Obtención de Biogás Por Fermentación Anaerobia a Partir de Estiércol de Porcino a Nivel Laboratorio

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA QUÍMICA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ACADÉMICA INDUSTRIAL

Cátedra: TERMODINÁMICA DE LOS PROCESOS QUÍMICOS I

Tema:

LA O9TENCIÓN DE 9IO:ÁS POR FERMENTACIÓN ANAERO9IA A PARTIR PARTIR DE ESTI;RCOL DE PORCINO A NI7EL LA9ORATORIO Presentado al: Ing. Ms. Walter S. FUENTES LÓPEZ

Realizado por:     

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Semestre: 7

HUANCAYO – PERÚ 20!

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Oten1in de io3ás a partir de la mez1la de 1ás1ara de 1a45 6 a37a resid7al del 1a45 9ERNAR 9ERNARDO DO CAA7 CAA7I% I% Ma"r#. Ma"r#. 8//J 8//J.. Tess s"sten s"stenta2 ta2# # 5ara 5ara #4tener #4tener t@t"l# t@t"l# 2e IN:ENI IN:ENIERO ERO QUIMICO !"e 0# la n1estga)=n en San Mart@n 2e Pang#a !"e es "na Z#na 2e alta 5r#2"))=n 2e )a+? !"e genera gran2es )ant2a2es 2e )>s)ara , $alaa% !"e n# tene nng"na "tl2a2% sen2# 2ese)0a2#s al r# !"e 5asa 5#r la l#)al2a2 )#n el )#nse)"ente 5#ten)al 2e )#nta$na)=n 5ara la 12a 0"$ana% en est#s $#$ent#s la 5#4la)=n )#ns"$e el ag"a 2el r@# sn )#ns2erar el e+e)t# 2el 1ert2#. La ne)es2a2 2e 2es)#nta$nar el r@# , 0a)er )#$4"st4les e)#l=g)#s a +n 2e )#nser1ar el $e2# a$4ente le n2"<# a la genera)=n , "s# 2e 4#g>s a 5artr 2e )>s)ara 2e )a+? , $elaa 2e )a+? $e)la2as )#n est?r)#l an$ales estentes en la #na. Esta alternat1a re!"ere )#n#)er l#s 5ar>$etr#s 2e #5era)=n en la genera)=n 2e 4#g>s 2a2as las )#n2)#nes 2+eren)a2as a l#s re5#rtes 2e la lterat"ra.

8&e3rada1in 6 tratamiento anaeri1o del esti5r1ol para otener io93as RI7ERA OC3OA% Ha)!"elne Oln2a. 8//J. Plan 2e tess en la FIQ UNCP% )#n el +n !"e #5t# el t@t"l# 5r#+es#nal 2e IN:ENIERO QUÍMICO% El l"gar 2e en)a 2e la Fa)"lta2 2e Ingener@a Q"@$)a 2e la Un1ers2a2 Na)#nal 2el Centr# 2el PerK. En res"$en e5l)a al ntentar a4#r2ar el res2"# agr@)#la )#$# te$a !"e se a5#,a s#4re $ateras 2e @n2#le $", 21ersa% el agr)"lt#r 2e4e #4tener n+#r$a)=n 2e 2+erentes 2s)5lnas% sen2# )#$5etente en "na a$5la ga$a 2e te)n#l#g@as. L#s res2"#s gana2er#s s#n la $e)la res"ltante 2e l#s e)re$ent#s 2el gana2# , 2el $ateral s#4re el )"al se re)#gen. L#s e)re$ent#s e)re$ent#s 5"e2en ser l@!"2#s , s=l2#s , re)#gerse 2e 2stntas +#r$as s se re)#ge <"nt# a la )a$a 1egetales% 5a est?r)#l s=l2#% $entras !"e s se 0a)e $e2ante la1a2#% )#$# se ten2e a 0a)er a0#ra% l# !"e se #4ten2r> es "n res2"# l@!"2# 2en#$na2# 5"r@n.

