L os probióticos son microorganismos vivos que al ser ingeridos en cantidades adecuadas ejercen una influencia positiva en la salud o en la fisiología del




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3.objetivos específicos


Los objetivos generales del proyecto son:

  • Integrar el proceso de tratamiento de residuos cárnicos en la cadena de los biocombustibles, produciendo grasas animales para su uso directo en la producción de biodiesel, y el metano para la producción de metanol.

  • Usar biogás como materia prima descentralizada y renovable para la producción de metanol, producto para el que existe una gran demanda en la industria química y petroquímica como materia prima para numerosos productos, entre ellos, combustibles para automoción y aditivos para gasolina (MTBE), que de esta forma se convertirían en bioproductos.

  • Desarrollo y experimentación de tecnologías para la limpieza sostenible del biogás, en especial para la eliminación de H2S, siloxanos y otros compuestos dañinos para el proceso.

  • Investigar y desarrollar un nuevo proceso de producción de metanol sostenible y renovable, adaptado a las condiciones de producción del biogás en plantas con menor capacidad de producción que las utilizadas industrialmente para la producción de metanol a partir de metano o gasificación de carbón.

  • Adaptar los procesos existentes de producción de metanol a partir de gas natural, a plantas de menor capacidad (down-scaling) alimentadas por biogás.

  • Encontrar y experimentar nuevos catalizadores más resistentes y adaptados a los contaminantes existentes en pequeñas cantidades en el biogás de alimentación a la reacción, pero capaces de envenenar los catalizadores empleados en la reacción.

  • Mantener la eficiencia de los sistemas pequeños (>62%)

  • Desarrollar, diseñar, implantar, probar y estudiar la viabilidad, a escala de laboratorio, de un proceso sostenible de producción de biometanol.

  • Comprobar la viabilidad del proceso, a escala de laboratorio, en condiciones reales de funcionamiento mediante el acoplamiento de la planta de laboratorio a una planta piloto de tratamiento de residuos cárnicos mediante digestión anaerobia.

  • Como objetivos específicamente ambientales del proyecto se pueden señalar el desarrollo de un proceso sostenible de producción de biometanol que contribuirá al cumplimiento de los requisitos establecidos por Kioto y a la lucha contra el cambio climático.


TAREAS PARA ALCANZAR LOS OBJETIVOS MENCIONADOS


TAREAS DE LEIA

El trabajo a realizar por LEIA en el proyecto propuesto estará centrado en la definición, diseño y prueba de un nuevo proceso, innovador y sostenible, de producción de biometanol utilizando como materia prima el biogás generado en una planta de tratamiento de residuos de matadero mediante digestión anaerobia para ello será necesario la realización de las tareas indicadas a continuación.

TAREA1: Estudio bibliográfico

La realización de esta Tarea permitirá conocer la situación de la tecnología a escala internacional, se estudiarán los procesos de obtención existentes industrialmente para la obtención de metanol utilizando como materia prima metano. Se estudiarán, además, las investigaciones que se estén llevando a cabo en este campo y los últimos avances conseguidos, etc.

Aunque inicialmente esta tarea será realizada con mayor intensidad, se seguirá realizando durante toda la duración del proyecto con el objeto de conocer, en cada momento, los avances que se vayan realizando en todas las áreas relacionadas con el proyecto

Tarea 2: Análisis y selección de las tecnologías utilizables:

A partir de la información obtenida en la Tarea 1 se definirán las tecnologías que desde el punto de vista teórico sean más aplicables a la utilización del biogás como materia prima y se seleccionarán las que vayan a ser utilizadas en el proceso.

La duración de esta Tarea 2 se estima en 3 meses y será iniciada con un decalaje de 3 meses con respecto al inicio de la Tarea 1.

Tarea 3: Definición, diseño y construcción de la Planta de Laboratorio:

Tras el análisis y selección de la tecnología se iniciará la definición y diseño de la planta que será utilizada en el laboratorio para la realización de las pruebas necesarias. En esta tarea se definirá el rango de condiciones de proceso a utilizar (presiones, temperaturas, etc.), equipamiento, catalizadores que vayan a r probados, etc

Y una vez establecidas estas condiciones se iniciará su diseño, que se continuará con la selección de suministradoras, compra de equipamiento e implantación en los laboratorios de LEIA.

La duración estimada de esta Tarea es de 9 meses

Tarea 4: Pruebas de Laboratorio

Finalizada la Tarea 3 se iniciará la realización de las pruebas en el laboratorio que permitirá la completa definición del proceso que se pretende desarrollar.

Durante la experimentación se probarán los catalizadores seleccionados, se estudiarán la eficiencia de la reacción, el grado de conversión alcanzado, la influencia de las condiciones de proceso en los catalizadores utilizados, su duración, posibilidades de regeneración y número de regeneraciones posibles, venenos existentes en el biogás y sensibilidad de los catalizadores hacia ellos, calidad del biometanol obtenido, etc.

Todas las pruebas serán realizadas con biogás sintético, es decir, a partir de los conocimientos y la experiencia de BFC y LEIA sobre las características y calidades del biogás obtenido en plantas de tratamiento de residuos de matadero por digestión anaerobia a la salida del sistema de limpieza, se definirá una alimentación tipo que será adquirida a un suministrador de gases. Esto simplificará las condiciones de funcionamiento en el laboratorio ya que el gas de alimentación será suministrado en bombonas presurizadas de acuerdo con las condiciones de proceso requeridas.

