Optimización de la producción de biogas mediante la co-digestión anaeróbica de purines bovinos con residuos orgánicos de la industria agroalimentaria

Abstract

El proceso de digestión anaerobia se configura como uno de los más idóneos para la reducción de emisiones de efecto invernadero, el aprovechamiento energético de los residuos orgánicos y el mantenimiento del valor fertilizante de los productos tratados. La digestión anaerobia de purines de lechería puede ser una buena opción para obtener de estos un subproducto como es el biogás y así poder realizar una disposición final más adecuada de estos residuos. Sin embargo, la aplicación de este tratamiento a purines de lechería está ciertamente limitada por algunas características de los purines que son deficientes para el buen funcionamiento de la digestión anaeróbica, obteniendo bajas producciones de biogás. Debido a esto es necesario la aplicación de la digestión conjunta (co-digestión), la cual corresponde a una mezcla de dos o más res iduos orgánicos para obtener mayores rendimientos en la obtención de biogás, que en este caso en especial, es la mezcla de urines de lechería con distintos residuos orgánicos de la industria agroalimentaria Estos residuos o cosustratos presentan composiciones complementarias para una adecuada mezcla que se obtiene mediante proporc iones determinadas, generando producciones de biogás superiores a las obtenidas por cada residuo por separado. Para poder realizar este proceso adecuadamente se determinaron los principales parámetros ambientales y operacionales. Se demostró el potencial de Chile para desarrollar e implementar el sistema de co-di gestión, debido a la cantidad de residuos orgánicos y su materia orgánica disponible generada por la agroindustria, susceptible a ser empleada en la generación de biogás. Entre los sectores agroindustriales mencionados en este estudio, se genera un total de 1.580.50 l t/año de residuos sólidos orgánicos, los cuales se encuentran con una mayor di sponibilidad en la zona centro sur del país. Junto a ellos se evaluó el sistema lechero chileno donde se muestra su distribución, potencial de generación y principales características de los purines de lecherías como mate ria prima principal para una mezcla de co-digestión. Se determinaron las principales características a evaluar en los residuos orgánicos agroindustriales para una óptima selección. Adicionalmente, se presentó la productividad de biogás y la participación de metano en cada uno de los residuos orgánicos evaluados, junto a la participación total de cada sector agro indu strial. Se seleccionaron los principales residuos orgánicos agroindustriales que presentan características complementarias para una adecuada factibilidad del sistema de co-digestión, proporcionando un total de 916. 103 tlaño de residuo só lido, los cuales se encuentran di sponibles en la zona centro sur. En cuanto al sistema lechero, se demostró y determinó que la mayor di sponibilidad de purines de lechería en forma constante y concentrada se encuentra en la zona centro sur de Chile, con más de un 50% de los animales de lechería que permanecen estabulados. Se elaboró un protocolo metodológico para desarro llar un proceso de co-digestión en Chile de una forma más industrializada y viable, con el objetivo de determinar su dimensión, instalación y funcionamiento, y así poder obtener una producción de biogás mayor mediante la mezcla de residuos de lecherías y residuos orgánicos agroindustriales, aprovechando de mejor forma la biomasa residual disponible.

El proceso de digestión anaerobia se configura como uno de los más idóneos para la reducción de emisiones de efecto invernadero, el aprovechamiento energético de los residuos orgánicos y el mantenimiento del valor fertilizante de los productos tratados. La digestión anaerobia de purines de lechería puede ser una buena opción para obtener de estos un subproducto como es el biogás y así poder realizar una disposición final más adecuada de estos residuos. Sin embargo, la aplicación de este tratamiento a purines de lechería está ciertamente limitada por algunas características de los purines que son deficientes para el buen funcionamiento de la digestión anaeróbica, obteniendo bajas producciones de biogás. Debido a esto es necesario la aplicación de la digestión conjunta (co-digestión), la cual corresponde a una mezcla de dos o más res iduos orgánicos para obtener mayores rendimientos en la obtención de biogás, que en este caso en especial, es la mezcla de urines de lechería con distintos residuos orgánicos de la industria agroalimentaria Estos residuos o cosustratos presentan composiciones complementarias para una adecuada mezcla que se obtiene mediante proporc iones determinadas, generando producciones de biogás superiores a las obtenidas por cada residuo por separado. Para poder realizar este proceso adecuadamente se determinaron los principales parámetros ambientales y operacionales. Se demostró el potencial de Chile para desarrollar e implementar el sistema de co-di gestión, debido a la cantidad de residuos orgánicos y su materia orgánica disponible generada por la agroindustria, susceptible a ser empleada en la generación de biogás. Entre los sectores agroindustriales mencionados en este estudio, se genera un total de 1.580.50 l t/año de residuos sólidos orgánicos, los cuales se encuentran con una mayor di sponibilidad en la zona centro sur del país. Junto a ellos se evaluó el sistema lechero chileno donde se muestra su distribución, potencial de generación y principales características de los purines de lecherías como mate ria prima principal para una mezcla de co-digestión. Se determinaron las principales características a evaluar en los residuos orgánicos agroindustriales para una óptima selección. Adicionalmente, se presentó la productividad de biogás y la participación de metano en cada uno de los residuos orgánicos evaluados, junto a la participación total de cada sector agro indu strial. Se seleccionaron los principales residuos orgánicos agroindustriales que presentan características complementarias para una adecuada factibilidad del sistema de co-digestión, proporcionando un total de 916. 103 tlaño de residuo só lido, los cuales se encuentran di sponibles en la zona centro sur. En cuanto al sistema lechero, se demostró y determinó que la mayor di sponibilidad de purines de lechería en forma constante y concentrada se encuentra en la zona centro sur de Chile, con más de un 50% de los animales de lechería que permanecen estabulados. Se elaboró un protocolo metodológico para desarro llar un proceso de co-digestión en Chile de una forma más industrializada y viable, con el objetivo de determinar su dimensión, instalación y funcionamiento, y así poder obtener una producción de biogás mayor mediante la mezcla de residuos de lecherías y residuos orgánicos agroindustriales, aprovechando de mejor forma la biomasa residual disponible.