Parámetros operacionales del proceso

1. Tiempo de retención hidráulica

El tiempo de retención hidráulica es el tiempo promedio durante el cual el material de alimentación se mantiene dentro el digestor.

2. Tasa de carga orgánica

La tasa (velocidad) de carga orgánica es la cantidad de sustrato en metros cúbicos introducida diariamente en el biodigestor, es directamente dependiente de la concentración de sustrato y del tiempo de retención fijado.

En ausencia de inhibidores, altas cargas orgánicas proporcionan altas producciones de biogás aunque también aumenta el riesgo de sobrecargas de materia orgánica la cual produce inestabilidad en el proceso, ya que al aumentar la carga orgánica aumenta el número de ácidos grasos volátiles, los cuales hacen aumentar la acidificación dando como resultado la reducción de biogás; esto también se puede producir cuando se cambia de materia prima, es decir cambia la composición química del sustrato.

Se puede entender mejor mediante la siguiente formula:

Durante la puesta en marcha del biodigestor la carga orgánica es aumentada lentamente para que los microorganismos tengan un tiempo suficiente de adaptación.

3. Agitación

La operación de mezclado se lleva a cabo mecánicamente por medio de dispositivos móviles en el biorreactor, pero también existen la agitación hidráulica y el burbujeo del biogás.

Buscamos con la agitación, los siguientes objetivos:

Remoción de metabolitos, producidos por las bacterias metanogénicas. Mezclado del sustrato fresco con la población bacteriana. Evitar la formación de una “costra” que se forme dentro del biodigestor. Mantener uniforme la densidad bacteriana. Evitar la formación de espacios sin actividad biológica (“espacios muertos”). Prevenir formación de espumas y sedimentación en el reactor.

Para seleccionar un sistema de agitación, el cual tiene una frecuencia e intensidad determinadas, se debe saber que las bacterias involucradas en el proceso se encuentran en un equilibrio simbiótico, si este equilibrio se ve afectado por una agitación incorrecta, este error llevara al proceso a una inestabilidad dando como resultado final la reducción de producción de biogás.

En consecuencia, diversas estrategias de mezcla se han desarrollado:

Agitadores de baja velocidad: Este tipo tiene la característica de tener los brazos y paletas de llegan a mover toda la materia prima en fermentación, tienen un bajo consumo de energía y son de funcionamiento continuo.

Agitadores de velocidad media: Funcionan de manera intermitente o de forma continua con un consumo de energía moderado.

Agitadores de alta velocidad: Agitadores que operan con alta energía el consumo, que funciona de manera intermitente, pero sólo para un corto tiempo de operación.

Una correcta agitación favorece la producción de gas, esto se debe esencialmente a 4 causas:

Evitar la acumulación de lodo en la parte superior del digestor. Distribución uniforme de los productos, tanto intermedios como finales. Mayor contacto entre el sustrato y las bacterias. Distribución uniforme de temperatura y sustrato en el interior del biodigestor