Producción de biogás y fertilizantes a partir de residuos vitivinícolas mediante digestión anaerobia

Abstract

A lo largo de este proyecto se pretende revalorizar los residuos de vinificación (raspón, orujo y lías) de una bodega de tamaño pequeño situada en la Denominación de Origen Calificada Rioja mediante la digestión anaerobia. Para ello, a partir de las características iniciales de los residuos y su generación discontinua en el tiempo, se establece, en un primer lugar, la mezcla óptima de éstos y, a continuación, los procesos de pretratamiento, en los cuales se fijan las cantidades de aditivos y su modo de agregación, que permiten ajustar los valores de pH, alcalinidad y nutrientes y dan lugar a un sustrato adecuado para los requisitos de la digestión anaerobia. Posteriormente, se diseñan las especificaciones del digestor anaerobio, que incluyen su dimensionamiento, los parámetros de operación, el modo de agitación y el sistema de calentamiento del sustrato, así como los parámetros y equipos seleccionados para la realización de la monitorización y el control de la digestión anaerobia. El resultado de un óptimo desarrollo del proceso de digestión permite obtener un combustible gaseoso, denominado biogás, rico en CH4 que, una vez purificado a biometano, mediante la eliminación de la humedad y el CO2, permite reducir los costes eléctricos de la bodega hasta un 86%. Además, se obtiene también un subproducto sólido-líquido, llamado digerido, con un gran valor fertilizante, que después de un proceso de digestión aerobia, o compostaje, se destina como aporte de nutrientes y mejora del suelo de los propios viñedos de la bodega.

Proiektu honen bidez Errioxa jatorri-deitura kalifikatuan kokatuta dagoen tamainu ertaineko upeltegi bateko ardogintzan sortutako hondakinen (raspoia, liak eta patsa) balioa handitzea bilatzen da. Horretarako, hondakinen hasierako ezaugarrietatik eta beraien sorketa ez-jaraitutik abiatuta, nahaste optimoa aukeratzen da eta ondorengo aurretratamenduak ezartzen dira. Azken hauetan gehigarrien kantitatea eta gehiketa-era finkatzen dira, hauek pH, alkalinitate ate elikagarri balioen doitzea baimentzen baitute. Horrela digestio-anaerobio baldintzetarako substratu egokia lortzen da. Ondoren, digestore anaerobioaren espezifikazioak diseinatzen dira, azken hauek barneratzen dituelarik; dimentsionaketa, eragiketa baldintzak, irabiaketa modua eta, digestio anaerobioaren monitorizazioa eta kontrola egiteko parametroen eta ekipamenduaren aukeraketa. Digestio prozesuaren garapen optimoaren emaitzak erregai gaseoso baten lorpena baimentzen du. Erregai gaseoso honek, biogas deitua, CH4-an aberatsa da, eta biometano lortzeko purifikatua denean, hots hezetasuna eta CO2-a kentzen zaionean, upeltegiaren kostu elektrikoak %86-an murriztea baimentzen du. Gainera, azpiproduktu solido-likidoa lortzen da, digeritua deitua eta ongarritze-balio altua duena, zeina digestio aerobio, edo konpostaje, baten ondoren, elikagarri-ekarpen bezala eta upeltegiko mahastien lurzorua hobetzeko erabili daitekeen.

Throughout the current project it has been tried to push up the value of the winery waste of fermentation (stalk, pomace and lees) in a familiar small cellar located within the Designation Qualified Origin Rioja through anaerobic digestion. For that, starting at the initial characteristics of the residues and their discontinuous generation over time, it’s established firstly the optimal mixture of these ones and next the processes of pretreatment, in which the amount of additives and their way of aggregation are fixed, that let adjust the pH, alkalinity and nutrients values and give rise to an appropriate substrate for the requirements of the anaerobic digestion. Subsequently, the specifications of the anaerobic digestor which include their sizing, the operation parameters, the way of stirring and the system of substrate heating are planned, as far as the parameters and the equipments selected for the carrying the monitoring out and the control of the anaerobic digestion. The result of an optimal development of the digestion process let obtain a gaseous combustible, named biogas, rich in CH4, which once being purified to biomethane by means of humidity and CO2 removal, allowed to reduce the electric expenses in the cellar up to 86 %. Besides, it has been able to get a solid-liquid subproduct, named digestate, with a high fertilizing value that after a process of aerobic digestion, or composting, it is allocated as a contribution of nutrients and improvement of the soil of the vineyards of the wine cellar themselves.