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Título : Análisis tecno-económico de la conversión de biomasa residual en energía dentro del sector industrial porcino en la Granja “El Chanchito” de la provincia de Chimborazo
Autor : Allauca Peñafiel, Diego Rafael
Director(es): Calispa Aguilar, Marcelo Esteban
Tribunal (Tesis): Acosta Velarde, Jaime Iván
Palabras claves : MODELO MATEMÁTICO ADM1;DIGESTIÓN ANAEROBIA;BIODIGESTOR;DESARROLLO SOSTENIBLE;ENERGÍA RENOVABLE;BIOMASA RESIDUAL
Fecha de publicación : 3-feb-2023
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Allauca Peñafiel, Diego Rafael. (2022). Análisis tecno-económico de la conversión de biomasa residual en energía dentro del sector industrial porcino en la Granja “El Chanchito” de la provincia de Chimborazo. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFM;85T00767
Abstract : The main aim was to propose anaerobic digestion for obtaining energy that has been little studied in the swine industry, which has been able to reduce the contamination of rivers near the production plants, as well as the social problems associated with it; it is known that it could also generate self-sustainable electric energy and additional economic income from the sale of organic fertilizer. The ADM1 mathematical model, consisting of 35 differential equations of state, designed in Simulink®, to simulate anaerobic digestion, taking into account parameters such as temperature, pH, and initial concentrations of the residual biomass, based initially on tabulated data for urban wastewater entering the reactor, and later the model was validated with previous research, using specific parameters for swine excreta, and then the process was simulated to obtain biogas in three runs: At 25°C, 35°C and 40°C, it was determined that a temperature of 25°C was more viable, since the result was a biogas composed of approximately 90% methane. Based on these results, a comparison was made with the costs of energy consumed by the farm and it was found that this technology could provide about 40% of the farm's energy demand, in addition to a by-product called Biol, which is a biofertilizer with sales prices of up to $35.00 for a 5-gallon container, which could become economic income for the farm. It was also found that the costs of implementing this technology would be amortized in approximately 3 years and 4 months. And finally a flexible Taiwanese type prefabricated horizontal biodigester with a capacity of 60m3 was proposed.
Resumen : El objetivo principal del presente trabajo fue proponer la digestión anaerobia para la obtención de energía que ha sido poco explotada en la industria del ganado porcino, esta ha sido capaz de disminuir la contaminación de ríos cercanos a las plantas de producción, así como problemas sociales derivados, se sabe que también pudo generar energía eléctrica autosustentable e ingresos económicos adicionales por la venta de abono orgánico. Se utilizó el modelo matemático ADM1, que consta de 35 ecuaciones diferenciales de estado, desarrollado en Simulink®, para simular la digestión anaeróbica, se tuvieron en cuenta parámetros como la temperatura, el pH, y concentraciones iniciales de la biomasa residual, inicialmente con datos tabulados para aguas residuales urbanas de ingreso al reactor, y posteriormente se validó el modelo con investigaciones previas, ayudándose de parámetros específicos para excretas de ganado porcino, de ahí se simuló el proceso para obtención de biogás en tres corridas: a 25ºC, 35ºC y 40ºC, quedando demostrado que era más viable una temperatura de 25ºC, pues resultó un biogás compuesto por 90% de Metano aproximadamente. Con base en estos resultados, se realizó una comparación con los costos de energía consumida por la granja y se encontró que con esta tecnología se podría proveer cerca del 40% de la demanda energética de la misma, además de un subproducto llamado Biol, que es un biofertilizante con precios de venta de hasta $35,00 por un envase de 5gal, que podría convertirse en ingreso económico para la granja. También se pudo encontrar que los costos de implementar esta tecnología se amortizarían en 3 años y 4 meses aproximadamente. Finalmente se propuso un biodigestor flexible tipo Taiwanés prefabricado horizontal de 60m3 de capacidad.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/18882
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