Potencial medioambiental y energético

La fermentación de purín, estiércol y gallinaza contribuye significativamente a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero al utilizar el metano para la producción de energía. De este modo se reducen las emisiones que de otra forma se producirían durante el almacenamiento en contenedores abiertos. Además, el uso de estas materias primas en plantas de biogás reduce las pérdidas de amoniaco y optimiza la concentración de nutrientes para la producción de fertilizantes, lo que beneficia su uso comercial en horticultura y otros ámbitos. La producción de metano a partir de estas materias primas permite una conversión eficaz en electricidad y calor, lo que ayuda sobre todo a los clientes industriales en su abastecimiento energético.

Factores que influyen en la producción de biogás

1. Especie animal: La composición y las propiedades del purín y del estiércol difieren en función de la especie animal. El estiércol de vacuno suele tener un mayor contenido en sólidos y, por tanto, favorece la producción de gas, mientras que el de gallina ofrece ventajas para la producción de abono debido a su mayor contenido en nutrientes.
2. Calidad del pienso: La composición de nutrientes está estrechamente relacionada con la alimentación de los animales. Un alto contenido de proteínas en los piensos aumenta el contenido de nitrógeno en los purines, mientras que los piensos ricos en fibra influyen en el contenido de hidratos de carbono, un factor crucial para la fermentación industrial.
3. Condiciones de almacenamiento: Los tanques de purín abiertos pueden provocar pérdidas de amoniaco y modificar la concentración del purín. Los tanques cerrados o las instalaciones de almacenamiento cubiertas contribuyen a minimizar esas pérdidas y a mantener las condiciones óptimas para la fermentación.

Ventajas y rentabilidad económicas

Las plantas de biogás para la utilización de purín, estiércol y gallinaza ofrecen una larga vida útil y bajos costes operativos, lo que las convierte en una inversión estable y sostenible, especialmente para aplicaciones industriales. Gracias a la sofisticada tecnología de fermentación, la industria y el comercio se benefician tanto del ahorro energético como de la reducción del impacto ambiental.

Los conceptos de plantas personalizadas de TEWE tienen en cuenta los requisitos específicos para la aplicación industrial de purín y estiércol. Factores como la capacidad, el contenido de sólidos y las propiedades de los materiales se adaptan específicamente para asegurar una utilización eficaz y sostenible de estas materias primas y garantizar una producción de energía continua y comercial.

¿Qué componentes son importantes en la fermentación de purín y estiércol?

Son varios los componentes que desempeñan un papel decisivo en la fermentación de purín y estiércol en las plantas de biogás. Estas materias primas naturales son especialmente valiosas, ya que son muy eficientes desde el punto de vista energético y, al mismo tiempo, contribuyen a reducir los gases de efecto invernadero. He aquí un resumen de los componentes más importantes y su función en la producción de biogás:

Materia orgánica en purín y estiércol

La materia orgánica en el purín y el estiércol contiene hidratos de carbono, proteínas y grasas, que son descompuestos por los microorganismos y liberan el biogás. La proporción de materia orgánica influye directamente en la producción de gas: cuanto mayor sea esta proporción, más energía podrá generarse. Estos sustratos son ideales para las plantas de biogás, ya que son relativamente fáciles de fermentar.

Microorganismos

Microorganismos como las bacterias y las arqueas representan el motor del proceso de fermentación. Descomponen la materia orgánica en varias etapas:

• Hidrólisis: en primer lugar, las moléculas grandes se descomponen en componentes más pequeños (por ejemplo, aminoácidos y azúcares).

  • Acidogénesis: se generan ácidos orgánicos y alcohol.
  • Acetogénesis: los productos intermedios se convierten en ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono.
  • Metanogénesis: las bacterias del metano convierten el ácido acético y el hidrógeno en metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂), los principales componentes del biogás.

Proporciones de nutrientes y relación C/N

Una relación carbono-nitrógeno equilibrada (relación C/N) es crucial para una fermentación estable. El purín y el estiércol tienen una relación C/N ideal, que favorece la microbiología en el fermentador y promueve la formación eficaz de gas. El nitrógeno es necesario para el crecimiento de las células microbianas, mientras que el carbono sirve como fuente de energía.

Humedad

El contenido de humedad del purín y del estiércol influye en la estabilidad del proceso. Lo ideal es que el contenido de humedad se sitúe en torno al 90 % para garantizar una mezcla homogénea del sustrato y proporcionar a los microorganismos un entorno óptimo. Una proporción de agua equilibrada mejora la transferencia de calor en el fermentador y evita que el proceso de fermentación se estanque.

Valor de pH

El valor de pH es un factor de control importante en la fermentación. Los microorganismos de las plantas de biogás trabajan con mayor eficacia a un valor de pH entre 6,5 y 7,5. El purín y el estiércol suelen tener de forma natural el valor de pH ideal, que favorece la producción estable de metano. Los controles periódicos del pH en el fermentador garantizan un proceso libre de problemas.

Temperatura

La temperatura óptima para la fermentación se sitúa en el rango mesófilo (35-40 °C) o en el rango termófilo (50-55 °C). El purín y el estiércol reaccionan especialmente bien a la temperatura mesófila, ya que ésta favorece la actividad de los microorganismos y acelera la formación de metano.

Tiempo de retención hidráulica (TRH)

El tiempo de retención hidráulica describe el tiempo que el purín y el estiércol permanecen en el fermentador para descomponerse completamente. El TRH del purín y del estiércol suele ser de entre 15 y 30 días, lo que garantiza una producción continua de biogás y una conversión eficaz de los componentes orgánicos.

Formación y producción de gas

El purín y el estiércol proporcionan una producción estable y continua de gas, especialmente metano. Aunque la producción de metano del purín por sí solo es bastante moderado, la adición de estiércol aumenta significativamente la producción de gas. Ambos sustratos son ideales para las plantas de biogás que dependen de una producción fiable de energía.

Restos y residuos de fermentación

Tras el proceso de fermentación, quedan residuos de fermentación ricos en nutrientes, los cuales son útiles como abono para la agricultura. Estos residuos mejoran la calidad del suelo y garantizan la utilización sostenible de purín y estiércol.