Uso de energías renovables (biomasa)

Placas de intercambio de calor BUCO para el calentamiento del fermentador directamente en la biomasa como uso de energías regenerativas

Para garantizar un proceso de fermentación óptimo y lograr así el mayor rendimiento de gas posible, el nivel de temperatura en particular debe mantenerse lo más constante posible. Estos procesos se llevan a cabo en fermentadores calentados y aislados térmicamente. Para calentar el sustrato de fermentación y mantener el nivel de temperatura constante, el fermentador está equipado con un dispositivo de calefacción. Lo más importante son los dispositivos de calefacción integrados y el montaje en la pared. Nuestras placas de intercambio de calor BUCO se fijan a la pared del fermentador mediante soportes. Todas las piezas son de acero inoxidable. Por lo tanto, son resistentes a la corrosión y al envejecimiento y tienen una muy buena conductividad térmica y mejores valores de transferencia de calor que el plástico, lo que repercute positivamente en el dimensionamiento de la superficie del intercambiador de calor.

La importancia de las fuentes de energía renovables, como la solar, la eólica y la geotérmica, está aumentando debido a la situación actual. En Alemania, alrededor del 60 % del consumo total se compone actualmente de petróleo y gas natural, y sólo el 40 % de las necesidades energéticas de Alemania pueden satisfacerse con fuentes domésticas. El biogás es un tema que se discute con frecuencia debido a los avances técnicos. La compatibilidad medioambiental y climática, así como la aceptación social, hacen de esta fuente de energía un componente que merece la pena promover para asegurar el suministro energético. Según estimaciones conservadoras, alrededor del 5,5% del consumo de gas natural en Alemania podría cubrirse con biogás. Los procesos de conversión bioquímica, como la producción de biogás, se basan en procesos de fermentación. Una de las variables de proceso más importantes que influyen en la estabilidad del proceso y en la producción de biogás es la temperatura de fermentación, que influye en la tasa de degradación anaeróbica. Dentro del espectro de la fermentación, se distinguen tres rangos de temperatura en los que prosperan las correspondientes cepas bacterianas

• por debajo de 25 °C (cepas psicrófilas)
• de 30 °C a 45 °C (cepas mesófilas)
• por encima de 50 °C (cepas termófilas)

La mayoría de las plantas de biogás agrícola funcionan en el rango de temperaturas mesófilas. La fermentación y la liberación de biogás no se producen de manera uniforme. Más bien, la generación de gas depende de la actividad biológica de los microorganismos implicados y de la digestibilidad de los sustratos iniciales. Para garantizar un proceso de fermentación óptimo y lograr así el mayor rendimiento de gas posible, el nivel de temperatura en particular debe mantenerse lo más constante posible. Estos procesos se llevan a cabo en fermentadores calentados y aislados térmicamente. Para calentar el sustrato de fermentación y mantener el nivel de temperatura constante, el fermentador está equipado con un dispositivo de calefacción. De la experiencia adquirida en la industria se desprende lo siguiente: Se distingue entre el equipo de calefacción integrado y el montaje en la pared, en el que se centra la atención.

Esto se suele hacer con tubos de plástico. Aunque éstas son baratas, se alargan y tienen que colocarse mucho más juntas. Esto reduce el número de pasos y hace que se deposite más rápidamente el sustrato, con la desventaja de que la mezcla es más pobre y la conductividad térmica es menor. El oxígeno se difunde a través de todas las tuberías de plástico y llega al agua de calefacción. Este hecho indeseable conduce a la sedimentación del agua de calefacción y, por tanto, a un deterioro constante del intercambio de energía. Así, se necesita cada vez más energía para conseguir el efecto de calefacción deseado. Para compensar la pérdida de calor, se suelen aumentar las temperaturas de flujo, pero esto provoca una evaporación más rápida de los estabilizadores en el plástico y, por tanto, una fragilidad más rápida. Por otra parte, la difusión de oxígeno aumenta aún más a medida que las tuberías de plástico se vuelven frágiles. Este hecho también puede provocar la corrosión de las tuberías de calefacción y calderas metálicas, ya que éstas no están protegidas contra la corrosión. Los dispositivos de calefacción integrados en la pared del depósito no han dado buenos resultados con el hormigón, ya que puede provocar el desconchado del material de construcción. En algunos casos, los sistemas de calefacción por suelo radiante también se hormigonan en los suelos de los depósitos. Sin embargo, su eficacia es limitada, ya que las capas de hundimiento tienen un efecto de aislamiento térmico y la potencia calorífica de la calefacción por suelo radiante es muy limitada.

Nuestra solución

Las placas de intercambio de calor BUCO se fijan a la pared del fermentador mediante soportes. Placas de intercambio de calor montadas en la pared del tanque (ver imagen).

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