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Pr#2"))=n 2e )al#r # 1a5#r

El "s# $>s s$5le 2el 4#g>s es 5ara la #4ten)=n 2e energ@a t?r$)a )al#rJ. En a!"ell#s l"gares 2#n2e l#s )#$4"st4les s#n es)as#s% l#s sste$as 5e!"e*#s 2e 4#g>s 5"e2en 5r#5#r)#nar la energ@a )al=r)a 5ara a)t12a2es 4>s)as )#$# )#)nar , )alentar ag"a. L#s sste$as 2e 5e!"e*a es)ala ta$4?n se 5"e2en "tlar 5ara l"$na)=n. L#s !"e$a2#res 2e gas )#n1en)#nales se 5"e2en a2a5tar +>)l$ente 5ara #5erar )#n 4#g>s% s$5le$ente )a$4an2# la rela)=n aregas. El re!"er$ent# 2e )al2a2 2el 4#g>s 5ara !"e$a2#res es 4a<#. Se ne)esta al)anar "na 5res=n 2e gas 2e  a 8- $4ar , $antener n1eles 2e 3 8S n+er#res a &// 55$ 5ara )#nseg"r "n 5"nt# 2e r#)@# 2e &-/C. 8. :enera)=n 2e ele)tr)2a2 # )#$4na)=n 2e )al#r , ele)tr)2a2 L#s sste$as )#$4na2#s 2e )al#r , ele)tr)2a2 "tlan la ele)tr)2a2 genera2a 5#r el )#$4"st4le , el )al#r res2"al !"e se genera. Alg"n#s sste$as )#$4na2#s 5r#2")en 5rn)5al$ente )al#r , la ele)tr)2a2 es se)"n2ara. Otr#s sste$as 5r#2")en 5rn)5al$ente ele)tr)2a2 , el )al#r res2"al se "tla 5ara )alentar el ag"a 2el 5r#)es#. En a$4#s )as#s% se a"$enta la e+)en)a 2el 5r#)es# en )#ntraste s se "tlara el 4#g>s s=l# 5ara 5r#2")r ele)tr)2a2 # )al#r. Las t"r4nas 2e gas $)r#t"r4nas% 2es2e 8- 0asta &// 6W , t"r4nas gran2es%V &// 6WJ se 5"e2en "tlar 5ara la 5r#2"))=n 2e )al#r , energ@a% )#n "na e+)en)a )#$5ara4le a l#s $#t#res 2e en)en22# 5#r )0s5a , )#n "n 4a<# $anten$ent#. Sn e$4arg#% l#s $#t#res 2e )#$4"st=n nterna s#n l#s "sa2#s $>s )#$Kn$ente en este t5# 2e a5l)a)#nes. El "s# 2e 4#g>s en est#s sste$as re!"ere la re$#)=n 2e 3 8S 4a<# &// 55$J , 1a5#r 2e ag"a. Las )el2as 2e )#$4"st4le se )#ns2eran las 5lantas 2e energ@a a 5e!"e*a es)ala 2el +"t"r# 5ara la 5r#2"))=n 2e ele)tr)2a2 , )al#r )#n "na e+)en)a s"5er#r al / , 4as es 5#s4le , en la real2a2 se 0a e$5lea2# 2es2e 0a)e 4astante te$5#. Para est#% el 4#g>s 2e4e tener "na )al2a2 s$lar a la 2el gas nat"ral% 5ara "sarse en 1e0@)"l#s !"e se 0an a)#n2)#na2# 5ara el +"n)#na$ent# )#n gas nat"ral. La $a,#r@a 2e 1e0@)"l#s 2e esta )ateg#r@a 0an s2# e!"5a2#s )#n "n tan!"e 2e gas , "n sste$a 2e s"$nstr# 2e gas% a2e$>s 2el sste$a 2e gas#lna n#r$al 2e )#$4"st4le. El 4#g>s 5"e2e ser "tla2# en $#t#res 2e )#$4"st=n nterna tant# a gas#lna )#$#

















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ :reen5ea)e% 8/&&J 9#$asa , $atera 11a s#n la $s$a )#sa. C"an2# n#s re+er$#s re+er$#s a ella )#$# +"ente 2e energ@a energ@a 2e l# !"e 0a4la$#s 0a4la$#s es 2el )#n<"nt# 2e la $atera #rg>n)a% tant# 2e #rgen an$al )#$# 1egetal% !"e 5"e2e ser "tla2a )#n +nes energ?t)#s. La 4#$asa es "na +"ente 2e energ@a ren#1a4le% 2e 0e)0# es la +"ente 2e energ@a ren#1a4le !"e $>s a5#rta en la a)t"al2a2 a las ne)es2a2es 2e la 0"$an2a2. La energ@a 2e la 4#$asa 5r#1ene 2el S#l a tra1?s 2el 5r#)es# 2e la +#t#s@ntess. ;sta es el 5r#)es# 5#r el )"al las )?l"las 1egetales s#n )a5a)es 2e +#r$ar +#r$ar s"st s"stan) an)a ass #rg> #rg>n n)as )as a 5art 5artr r 2el 2el CO8 5res 5resen ente te en el are are , 2e #tra #trass s"st s"stan) an)a ass s$5 s$5le les% s% a5r#1e)0an2# 5ara lle1ar a )a4# el 5r#)es# la energ@a 5r#)e2ente 2el S#l. De las s"stan)as +#r$a2as% !"e lla$a$#s )ar4#02rat#s% se 5"e2e etraer energ@a 4en !"e$>n2#las 2re)ta$ente% 4en )#n1rt?n2#las en "n l@!"2# )#$4"st4le )#$# el al)#0#l # el a)ete% # n)l"s# trans+#r$>n2#las en gas.