La duración estimada para esta tarea es de 18 meses

La realización de esta tarea permitirá la optimización del nuevo proceso y la definición de todas las variables que puedan tener una influencia relevante en el proceso que se pretende desarrollar

Tarea 5: Pruebas con alimentación real:

Una vez finalizadas las pruebas de laboratorio con el biogás sintético, la planta de laboratorio será trasladada a la planta piloto de tratamiento de residuos de matadero por digestión anaerobia donde se realizarán pruebas con alimentación real. Para ello, a la salida del sistema de tratamiento y limpieza de biogás se desviará hacia la planta de obtención de biogás la cantidad necesaria para su funcionamiento y que deberá ser adecuado a las condiciones de proceso.

Para la realización de estos cambios será necesaria la adecuación de la planta piloto de forma que permita la alimentación a la planta de laboratorio en condiciones adecuadas

La realización de estas pruebas permitirá conocer y optimizar el proceso para las condiciones reales de funcionamiento y que pueden presentar diferencias con los resultados obtenidos con las pruebas de laboratorio.

A partir de los resultados obtenidos se realizarán las modificaciones y ajustes de proceso necesarios .

La duración de esta tarea se estima en 15 meses

Tarea 6:Análisis de resultados, conclusiones e informe final

Los resultados obtenidos de las tareas 4 y 5 serán analizados con el objetivo de obtener unas conclusiones sobre la viabilidad del proceso definido y su posible escalado a planta piloto y posteriormente a planta industrial. Las conclusiones obtenidas serán recogidas en un documento que será distribuido entre los socios participantes en el proyecto que BFC considere necesario.

Informes y Coordinación del proyecto

Además de las tareas citadas, LEIA realizará los informes de su trabajo para la justificación del proyecto, además del informe final y los informes internos que los socios participantes acuerden realizar.

Además acudirá a las reuniones de los socios en los que sea necesaria su presencia y participación.

T1: Integración del proceso de tratamiento de residuos cárnicos en la cadena de los biocombustibles.

El tratamiento de residuos cárnicos puede proporcionar, como subproductos, biogás (60-70% de metano, resto CO2) y grasas animales. Las grasas se pueden usar como materia prima en el proceso de biodiesel. Para ello se estudiarán los requerimientos del proceso de biodiesel sobre las características de las grasas. Con los resultados se optimizará la producción de grasas en la planta de tratamiento de residuos cárnicos adaptando así sus características.

Por otro lado se estudiará el uso de biogás como materia prima en la producción de metanol. Se definirán los requerimientos del proceso de obtención de biodiesel sobre la calidad del metanol, para así optimizar el proceso de producción de metanol.

Se estudiará la disponibilidad de residuos cárnicos a nivel nacional, para así valorar el potencial existente para la producción de metanol como componente esencial en la producción de biodiesel. Un ciclo de vida del proceso de obtención del metanol demostrará las ventajas medioambientales y energéticas de dicha producción. Se investigará la tecnología más apta para la producción del metanol. Factores decisivos serán la posibilidad de reducción de tecnologías usadas en la industria química que usen como combustible gas natural.

T2: Desarrollo y experimentación de tecnologías para la limpieza sostenible del biogás, en especial para la eliminación de H2S, Siloxanos y otros compuestos nocivos para el proceso.

Se optará por la tecnología de percolación, un proceso innovador que elimina en el caso de los H2S a <5 ppm. En el caso de los siloxanos habrá que hacer investigación básica de laboratorio, ya que está en un estado anterior de desarrollo. El sistema eliminará aprox. El 50% de los siloxanos. Para garantizar la calidad del biogás, habrá un filtro de carbón activo, que se encargará de eliminar todas las impurezas no eliminadas por los sistemas de purificación anteriores. Se construirán dos sistemas diferentes para poder testarlos y validar los cálculos teóricos. Los socios que trabajarán en este tema han hecho proyectos de investigación anterior en esta área y cuentan por ello con una dilatada experiencia.

T3: Reducción de escala de los procesos industriales de catálisis existentes (500 – 1000l metanol por hora).

Ya que los sistemas convencionales de producción de metanol son a gran escala y usan gas natural como combustible, será necesario estudiar las posibilidades de reducir la capacidad de los sistemas sin perder más eficiencia. La eficiencia a nivel industrial es de aprox. 32 a 44%. El objetivo es no bajar de estos niveles. Por otro lado se tendrán en cuenta las características del biogás, que son bastante diferentes a las del gas natural. Entre otros aspectos se tendrá en consideración el alto nivel de CO2 que hay en el biogás (30 -40% comparado al 1-5% que hay en el gas natural). El CO2 beneficia la producción del metanol, lo que añade una nueva ventaja al biogás como materia prima para la producción del metanol.
T4: Desarrollo y experimentación de nuevos catalizadores más resistentes a compuestos nocivos en el biogás

Debido a la composición del biogás, habrá que testar diferentes catalizadores para la segunda fase de producción del metanol. Los catalizadores suelen ser muy delicados (níquel, que produce el gas de síntesis, y en la segunda fase se usa óxido de zinc, cobre y óxido de aluminio)). Se trabajará con varias empresas químicas del sector, como podría ser BASF, ICI or LURGI (método LURGI). Las pruebas a nivel de laboratorio indicarán el grado de sensibilidad que puedan tener hacia por ejemplo compuestos de Cl y Fl. Siloxanos, y sobre todo H2S. También se variarán las presiones con las que trabajen, ya que tiene un efecto directo sobre la eficiencia de los sistemas.

T5: Diseño e implementación de una planta piloto semi-industrial para verificar los datos. Capacidad: (500 – 1000l metanol por hora)

Basado en los resultados de las tareas anteriores se diseñará e implementará una planta piloto. Ésta será acoplada a una planta industrial de tratamiento de residuos cárnicos ya existente. Esta instalación contará con un sistema de limpieza de gas y un sistema de producción de metanol. Su capacidad será de entre 500 y 1000l/h de metanol. Se diseñará un plan de pruebas. Esto servirá para validar los datos teóricos y las pruebas de laboratorio.

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