Análisis de la Influencia de la Temperatura en el Proceso de Digestión Anaerobia en un Reactor de Flujo Plug
Autores: Calise, Francesco; Cappiello, Francesco Liberato; Cimmino, Luca; Napolitano, Marialuisa; Vicidomini, Maria
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de la Influencia de la Temperatura en el Proceso de Digestión Anaerobia en un Reactor de Flujo Plug
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Biogás
Digestión anaerobia
Efectos de temperatura
Reactor de flujo pistón
Transferencia de calor
Producción de metano
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La producción de biogás mediante el proceso de digestión anaeróbica se está volviendo cada vez más atractiva en el contexto de la economía verde. Cuando se utiliza residuos orgánicos municipales para producir biogás, se obtiene un efecto positivo adicional en la eliminación de residuos urbanos. Partiendo del modelo de digestión anaeróbica n.1, se realiza un análisis preciso de los efectos de la temperatura en el proceso de digestión anaeróbica en un reactor de flujo pistón. Este artículo tiene como objetivo presentar un modelo biológico y térmico unidimensional integral y completo para un reactor de flujo pistón. Se consideran ecuaciones diferenciales parciales con respecto al tiempo y al espacio para modelar la transferencia de calor entre el reactor y el intercambiador de calor interno y entre el reactor y el entorno. En este ámbito, se desarrolló un código de simulación adecuado en MATLAB y se validó utilizando los datos disponibles en la literatura. Los resultados de los cálculos muestran que la temperatura juega un papel crucial en el proceso de digestión anaeróbica, ya que afecta fuertemente las tasas cinéticas de las especies microbianas y la producción de metano. Los resultados obtenidos en términos de campos de temperatura y producción de biogás se comparan con los disponibles en la literatura, que tratan sobre un reactor de tanque agitado continuamente. La comparación se realiza considerando que ambos reactores procesan un caudal volumétrico de residuos y tienen las mismas características estructurales. El reactor de flujo pistón mostró un mejor rendimiento con un caudal de biogás producido igual a /año.
Descripción
La producción de biogás mediante el proceso de digestión anaeróbica se está volviendo cada vez más atractiva en el contexto de la economía verde. Cuando se utiliza residuos orgánicos municipales para producir biogás, se obtiene un efecto positivo adicional en la eliminación de residuos urbanos. Partiendo del modelo de digestión anaeróbica n.1, se realiza un análisis preciso de los efectos de la temperatura en el proceso de digestión anaeróbica en un reactor de flujo pistón. Este artículo tiene como objetivo presentar un modelo biológico y térmico unidimensional integral y completo para un reactor de flujo pistón. Se consideran ecuaciones diferenciales parciales con respecto al tiempo y al espacio para modelar la transferencia de calor entre el reactor y el intercambiador de calor interno y entre el reactor y el entorno. En este ámbito, se desarrolló un código de simulación adecuado en MATLAB y se validó utilizando los datos disponibles en la literatura. Los resultados de los cálculos muestran que la temperatura juega un papel crucial en el proceso de digestión anaeróbica, ya que afecta fuertemente las tasas cinéticas de las especies microbianas y la producción de metano. Los resultados obtenidos en términos de campos de temperatura y producción de biogás se comparan con los disponibles en la literatura, que tratan sobre un reactor de tanque agitado continuamente. La comparación se realiza considerando que ambos reactores procesan un caudal volumétrico de residuos y tienen las mismas características estructurales. El reactor de flujo pistón mostró un mejor rendimiento con un caudal de biogás producido igual a /año.