%ipos de iomasa %"POS &E ("O$ASA Se n)l",en en este gr"5# l#s s"45r#2")t#s s=l2#s n# "tla2#s en las a)t12a2es agr@)#las% en las +#restales , en l#s 5r#)es#s 2e las (iomasa se1a n2"stras agr#al$entaras , 2e trans+#r$a)=n 2e la $a2era , !"e% 5#r tant#% s#n )#ns2era2#s res2"#s. Alg"n#s e
Pr#)es#s +@s)#s trt"ra2#% astlla2#% )#$5a)ta2# e n)l"s# se)a2#J. Pr#)es#s Q"@$)#s # 2gest=n !"@$)a 02r=lss% 5r#lss , # gas+)a)=nJ. Ter$#!"@$)#s Ter$#!"@$)#s alta te$ 5erat"ra 8//&-// CJ. 9#l=g 9#l=g)# )#s s A))= A))=n n 2re)t 2re)ta a 2e l#s $)r##r $)r##rgan gans$#s s$#s # 2e s"s en$as en$as%% general general$ent $ente e lla$a2 lla$a2# # +er$enta)=nJ

















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ )#ntenen $en#s 0"$e2a2 est# se 2e4e a las 2+eren)as en l#s $e)ans$#s +s#l=g)#s 2e reten)=n , e)re)=n 2e ag"a.

Composi1in 7@mi1a del esti5r1ol de 1erdo La )#$5#s)=n !"@$)a 2el est?r)#l 2e )er2# 2e5en2e 2e las 5r#5#r)#nes 2el 2stnt# ngre2ente 2e la 2eta , 2e s" )#nten2# res5e)t1# 2e n"trentes% 2e alg"n#s a2t1#s )#$# las en$as% 2el 5r#)esa$ent# 2el al$ent# , la )ant2a2 2e al$ent# )#ns"$2#G as@ $s$# 2e la 4#2s5#n4l2a2 2e a$n#>)2# , 2e $nerales. Al ser )las+)a2#s l#s )er2# 5#r e2a2es 5r#2")t1as se 0a en)#ntra2# !"e el N , la grasa% 2s$n",e 2s$n",e en an$ales an$ales 2e $a,#r 5es# )#r5#ralG la +4ra , el )#nten2# 2e )enas a"$entan% 2e5en2en2# 2e5en2en2# 2e la al$enta)=n , 2gest4l2a2 2el al$ent#.

E%APA &E- CER&O

$A%ER"A

N"%RO,EN

."(RA

CEN"DAS

SECA O CRU&A &.-&- Xg Pes# )#r5#ral 8/ B / &'/ &B- Xg Pes# )#r5#ral 8/ B/ -/ &-/ B&8/ Xg Pes# )#r5#ral 8-/ '8 B/ &/ %A(-A %A(-A N 2: Contenido de n7trientes 1r7dos en el esti5r1ol de 1erdo# .UEN%E: .la1?oFsG6<I .la1?oFsG6<I /#2#+ ("O&",ES%OR R#n)# a +er$entar e)re$ent#s 2e an$ales0"$an#sJ en 2eter$na2a 2l")=n 2e ag"a 5ara !"e se 2es)#$5#nga% 5r#2")en2# gas $etan# , +ertlantes #rg>n)#s r)#s en ntr=gen#% +=s+#r# , 5#tas#.Y Es "n )#ntene2#r lla$a2# rea)t#rJ el )"al est> 0er$?t)a$ente )erra2# , 2entr# 2el )"al se 2e5#sta $ateral #rg>n)# )#$# e)re$ent# , 2ese)0#s 1egetales e)e5t"an2# l#s )@tr)#s ,a !"e ?st#s a)2+)anJ. L#s $aterales #rg>n)#s se 5#nen a +er$entar )#n )erta )ant2a2 2e ag"a% 5r#2")en2# gas $etan# , +ertlantes #rg>n)#s r)#s en +=s+#r#% 5#tas# , ntr=gen#. Este sste$a ta$4?n 5"e2e n)l"r "na )>$ara 2e )arga , n1ela)=n 2el ag"a res2"al antes 2el rea)t#r% "n 2s5#st1# 5ara )a5tar , al$a)enar el 4#g>s , )>$aras 2e 02r#5res=n , 5#s trata$ent# +ltr# , 5e2ras% 2e algas% se)a2#% entre #tr#sJ a la sal2a 2el rea)t#r.

















