Diseño, construcción y puesta en marcha de un reactor anaerobio con sistema de calentamiento basado en energías alternativas proyectado para la producción de biogás

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Título : Diseño, construcción y puesta en marcha de un reactor anaerobio con sistema de calentamiento basado en energías alternativas proyectado para la producción de biogás
Autor : Fabara Peralvo, Tamara Abigail
Núñez Oñate, Bryan Steven
Director de Tesis: Borja Vela, Ximena del Rocío
Resumen traducido: At the current investigation was formulated a prototype design of a supplementary heating system, based on solar energy, attached to a laboratory-scale biodigester. In order to satisfy adequate heat conditions required by anaerobic digestion process in geographic locations with subtropical weather such as Quito, mainly characterized by cold days, the heating jacket technique was used connected to a system of hoses linked to a flat solar collector and a water reservoir, generating a thermosyphon effect that guaranteed the recirculation of heating fluid (water) to maintain internal temperature of the digester in optimal range for efficient generation of biogas. During the data collection after the device was started up, the temperatures of the solar collector, water reservoir, heating jacket, interior of the digester were decreed as main control variables, and an alternate external reservoir was placed to contrast the viability of the system. to the interconnected heating framework. To maximize the capture of solar radiation, angles of 10 grades and 45 grades were used for the flat collector. The results reveal that the recirculation system with thermosyphon effect attached to the heating jacket preserves the internal temperature of the digester in a range of 30 celsius degrees to 39 celsius degrees, in turn, the appropriate dimensions were obtained for a laboratory scale digester with heating jacket [(volume= 5.2 L, diameter= 15cm, height= 29cm) and (volume= 20.8 L, diameter= 30 cm, height= 36.5 cm) respectively], also that the solar inclination angle analyzed by ANOVA methodology was irrelevant for the use of solar incidence.
Resumen : En la presente investigación se formuló el diseño del prototipo de un sistema suplementario de calefacción, con base en energía solar, acoplado a un biodigestor a escala de laboratorio, con el fin de satisfacer el calor adecuado requerido por el proceso de digestión anaerobia en locaciones geográficas con clima subtropical como la ciudad de Quito, caracterizada principalmente por presentar clima frío. Se empleó la técnica de enchaquetado de calentamiento, conectado a un sistema de mangueras vinculadas a un colector solar plano y un reservorio de agua para generar un efecto termosifón que garantizó la recirculación del fluido de calentamiento (agua) para mantener la temperatura interna del digestor en un rango óptimo para la generación eficiente de biogás. Durante la recopilación de datos posterior a la puesta en marcha del dispositivo se determinó como variables de control principales las temperaturas del colector solar, reservorio de agua, chaqueta de calentamiento, interior del digestor y para contraste de viabilidad del sistema se colocó un reservorio alterno ajeno al entramado interconectado de calefacción. Para maximizar la captación de radiación solar se emplearon ángulos de 10 grados y 45 grados para el colector plano. Los resultados revelaron que el sistema de recirculación con efecto de termosifón anexado a la chaqueta de calentamiento conservó la temperatura interna del digestor en un rango de 30 grados centígrados a 39 grados centígrados, a su vez se obtuvo las dimensiones apropiadas para un digestor a escala de laboratorio con chaqueta de calentamiento [(volumen= 5.2L, diámetro= 15cm, altura= 29cm) y (volumen= 20.8L, diámetro= 30 cm, altura= 36,5 cm) respectivamente] también se dedujo que el ángulo de inclinación solar analizado mediante metodología ANOVA fue irrelevante para el aprovechamiento de la incidencia solar.
Palabras clave : INGENIERÍA AMBIENTAL
DISEÑO EN INGENIERÍA
DISEÑO DE MÁQUINAS
REACTORES QUÍMICOS
TERMODINÁMICA
ENERGÍA SOLAR
Fecha de publicación : oct-2020
URI : https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/19360
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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