Proceso RAPTOR® – de materia orgánica a energía

RAPTOR® significa Rápida Transformación de Residuos Orgánicos. Es un robusto proceso de digestión anaerobia en estado líquido que convierte casi cualquier residuo orgánico (residuo) o cultivo energético (sustrato) en biogás, electricidad “verde”, gas natural renovable (RNG) o calor.

Organic Power

Vega Baja, Puerto Rico

Stormfisher Environmental

London, Ontario, Canadá

Quantum Biopower

Southington, Estados Unidos

Van Remoortel REMO-FRIT

Verrebroek, Bélgica

El proceso consiste en un pretratamiento mejorado seguido de fermentación biológica en múltiples etapas, incluyendo típicamente tratamiento de digestato, acondicionamiento y utilización de biogás.

Una planta RAPTOR® es una solución integral, desde la logística para la recepción y manejo de residuos orgánicos hasta la producción de formas de energía “verdes”. El diseño detallado de los sistemas RAPTOR® siempre se adapta a las necesidades específicas impuestas por los tres principales sectores de aplicación:

  • Industrial;
  • Agrícola;
  • Municipal.

¿Cómo puede el sistema RAPTOR® beneficiar a su negocio?

  • Puede hacer que su negocio sea más sostenible disminuyendo la dependencia de combustibles fósiles;
  • Es una solución completa, que incluye las instalaciones de recepción de desechos, procesamiento de digestato, acondicionamiento y utilización de biogás, en lugar de solo un sistema de digestión anaerobia;
  • Los diseños están optimizados para su aplicación y flujos de residuos orgánicos específicos;
  • Las materias primas se pueden modificar debido a la flexibilidad y adaptabilidad del proceso RAPTOR®;
  • Transforma eficazmente sus residuos en valiosos productos;
  • El software de control de GWE permite el monitoreo remoto de la instalación para una operación sencilla y un procesamiento ininterrumpido; El digestato sólido se puede vender como fertilizante agrícola o compost, para obtener un beneficio adicional de la inversión.

Logística de recepción y pretratamiento de residuos

Los sustratos pueden estar en forma de suspensión líquida o sólidos húmedos. El proceso en una planta RAPTOR® siempre comienza con una etapa de recepción, que incluye tanques de almacenamiento de líquidos fosas, bunkers o silos y para desechos orgánicos sólidos. Los residuos sólidos orgánicos ingresados se extraen continuamente de las fosas/tanques de recepción y almacenamiento y se transportan a las instalaciones de pretratamiento.

Se toman diferentes enfoques con respecto al pretratamiento y despulpado de los desechos dependiendo de los tipos de sustratos que se procesarán. Se pueden acondicionar materiales no contaminados en un dispositivo de mezclado rápido, que consiste en una tolva con una desfibradora de discos de doble eje resistente, un tubo de entrada de líquido y una bomba de extracción de lodo. Grandes cantidades de residuos contaminados pueden ser procesadas en un foso de recepción de GWE y un sistema de descontaminación, para eliminar metales, plásticos y cartón, los cuales que no son aptos para la digestión anaerobia. A continuación se agrega líquido (desechos líquidos, agua limpia o efluente final reciclado) en una cantidad adecuada para convertir los sólidos orgánicos en una suspensión líquida de consistencia manejable.

La combinación adecuada de los sustratos es clave para la operación exitosa de una planta RAPTOR® al tratar desechos de diversas fuentes. El material mezclado descontaminado y despulpado se envía luego a un tanque/s de retención o para su almacenamiento antes de la etapa de digestión anaerobia.

Pretratamiento para una digestión rápida

Las materias primas orgánicas requieren pretratamiento para obtener la mayor eficiencia de conversión posible a biogás del material de desecho dentro de la etapa de digestión. La planta RAPTOR® de GWE puede incluir uno paso de pretratamiento o más los cuales se eligen según la composición de sus desechos orgánicos sin procesar. Las posibles tecnologías de pretratamiento incluyen:

  • Pretratamiento Enzimático Cuando sustratos específicos (hemi) celulósicos están presentes en la mezcla a ser alimentados, el pretratamiento adecuado es un reactor enzimático de alta temperatura. Este tratamiento enzimático a alta temperatura solubiliza la materia orgánica antes de la fermentación y mejora la velocidad de fermentación en general.
  • Pretratamiento químico En algunos casos se aplica un tratamiento cáustico leve a temperatura elevada. Su propósito es hidrolizar parcialmente los polisacáridos y proteínas difíciles de digerir y aumentar los rendimientos de generación de biogás dentro del reactor anaeróbico.
  • Pretratamiento Térmico A veces se requiere el calentamiento de la mezcla de residuos en solución para higienización en algunos tipos de residuos, por ejemplo, cuando se originan en la industria de procesamiento de alimentos para animales. El pretratamiento térmico permite la desnaturalización de proteínas y la autólisis celular. Se usa en combinación con pretratamiento enzimático, químico o mecánico.
  • Pretratamiento Biológico El proceso de pretratamiento comúnmente aplicado es el Reactor de Acidificación Termófilo de GWE (TAR, por sus siglas en inglés). El TAR mejora la debradabilidad de muchos sustratos orgánicos mediante la solubilización parcial de sólidos, la desnaturalización de proteínas inducida por el bajo pH y la hidrólisis de polisacáridos, siendo utilizada en aplicaciones que contienen principalmente residuos de alimentos pre y post consumidor, abonos y residuos del procesamiento de alimentos.
  • Pretratamiento Mecánico El pretratamiento mecánico está incluido en la mayoría de los sistemas RAPTOR®, ya sea en forma de despulpado mediante un molino de martillos o el sistema POWERPULPER™ de GWE, que es una poderosa unidad de despulpado equipada con bomba trituradora que convierte la gruesa pulpa en un “puré” uniforme. El tratamiento mecánico, incluida la reducción de tamaño y despulpado, está diseñado para aumentar el área de superficie de contacto de los residuos, eliminar las cáscaras, pieles y otros revestimientos, y comenzar a descomponer la estructura de los desechos para acelerar la digestión anaerobia del material.