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ !"e )#ntenen
a#2# (iodi3estor del domo 4lotante J"ndioK Este 4#2gest#r 4#2gest#r )#nsste en "n ta$4#r% #rgnal$ente #rgnal$ente 0e)0# 2e a)er# 5er# 2es5"?s ree$5laa2# 5#r +4ra 2e 12r# re+#ra2# en 5l>st)# FRPJ 5ara s"5erar el 5r#4le$a 2e )#rr#s=n. N#r$al$ente se )#nstr",e la 5are2 2el rea)t#r rea)t#r , +#n2# 2e la2rll#% a"n!"e a 1e)es se "sa re+"er# re+"er# en 0#r$g=n. 0#r$g=n. Se entra$5a el gas 5r#2")2# 4a<# "na ta5a +l#tante !"e s"4e , se )ae en "na g"@a )entral. La 5res=n 2el gas 2s5#n4le 2e5en2e 2el 5es# 2el 5#see2#r 2e gas 5#r el >rea 2e la "n2a2 , n#r$al$ente 1ar@a entre B a  )$ 2e 5res=n 2e ag"a. El rea)t#r se al$enta se$)#ntn"a$ente a tra1?s 2e "na t"4er@a 2e entra2a.

a#+# iodi3estor de domo 4iLo JC?inoK o de CMp7la .iLa S#n a!"ell#s ar$a2#s en "na s#la estr")t"ra !"e 5#r regla general es 0e)0a en $aterales r@g2#s )#n)ret#% 4l#!"es # la2rll#sJ. De42# a la alta 5res=n !"e 5"e2en al)anar en s" nter#r , a la )#nstante )#nstante 1ara)=n 2e la $s$a% se re)#$en2a s" )#nstr"))=n )#nstr"))=n en +#r$a 2e 2#$#% 4a<# terra en s"el#s esta4les , +r$es% , la $5er$ea4la)=n 2e la 5arte nterna 2e la estr")t"ra a +n 2e e1tar el es)a5e 2e l@!"2# , gases. Est#s +a)t#res 0a)en #4lgat#r# el "s# 2e $an# 2e #4ra alta$ente )al+)a2a 5ara s" 2se*# , )#nstr"))=n.

















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ a#/# (iodi3estor de estr71t7ra 4le>ile La

n1ers=n al alta !" !"e e eg@a )# )#nstr"r el el 4 4#2gest#r 2e 2e es estr")t"ra ++
"na l$tante 5ara el 4a<# ngres# 2e l#s 5e!"e*#s grann en l#s a*#s sesenta FAO% &8J a 0a)er 4#2gest#res 2e $aterales +le4les $>s 4arat#s. In)al$ente se "sar#n n,l#n , ne#5ren# 5er# ell#s 2e$#strar#n ser relat1a$ente )#st#s#. Un 2esarr#ll# $a,#r en l#s a*#s setenta era )#$4nar P7C )#n el res2"# 2e las re+ner@as 2e al"$n# 5r#2")t# lla$a2# [el 4arr# r#<# P7C.[ Est# Est# +"e ree$5laa ree$5laa2# 2# 2es5"? 2es5"?ss 5#r 5#letle 5#letlen# n# $en#s $en#s )#st#s )#st#s# # !"e es a0#ra a0#ra el $ater $ateral al $>s )#$Kn$ente "sa2# en A$?r)a Latna% Asa , Á+r)a. Des2e &% el Centr# 5ara la In1estga)=n en Sste$as S"stenta4les 2e Pr#2"))=n Agr@)#la CIPA7J% 0a esta2# re)#$en2an2# 4#2gest#res 2e 5l>st)# e)#n=$)# )#$# la te)n#l#g@a a5r#5a2a 5#r 0a)er $e<#r "s# 2e e)re$ent#s 2el gana2#% re2")en2# la 5res=n as@ en #tr#s re)"rs#s nat"rales. En este 2gest#r el gas se a)"$"la en la 5arte s"5er#r 2e la 4#lsa% 5ar)al$ente llena )#n 9#$asa en +er$enta)=nG la 4#lsa se 1a n+lan2# lenta$ente )#n "na 5res=n 2e #5era)=n 4a
a#!# &i3estor 4lotante Un rasg# nn#1a2#r 2e "sar 5#letlen# t"4"lar es !"e l#s 4#2gest#res 5"e2en l#)alarse 5ara +l#tar en )"al!"er s"5er+)e 2e ag"a% )#n la $ta2 s"$erg2a% s" 4#)a se l#)ala2a s#4re el n1el 2e ag"a $>s alt#% $entras la t#$a 2e )#rrente )#rrente 2e4e a<"starse a "n #4st)#. 5 l>st)#. En 7et Na$ $>s 2e - 2e l#s 4#2gest#res +l#tantes se "4)an en estan!"es !"e +a)ltan s" nstala)=n% general$ente 2#n2e el es5a)# 2e las gran
a## &i3estor 1on tan7e de alma1enamiento tradi1ional 6 1Mp7la de polietileno# Otr# t5# 2e 5lanta 2e 5r#2"))=n 2e 4#g>s !"e 0a l#gra2# 2s$n"r l#s )#st#s 0asta '/  )#n res5e res5e)t )t# # a l#s 5r#t 5r#t#t #t5# 5#ss tra2 tra2) )#n #nal ales es%% es la !"e !"e se )ara) )ara)te ter ra a 5#r 5#r tene tenerr "na "na estr" estr")t )t"ra "ra se$es+?r)a 2e 5#letlen# 2e 5el@)"la 2elga2a en s"stt")=n 2e la )a$5ana $=1l , la )K5"la +s e)#n=$)a !"e l#s sste$as



















