer los siguientes beneficios:

  • Rico en nitrógeno, fósforo y potasio, el digestato puede producir un fertilizante natural rico en nutrientes y sin olor que ayudará a elevar los niveles de materia orgánica del suelo y aumentar la capacidad de retención del agua. Los Sistemas HRS DA están diseñados para producir un digestato una calidad superior que sea menos costoso y más ecológico que los fertilizantes producidos químicamente.
  • Los tratamientos de pasteurización que cumplen con la normativa garantizan la eliminación de las sustancias nocivas y los patógenos de los fertilizantes de digestato, lo que los hace más adecuados para el esparcimiento terrestre.
  • La concentración reduce significativamente el volumen de digestato. Esto significa que, ya sea que su digestato genere un producto básico que pueda usarse o venderse, reduciendo su volumen disminuirán los gastos de almacenamiento, transporte, aplicación y eliminación.
  • Las fuentes de energía térmica y las operaciones de transferencia de calor adecuadas pueden optimizar la recuperación de calor y ahorrar hasta un 70% de la energía térmica necesaria para procesos como la evaporación y la pasteurización.
  • Los subproductos se pueden convertir en un flujo de ingresos adicionales.

Lea el estudio de cada caso para ver cómo se compara una planta de producción equipada con procesamiento de digestato con una planta sin él, y las proyecciones de retorno de la inversión.

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