Digestión anaerobia rápida

La mezcla de residuos orgánicos pretratada se transfiere luego a una velocidad controlada al digestor ANAMIX™ de GWE. La digestión de sólidos ocurre dos veces más rápido a alta temperatura que a baja temperatura, por lo cual generalmente se prefiere la digestión termófila (50-55 °C). La excepción aplica a los desechos orgánicos con alto contenido de nitrógeno, que pueden requerir una temperatura intermedia o una digestión mesófila a 35-40 °C.

Nuestros digestores ANAMIX™ estándar utilizan sistemas de agitación mecánica de entrada superior energéticamente eficientes y de bajo mantenimiento, estando disponibles en tamaños de hasta 3,2 MG (12,000 m3). Dependiendo de la aplicación es posible que se requiera un equipo opcional para garantizar un rendimiento óptimo. Los posibles extras incluyen un sistema de control de espuma o una trampa de arena de fondo (inclinada).

También se pueden proponer configuraciones de reactor personalizadas dependiendo de las necesidades del cliente y la situación local.

Los reactores RAPTOR® siempre están completamente aislados y calentados externamente, recirculando el contenido del digestor a través de un intercambiador de calor único.

En las plantas RAPTOR® se pueden obtener tasas de producción de biogás de hasta 6,3 Nm3 / día de biogás por cada metro cúbico de volumen de digestor dependiendo del tipo y las características de los residuos orgánicos alimentados como materia prima..

Generalmente el digestato del reactor ANAMIX™ se trata en una centrífuga o prensa de lodo para la separación de los sólidos no digeribles (torta húmeda de lodo), que es ideal como fertilizante en la agricultura. Bajo petición también están disponibles los sistemas de secado y peletizado de torta de lodo , si se requiere un procesamiento posterior.

El digestato líquido restante constituye una pequeña corriente de aguas residuales y a menudo es recirculado para ser agregado a los residuos sólidos frescos en las etapas de pretratamiento, a una unidad de pretratamiento TAR, disponerse en una planta de tratamiento de aguas residuales aeróbica convencional antes de la descarga al alcantarillado o tratado en una planta completa de tratamiento de aguas residuales sin descarga que incluye concentración por osmosis inversa (RO) y evaporación. En las plantas RAPTOR® para subtratos agrícolas generalmente se almacena el digestato y se esparce en los campos en la temporada apropiada a modo de fertilizante líquido.

¿Cómo puede el proceso RAPTOR® beneficiar a las comunidades?

El proceso RAPTOR® para OFMSW y compuestos orgánicos separados en origen (SSO)

El proceso RAPTOR® convierte eficientemente la fracción orgánica de los desechos sólidos municipales (OFMSW) y/o los compuestos orgánicos clasificados en origen (SSO) en valiosa electricidad y calor, o gas natural renovable (RNG).

El redireccionamiento de desechos orgánicos de las comunidades locales y de las empresas del vertedero ayuda a prolongar la vida útil de dichos sitios de disposición, reduciendo la necesidad de nuevos vertederos. Como se trata de un proceso cerrado, también proporciona una mayor reducción en la generación de gases de efecto invernadero comparado con un vertedero o una operación de compostaje, ninguno de los cuales tiene control de las emisiones de metano y dióxido de carbono.

  • La sostenibilidad general de la región mejora después de que se desarrolla una fuente de energía renovable como el proceso RAPTOR®;
  • La digestión anaerobia RAPTOR® contribuye a la reducción significativa de gases de efecto invernadero (GEI) y al ahorro de combustibles fósiles;
  • Es una planta completa de conversión de residuos orgánicos en energía, que incluye la gestión de todos los productos finales y residuos, lo que permite una fácil implementación en alianza con GWE;
  • El software de control GWE permite el monitoreo remoto de la instalación para un funcionamiento sin problemas y la entrega ininterrumpida de electricidad, llueva o truene, de día y de noche. Otros métodos de energía renovable como el viento o la energía solar se ven afectados por las horas del día, el clima y otros factores que no afectan al proceso RAPTOR®;
  • El digestato del sistema se puede usar como abono o fertilizante agrícola, proporcionando un valor adicional de los desechos generados.

Uso del biogás: energía ecológica y combustible para vehículos del proceso RAPTOR®

El biogás generado en el proceso RAPTOR® es purificado mediante desulfuración y secado parcial, utilizando los depuradores SULFURIX™ de GWE y el sistema de secado GASODRIX™, y se usa típicamente en una unidad combinada de calor y energía (CHP) para generación de energía verde o se somete a un enriquecimiento para obtener gas natural renovable (RNG).

La ayuda gubernamental bajo la figura de subvenciones, préstamos blandos o precios regulados mínimos para energía de fuentes renovables que se inyectan a la red pública a menudo están disponibles de fuentes locales, regionales y federales, para hacer la generación de energía o la producción de RNG una aplicación económicamente atractiva para el biogás. GWE puede ayudar a identificar y desarrollar aplicaciones para

Industrias y aplicaciones: Desperdicios de alimentos (compuestos orgánicos clasificados en origen); residuos de la agroindustria (pulpa de remolacha, pulpa de tapioca, desechos de remolacha azucarera, desechos de procesamiento de cebolla, residuos de vegetales / patata); residuos industriales (residuos de cervecería, desechos de procesamiento de alimentos, lodo de fábrica de papel); cultivos energéticos (ensilaje de maíz, diversos pastos, algas).

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