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ as@ #4tener 4"ena 2gest=n 2e la $atera #rg>n)a% )#n te$5#s 2e reten)=n 02r>"l)a relat1a$ente )#rt#s% 2e 0asta &- 2@as. Este es "n )#n)e5t# n"e1# 2entr# 2e la te)n#l#g@a 2e +er$enta)=n anaer=4)a% )#$4na las 1entast)#s # )"al!"er #tr# t5# 2e $ateral lent# # $5#s4le 2e 2 e 2gerr.

*EN%A)AS &E -OS ("O&",ES%ORES &. Per$te Per$te 2s$n"r 2s$n"r la tala tala 2e l#s 4#s!"es 4#s!"es al n# n# ser ne)esar# ne)esar# el "s# "s# 2e la le*a 5ara 5ara )#)nar. )#)nar. 8. 3"$an 3"$ana a el tra4a<# tra4a<# 2e l#s )a$5es )a$5esn#s n#s%% !"e antes 2e4@an 2e4@an 4"s)ar 4"s)ar la le*a en l"gares l"gares )a2a )a2a 1e $>s les )ar#s , 2a*an el $e2# a$4ente. -. El$ El$n na a l#s l#s 2ese 2ese)0 )0#s #s #rg> #rg>n n)# )#s% s% 5#r 5#r e


















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ 1a5# 1a5#rr 2e ag"a ag"a.. La $ate $ater ra a #rg>n #rg>n) )a a )#ns )#nsttt", t",e e el s"4s s"4str trat at# # 2e est#s est#s $)r##rgans $)r##rgans$#s. $#s. En la nat"ralea% nat"ralea% la +er$enta)=n +er$enta)=n anaer=4)a 5"e2e tener l"gar 2e "n $#2# nat"ral , es5#nt>ne#% 5r#2")en2#% 5#r ene#s # n)l"s# el gas $eta4=l)# 5r#2")2# en el est=$ag# 2e l#s r"$antes. La 2gest=n anaer#4a 2e 2ese)0#s #rg>n)#s se lle1a a )a4# en tres 5as#s el 5r$er 5as# es la 02r=l 02r=ls sss 2e )ar4#0 )ar4#02rat 2rat#s% #s% l@52#s l@52#s , 5r#te@ 5r#te@nas% nas% el seg"n2 seg"n2# # 5as#% 5as#% !"e #)"rre #)"rre n$e2 n$e2ata ata$ent $ente e 2es5"?s% es la a)et#g?ness 2e l#s 5r#2")t#s 2e la 02r=lss !"e s#n )#n1ert2#s en >)2#s gras#s% 02r=gen# , 2=2# 2e )ar4#n#. P#r Klt$#% el ter)er 5as# es la $etan#g?ness 2#n2e nter1enen las 4a)teras $etan#g?n)as !"e "tlan el =n a)etat# , el 02r=gen# 5ara +#r$ar $etan# , 2=2# 2e )ar4#n# Las rea))#nes generales 2el 5r#)es# 2e 2gest=n anaer#4a s#n las sg"entes •

En la 5r$era rea))=n la $atera #rg>n)a <"nt# )#n l#s n"trentes ne)esar#s es 2es)#$5"esta 5#r las 4a)teras a)et#g?n)as a)et#g?n)as , 5r#2")en 5r#2")en >)2#s% >)2#s% al)#0#les% al)#0#les% 02r=gen# , 2=2# 2=2# 2e )ar4#n# gase#s# gase#s#

•

a2e$>s 2e n"e1as 4a)teras !"e seg"r>n lle1an2# a )a4# la rea))=n. En la seg"n2a rea))=n t#2#s l#s 5r#2")t#s 2e la rea))=n% a e)e5)=n 2e las )?l"las% s#n 2egra2a2#s 5#r las 4a)teras $etan#g?n)as 5ara 5r#2")r )?l"las # 4a)teras 2e s" $s$a es5e)e% $etan# , 2=2# 2e )ar4#n#. Est#s 2#s gases 5r#2")2#s en la seg"n2a rea))=n )#nstt",en el 4#g>s% )#n "n $a,#r 5#r)enta
"*# "*#2# 2#/# /## #

PROC PROCES ESO O &E &E &ESC &ESCO$ O$PO POS" S"C" C"'N 'N ANAER NAER'( '("C "CA A &E -A -A $A $A%ER"A ER"A OR,= OR,=N" N"CA CA



















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ +ases +ases 2e la 2es) 2es)#$ #$5# 5#s s) )=n =n.. Sn Sn e$4a e$4arg rg#% #% en la +ase +ase $etan $etan#g #g?n ?n) )a a re5resentan $en#s 2el - 2el t#tal 2e $)r##rgans$#s. Est# n2)a !"e est#s gr"5#s s#n l#s 5rn)5ales res5#nsa4les 2e la 2egra2a)=n 2e )#$5"est#s $#n#$?r)#s.

