2.4 Período de mezcla:

Al final del período de descanso, la válvula de gas es abierta por medio de un control neumático. En fracción de segundos el equilibrio de presión es alcanzado:

2.4.1 Un gran cráter es formado en la superficie del fermento en la cámara secundaria. Esto destruye la escoria superficial.

2.4.2 En los siguientes cinco a diez segundos el fermento es expulsado contracorriente afuera de la cámara secundaria hacia la cámara principal. El substrato fluirá en tres distintas direcciones al mismo tiempo:

- Flujo de substrato a través de las columnas pequeñas de mezclado: Material digerido con una gran proporción de bacterias hambrientas es rociado energéticamente dentro del material fresco (sin digestión) en la cámara principal, a través de la columnas cortas de mezclado.

- Flujo de substrato a través de los jets estáticos de mezclado: Al mismo tiempo, el material es forzado hacia la cámara principal a través de los jets estáticos de mezcla. El sedimento de esta biomasa es enviado hacia adentro del fermento activo (aproximadamente: 50-75m³ en cinco segundos, a través de las cuatro a ocho boquillas de los jets). Dada la gran cantidad de energía liberada, la columna de fluido en la cámara principal comienza a rotar. Esta rotación facilita el esparcimiento de cada centímetro cúbico de la superficie superior de la cámara principal con el substrato recibido de la cámara secundaria, que llega a través de las columnas pequeñas y largas de mezclado. En consecuencia, la superficie de escoria es destruida y reprocesada dentro del fermento.

- Flujo de substrato a través de las columnas largas de mezclado: En las capas de lodos sedimentadas de la unidad de biogás, existe una gran concentración de bacterias hambrientas, dado el poco suministro de nutrientes. Parte de este material es enviado contracorriente de regreso a la parte superior del substrato en la cámara principal, través de las columnas largas de mezclado y es combinado con el material sin digestión. Este suministro adicional de nutrientes causa una rápida multiplicación en la cantidad de bacterias. De esta manera, puede ser alcanzada una máxima producción de biogás en un corto período de tiempo.

La duración de tiempo desde un intervalo de mezclado y el siguiente, depende del de la materia prima utilizada. Usualmente, varía entre una a dos horas, dependiendo de la digestibilidad del substrato. Materia prima con alto contenido energético producirá intervalos de mezcla más cortos.

3. Detalles/Ventajas/Características del Digestor de Auto Mezclado.

3.1 Flujo preciso de substrato:

Es posible alcanzar un alto rendimiento en la producción de biogás con el Digestor-SMD en un corto período de tiempo dado al “flujo preciso de substrato”. El fermento introducido sigue trayectos específicos a través del Digestor-SMD; no hay atajos posibles:

- Suministro de material fresco es depositado dentro de la superficie superior de la cámara principal y procesado dentro del fermento a través del proceso de mezcla.

- Por ley de la naturaleza materiales ligeros suben a la parte superior de la cámara, la biomasa se hunde hacia la parte inferior de la cámara solo hasta haber alcanzado cierto grado de digestión.

- Diferentes materiales demuestran distintas características en el tiempo requerido para este proceso y en el Digestor-SMD, el potencial disponible puede ser usado de manera más efectiva. El fermento baja lentamente hacia la parte inferior de la cámara principal y allí es forzado a través de los jets estáticos de mezcla. Luego el fermento se mueve lentamente hacia arriba dentro de la cámara secundaria y el efluente es drenado hacia afuera digestor al alcanzar el límite superior de la cámara.

Una de las ventajas considerables del “flujo preciso de substrato” es que las bacterias metanogénicas con un crecimiento relativamente lento no son expulsadas afuera del digestor. En lugar, son retenidas dentro del digestor, de esta forma la alta densidad de los diferentes grupos de bacterias ayudan a obtener una rápida digestión.


3.2 Sin mezcladores en el digestor:

- El objetivo de una planta de biogás es la eficiente producción y extracción de biogás. Ya que el biogás es producido en el interior de todo el digestor y debe ser elevado a la parte superior de la cámara, unidades convencionales requieren el uso de mezcladores. El Digestor-SMD, emplea un sistema diferente de operación para eliminar esta necesidad. Tal como el dióxido de carbono en una botella agitada de agua con gas, en el Digestor-SMD el biogás es liberado y crece por sí solo a través de la compresión y expansión periódica del sustrato.

- En las unidades convencionales de biogás se crean “fuerzas cortantes” dentro del fermento. Estas fuerzas destruyen una gran porción de las escamas, que han formado los diferentes grupos de cepas de bacterias. El altamente sensible estado de equilibrio de estas bacterias, que provocan la producción del biogás, es destruido, reduciendo así su eficiencia. Sin embargo, este no es el caso del Digestor-SMD; tan pronto como el fermento deja la zona superior de tensión de la cámara principal, no hay mas fuerzas cortantes. Los requerimientos nutricionales y por lo tanto la supervivencia de las escamas es asegurada por la transferencia de materia disuelta e iones dentro de la solución acuosa. La constante compresión y expansión del fermento permite la formación de cavidades, a través de las cuales los nutrientes pueden llegar a las bacterias. Las escamas son capaces de crecer, ininterrumpidamente alcanzando una alta estabilidad en el proceso.

3.3 Temperatura Constante:

- Un factor importante para el alto rendimiento en la producción del biogás es la temperatura constante. Tan importante como lo es el suave calentamiento del estiércol líquido. En el Digestor-SMD la temperatura constante es mantenida por medio de aproximadamente 8,000 m de calefacción integrada en paredes y suelos. Con una superficie tan grande es posible un suministrar calor a una temperatura relativamente baja. Por medio del suave calentamiento del substrato las cadenas de las bacterias pueden desarrollarse en el material y por lo tanto aumentar el efecto biológico del sistema.

- Otras plantas de biogás con intercambiadores externos de calor deben ser calentados arriba de la temperatura optima para una eficiente digestión. Posteriormente, las pérdidas de calor de la unidad deben ser equilibradas. Si calor adicional es requerido, el fermento activo debe ser bombeado próximo a los intercambiadores de calor. Muy pocas bacterias pueden sobrevivir tan dramático aumento de temperatura y en consecuencia todo el proceso, desde la hidrólisis hasta la producción de metano deberá empezar de nuevo desde cero.

- En otros digestores los intercambiadores de calor están fijos en las paredes. En este caso el digestor podría mostrar una baja transferencia de calor, ya que los intercambiadores convencionales poseen superficies delgadas las cuales requieren altas temperaturas para mantener el sistema cálido. Altas temperaturas destruirán las bacterias. El tubo de calentamiento se cubrirá con materia fibrosa, la cual reduce la transmisión de calor y la eficiencia, por lo tanto el proceso de transferencia de calor se vuelve peor a través del tiempo. El contenedor debe ser vaciado y el tubo de calentamiento limpiado, garantizando pérdidas económicas!

3.4 Extracción de lodos sedimentados:

- Como consecuencia del proceso, de fermentación los sedimentos caen al fondo de la cámara. Al pasar los años, las capas de sedimentos crecerán, disminuyendo el volumen del digestor y por lo tanto disminuyendo la producción de biogás. Finalmente, el operador de la unidad de biogás deberá detener su funcionamiento para remover los sedimentos.

- Gracias al sistema de drenado de lodos en el Digestor-SMD, la extracción de lodos sedimentados y gravilla puede ser realizada sin detener el proceso de fermentación. Esto permite al digestor, trabajar con substratos complicados como residuos de aves (gallinaza), ciertos tipos de residuos y cultivos energéticos, que comúnmente arrastran arena y gravilla dentro del digestor.