ESTUDIO DE LA MATERIA PRIMA

El complejo agropecuario de Yauris tiene una cantidad de ganado vacuno, que

año tras año se ha mantenido. Actualmente cuentan con 20 vacas, con lo que se

puede afirmar que la producción de biogás está garantizada.

Para el desarrollo del proyecto y el diseño del biodigestor, se tuvo que realizar el

peso bruto de estiércol que produce el ganado vacuno por día. Para ello se pesó

diariamente la cantidad de estiércol que producía una vaca. Este procedimiento

implicó recoger el estiércol del establo, lugar donde el ganado vacuno pasa la

mayor cantidad de tiempo, el otro porcentaje de estiércol que no se contabiliza es

aquel estiércol que se pierde cuando el ganado vacuno sale al pastoreo, por lo

que este material es difícil recolectar y no será usado en nuestro cálculos para la

producción de biogás. Los datos obtenidos se muestran en la siguiente Tabla N1.

Tabla N°1 Cantidad de estiércol por ganado vacuno

Día Kg estiércol

1 10,55

2 10,20

3 10,3

4 10,2

5 10,25

Promedio 10,300

Tabla N°1 Peso vivo promedio por animal

# Animal Peso Vivo, Kg # Animal Peso Vivo, Kg

1 112 12

3 134 14

5 15

6 16

7 17

8 18

9 19

10 20

Promedio

Luego de determinar la disponibilidad de materia prima, la cual nos presenta resultados óptimos. Ahora se procede a la caracterización, para ello se determinó el porcentaje de humedad, contenido sólido.

Determinación del porcentaje de humedad

Muestra

Peso de la muestra húmeda (g)

% Humedad

1 2.846 83.26 %2 2.626 78.22 %3 2.991 85.6 %4 2.89 86.12%5 2.921 80,21 %6 2.932 85.17 %

Determinación de solidos totales

Muestr PH % PS %ST

a1 2,846 83,260 1,552985 54,567282 2,626 78,220 1,47346 56,110433 2,991 85,600 1,61153 53,879314 2,890 86,120 1,552762 53,728785 2,921 80,210 1,620887 55,490826 2,932 85,170 1,58341 54,00443

ESTIERCOL

Donde:

E : Estiércol en kilogramos por día.

NA : Número de animales por una especie (vacas, cerdos, caballos, humanos, etc.).

PVP : Peso vivo promedio por animal.

PE : Producción de estiércol por animal por día en porcentaje de peso vivo.

E=20 x400 x 5100

=400Kg /día

a. Orín

Donde:

O : Orín día en kilogramos (se asume que 1 litro de orín pesa 1 kilogramo).

NA : Número de animales por una especie.

PVP :Peso vivo promedio por animal.

PO : Producción de orín por animal por día en porcentaje de peso vivo (se asumeque 1

litro de orín pesa 1 kilogramo).

E=20 x400 x 4100

=320 Kg /día

b. Materia prima para carga

¿3)

Donde:

MPC : Materia prima para carga en kilogramos por día.

E : Estiércol en kilogramos por día.

O : Orín en kilogramos por día.

MPC=400+320=520 Kg/dia

c. Sólidos totales

(4.4)

Donde:

%ST : Porcentaje de sólidos totales contenidos en la materia prima para carga.

MPC :Materia prima para carga en kilogramos por día.

%EST :Porcentaje de sólidos en el estiércol.

E :Estiércol en kilogramos por día

%ST=10,3 x54.5520

=1.07%

d. Sólidos Totales

Donde:

ST :Cantidad de sólidos contenidos en la materia prima para carga, en kilogramos por día.

%ST : Porcentaje de sólidos en la carga o materia prima, el cual debe ser inferior al 10%.

MPC : Materia prima para carga en kilogramos por día.

ST=1,07 x520100

=5.564 Kg /dia

e. Masa de agua para mezcla

Solamente se calcula cuando el porcentaje de sólidos totales (%ST) es superior al 10%.

(4.6)

Donde:

MH2O : Masa de agua para mezcla que disminuye hasta un 10% los sólidos orgánicos

contenidos en la materia prima, en kilogramos por día.

ST : Cantidad de sólidos orgánicos contenidos en la materia prima para carga, en

kilogramos por día.

MPC : Materia prima para carga en kilogramos por día.

MH 2O=520 x 5,56410

−520=5.564Kg /dia

f. Carga

(4.7)

Donde:

C : Carga diaria para alimentar el digestor en kilogramos por día o litros por día (sea

asume que un litro pesa un kilogramo).

MPC : Materia prima para carga en kilogramos por día.

MH2O : Masa de agua para mezcla que disminuye hasta un 10% los sólidos orgánicos

contenidos en la materia prima, en kilogramos por día.

g. Cálculo del tiempo de retención

El posible tamaño del digestor (volumen del digestor) es determinado por el tiempo de

retención (TR) y por la carga diaria. Se recomienda escoger el TR apropiado de acuerdo a la

temperatura promedio del sitio en el cual va a operar, utilizando la relación generada en:

TR=(−50.9027∗ln (TºC )+206.72) (4.8)

Donde:

TR : Tiempo de retención en días.

Ln : Logaritmo natural.

T°C : Temperatura promedio en grados centígrados del sitio donde se instalará el

biodigestor.

h. Volumen de digestor

(4.9)

Donde:

Vd :Volumen del digestor, en litros.

C : Carga diaria para alimentar el digestor en litros por día.

TR :Tiempo de retención en días.

i. Cálculo de la posible producción de biogás

(4.10)

Donde:

PG : Gas producido en litros por día.

MPC : Estiércol en kilogramos por día.

SO : Porcentaje de materia orgánica del estiércol según la especie.

P : Producción aproximada de m3 de gas/1 kg de masa orgánica seca total.