1# E%AP E %APA A ACE%O,;N"C ACE%O,;N"CA A Mentr Mentras as !"e alg"n#s alg"n#s 5r#2")t#s 5r#2")t#s 2e la +er$en +er$enta) ta)=n =n 02r=g 02r=gen# en# , >)2# >)2# a)?t) a)?t)#J #J 5"e2en 5"e2en ser $eta4#la2#s 2re)ta$ente 5#r l#s #rgans$#s $etan#g?n)#s% l#s 5r#2")t#s nter$e2#s >)2# 5r#5=n)#% 5r#5=n)#% 4"t@r)#% 4"t@r)#% et).J ne)estan ne)estan ser trans+#r$a2#s trans+#r$a2#s en 5r#2")t#s 5r#2")t#s $>s sen)ll#s% sen)ll#s% a tra1?s 2e las 4a)teras a)et#g?n)as.

d# E%A E %APA PA $E%ANO,;N" $E%ANO,;N"CA CA En la eta5a +nal 2el 5r#)es#% las 4a)teras $etan#gen)as trans+#r$an el >)2# a)?t)#% 02r#gen# , 2=2# 2e )ar4#n# en $etan# , 2=2# 2e )ar4#n#. Las 4a)teras res5#nsa4les 2e este 5r#)es# s#n anaer=4)as anaer=4)as estr)tas. Se 2stng"en 2#s t5#s 2e $)r##rgans$#s% $)r##rgans$#s% l#s !"e 2egra2an 2egra2an el >)2# a)?t)# a $etan# , 2=2# 2e )ar4#n# 4a)teras $etan#gen)as a)et#)las)asJ , l#s !"e re2")en el 2=2# 2e )ar4#n# )#n 02r#gen# a $etan# , ag"a 4a)teras $etan#gen)as 02r#gen#+lasJ. CH 3 COOH COOH → CH 4 + C O 2 … [ 1 ]

C 02 + H 2 → CH 4 + H 2 0 … [ 2 ]

(a1terias 7e parti1ipan de la metano35nesis



















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ )K4 )K4)a )a%% #1# #1#2e 2e # re)t re)tang ang"l "lar ar%% a"n!" a"n!"e e la $a,#r $a,#r 5art 5arte e 2e l#s l#s tan!"es !"e se )#nstr",en en la a)t"al2a2 s#n )l@n2r)#s. El s"el# 2el rea)t#r est> n)lna2#% 5ara !"e la arena% el $ateral n#rg>n)# se2$enta4le , la +ra))=n 5esa2a 2el a+l"ente 5"e2an ser etra@2#s 2el tan!"e. L#s 2gest#res $#2ern#s tenen )"4 )"4er ertas tas%% +l1"las a 2stnt#s n1eles% 5ara la etra))=n 2el $s$#. P#r regla general% se elge a!"el n1el !"e etraga "n e+l"ente 2e $e<#r )al2a2 )#n la $en#r )ant2a2 5#s4le 2e s=l2#sJ. 2. ETRAC ETRACCIÓ CIÓN N DE LODOS LODOS Las t"4er@a t"4er@ass 2e etra) etra))= )=n n 2e l#2#s l#2#s s"elen s"elen estar )#l#)a2a )#l#)a2ass s#4re s#4re 4l#!"es a l# larg# 2el s"el# n)lna2# 2el 2gest#r. El l#2# se etrae 5#r el )entr# 2el rea)t#r. Estas t"4er@as tenen% 5#r l# general% &- )$ 2e 2>$etr# # 1an e!"5a2as )#n 1>l1"las ta5=n 5ara e1tar #4str"))#nes% , se "tlan 5ara lle1ar 5er=2)a$ente el l#2# 2el 2gest#r a "n sste$a 2e e1a)"a)=n 2e l#2#s. e. SISTEM SISTEMA A DE :AS :AS El 5r#)es# 5r#)es# 2e 2gest 2gest=n =n anaer#4 anaer#4a a 5r#2")e 5r#2")e 2e B// a // ltr#s ltr#s 2e gas 5#r )a2a 6l#gra$# 2e $atera $atera #rg>n)a #rg>n)a 2egra2a2a% 2egra2a2a% segKn las )ara)ter@st)as )ara)ter@st)as 2el n+l"ente. El gas se )#$5#ne +"n2a$ental$ente 2e $etan# , an0@2r2# )ar4=n)#. El )#nten2# en $etan# 2el gas 2e "n 2gest#r !"e +"n)#ne a2e)"a2a$ente 1arar> 2el -  al /  en 1#l"$en% )#n "na #s)la)=n en el an0@2r2# )ar4=n)# 2el '/  al '- . Un# # 2#s 5#r )ent# 2el gas 2el 2gest#r



















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ 5r#5#r)#nes a2e)"a2as. Sn e$4arg#% en la 2gest=n 2e )er )ert# t#ss res2 res2"#s "#s n2" n2"st str ral ales es 5"e2 5"e2e e ser ser ne)e ne)esa sar r# # la a2)=n 2e 2)0#s ele$ent#s # 4en "n 5#sttrata$ent# aer=4)#.

(# %E$P %E$PER ERA A%URA URA La 2gest=n anaer=4)a se 5"e2e lle1ar a )a4# en "n a$5l# nter1al# 2e te$5erat"ras% 5er# 5er# 2e5en2 2e5en2en2 en2# # 2el t5# t5# 2e 4a)ter 4a)teras as !"e se "tl) "tl)en en se 5"e2en 5"e2en 2+ere 2+eren) n)ar ar tres nter1al#s 2+erentes Ta4la 'J. En general% el nter1al# $es#+@l)# es el $>s "tla2#% 5ese a !"e en el ter$#+@l)# es 2#n2e se tene la $a,#r 5r#2"))=n 2e 4#g>s. Est# es 2e42# a la $a,#r sens4l2a2 !"e 5resentan las 4a)teras ter$#+@l)as a las 5e!"e*as 1ara)#nes 1ara)#nes t?r$)as% t?r$)as% l# !"e )#nlle1a a "n $a,#r )#ntr#l 2el sste$a sste$a ,% 5#r tant#% a "na a)t12a2 $>s )#st#sa. P#r #tr# la2#% en este nter1al# 2e te$5erat"ra el $anten$ent# 2el sste$a )#ns"$e $>s energ@a !"e la !"e 5"e2e 5r#5#r)#nar el gas res"ltante.

(a1terias Ran3o

%emperat7ras

Sensiilidad

Ps)r#+@l)as

Men#s 2e 8/_C

`8_C0#ra

Mes#+@l)as Ter$#+@l)as

Entre 8/_C , B/_C M>s 2e B/_C

`&_C0#ra `/%-_C0#ra

%A(-A %A(-A +: "nterBalos de temperat7ras en el 7e traaLan las a1terias anaeri1as# .UEN%E: CE%ER





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ reten)=n se 2e+ne )#$# el 1al#r en 2@as 2el )#)ente entre el 1#l"$en 2el 2gest#r , el 1#l"$en 2e )arga 2ara. De a)"er2# al 2se*# 2el rea)t#r% el $e)la2# , la +#r$a 2e etra))=n 2e l#s e+l"entes 5"e2en estr 1ara4les 2+eren)as entre l#s te$5#s 2e reten)=n 2e l@!"2#s , s=l2#s 2e42# a l# )"al s"elen 2eter$narse a$4#s 1al#res. 1al#re s. El T.R. T.R. est> @nt$a$ente lga2# )#n 2#s +a)t#res el t5# 2e s"strat# , la te$5erat"ra 2el $s$#. La sele))=n 2e "na $a,#r te$5erat"ra $5l)ara "na 2s$n")=n en l#s te$5#s 2e reten)=n re!"er2#s , )#nse)"ente$ente ser>n $en#res l#s 1#lK$enes 2e rea)t#r ne)esar#s 5ara 2gerr "n 2eter$na2# 1#l"$en 2e $ateral. La rela)=n )#st# 4ene+)# es el +a)t#r !"e +nal$ente 2eter$nara la #5t$a)=n entre la te$5erat"ra , el T.R.% ,a 1ar@an l#s 1#lK$enes% l#s sste$as 5aralel#s 2e )#ntr#l% la )ale+a))=n , la e+)en)a. C#n rela)=n al t5# 2e s"strat#% general$ente l#s $aterales )#n $a,#r 5r#5#r)=n 2e )ar4#n# reten2# en $#l?)"las resstentes )#$# la )el"l#sa 2e$an2aran $a,#res te$5#s 2e reten)=n





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ g.'# Metal Metales es Pesa Pesa2#s 2#s Otr#s Otr#s n0 n04 42#r 2#res es s#n s#n l#s l#s $eta $etale less 5esa2#s% !"e a)tKan s#4re l#s $)r##rgans$#s $etan#gen)#s. g.-. Ant4=t)#s , Detergentes Alg"nas s"stan)as #rg>n)as% )#$# ant4=t)#s , 2etergentes en 2eter$na2as )#n)entra)#nes% 5"e2en n04r el 5r#)es#. g.. Á)2#s 7#l>tles P#r Klt$#% "na )#n)entra)=n ele1a2a 2e >)2#s 1#l>tles 5"e2e 5r#2")r "n e+e)t# n042#r. Un gran a"$ent# 2e >)2#s 0ar> re2")rse el 53 !"e n04r> 5r#gres1a$ente a las 4a)teras $etan#gen)as 0asta 4l#!"ear )#$5leta$ente el 5r#)es# anaer#4#.

/#2#!# PR"$ERA -EY &E -A %ER$O&"N=$"CA 3asta el $#$ent# se 0an )#ns2era2# 5#r se5ara2# 1aras +#r$as 2e energ@a )#$# el )al#r Q% el tra4a<# W , la energ@a t#tal E% , n# se 0a 0e)0# nngKn ntent# 5ara rela)#narlas entre s@ 2"rante "n





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ El

)a$4# en la energ@a t#tal 2e l#s alre2e2#res al sste$a es g"al a la energ@a neta trans+er2a 0a)a # 2es2e ?l% )#$# )al#r , tra4a<#.

E ALREDEDOR E S

= ±Q ± W

.. 'J

Para la ele))=n 2el sgn#% el an>lss se 0a)e a 5artr 2e l# !"e s")e2e en el sste$a% se elge    

]W El sste$a re)4e tra4a<# W El sste$a reala tra4a<# 0a)a l#s alre2e2#res ]Q Se trans+ere )al#r 0a)a el sste$a. Q Se trans+ere )al#r 2el sste$a 0a)a l#s alre2e2#res.





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ ∆W − δ W

5 Es el 6ra9a;o e<6erno e=ec6ado por el sis6ema

(-).

/#2## SE,UN&A -EY &E -A %ER$O&"N=$"CA: Es )#n#)2a )#$# 5rn)5# 2e la trans+#r$a)=n , )#nser1a)=n 2e la energ@a , el )#n)e5t# 2e entr#5@a , segKn el en"n)a2# 2e 2#s 2es)"4r2#res 2e+ne a la seg"n2a le, )#$#  Enunciado de Clausius: N# 0a, nng"na trans+#r$a)=n ter$#2n>$)a )",# Kn)# e+e)t# sea trans+err )al#r 2e "na +"ente +r@# a #tr# )alente.





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ S 0a, rea))=n genera)=n ,)#ns"$#J% 5er# n# a)"$"la)=n% se tene

•

Entradas Generacion Salidas Consumo por las dentro por las dentro + = + fronteras del fronteras del del sistema sistema sistema del sistema sistema El 4alan)e 2e $atera se 5"e2e re+err a "n 4alan)e en "n sste$a 5ara &. La $asa t#tal 8. El t#tal 2e $#les '. La $asa 2e "n )#$5"est# !"@$)# B. La $asa 2e "na es5e)e at=$)a -. L#s $#les 2e "n )#$5"est# !"@$)# . L#s $#les 2e "na es5e)e at=$)a . El 1#l"$en 5#s4le$enteJ

 J























UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ Eentrada − Esalida = ∆ E sistema … ( 10 )

Esta rela)=n es $>s )#n#)2a )#$# 4alan)e 2e energ@a , es a5l)a2a a )"al!"er t5# 2e sste$a !"e e5er$enta )"al!"er )lase 2e 5r#)es#. El "s# et#s# 2e esta rela)=n 5ara res#l1er 5r#4le$as 2e ngener@a 2e5en2e 2e la )#$5rens=n 2e las 2stntas +#r$as 2e energ@a , 2e re)#n#)er l#s $#2#s )#$#





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ el

)#nten2# 2e energ@a 2el tan!"e 2e ag"a )alente el 1#l"$en 2e )#ntr#lJ 2s$n",e )#$# res"lta2# 2e esta ntera))=n 2e $asa.

Eentrada − Esalida=( E entrada − E salida) + ( W entrada −W salida ) + ( E Emasa, entrada entrada − E masa,salida ) … ( 8 )

Eentrada − Esalida= ∆ E sistema … ( 9 )





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ Rea1tiBo limitante: es a!"el !"e se en)"entra en la $@n$a )ant2a2 este!"#$etra.

Rea1tiBo en e>1eso: es el rea)t1# en e)es# res5e)t# al rea)t1# l$tante.





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ e!"5# l# lla$are$#s gas=$etr# la $>s a2elante e5l)are$#s )#n $>s 2etalle este 5r#)e2$ent#. 7er +g"raJ.





















UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$ La

5r#2"))=n 2e $etan# res5#n2e a la sg"ente e)"a)=n

C c H  O o ! n S s + " # H 2 O → $ # C H 4 + n # ! H 3 + s # H 2 S + ( c − $ ) C O2 … [ 3 ] C#n 1 $ = # ( 4 c + −20 −3 n−2 s ) … ( 9) 8























UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Termodinámica T ermodinámica de los procesos q!micos I "RUPO #LOS #LOS AVEN"ER$ AVEN"ER$





























































































































































































































































































Obtención de Biogás Por Fermentación Anaerobia a Partir de Estiércol de Porcino a Nivel Laboratorio

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