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Modelación de la digestión anaerobia

El foco de acción de nuestro servicio de Modelación y Simulación (ModSim) se concentra en el análisis de procesos de digestión anaerobia (DA), considerando todo tipo de datos y parámetros de funcionamiento de un biodigestor o planta de biogás.

Modelar y simular matemáticamente el proceso de digestión anaerobia consiste en representar mediante ecuaciones distintos procesos. Entre ellos, se encuentran los balances de masa y energía del sistema y fenómenos como equilibrios químicos, la cinética de reacción, la inhibición, la transferencia de gases, entre otros.

En ProCycla te ayudamos a resolver los desafíos de diseño y optimización de tu planta de digestión anaerobia. Lo hacemos a través de la explotación de modelos conocidos o con el desarrollo de versiones adaptadas de los modelos, según las necesidades y requerimientos de cada proyecto. El pilar del servicio es nuestro sistema de monitoreo y control SCR®.

Ofrecemos flexibilidad en el uso de software, pudiendo utilizar tanto herramientas comerciales como Matlab ® como programas de acceso libre (Octave o Phyton ).

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¿En qué podemos asesorarte explotando MoDSim?

Predicción de nuevos escenarios operativos:

Las plantas de biogás necesitan conocer cuál será la producción de biogás y la calidad del digestato bajo diferentes escenarios de operación debido a cambios en la cantidad y calidad de los sustratos orgánicos que se alimentan, la frecuencia de adición, la temperatura, entre otros factores.

Proveemos estimaciones y grados de confianza de la operación de los digestores bajo estas nuevas condiciones.

Diagnóstico del estado actual operativo:

Además de las variables que son monitorizadas en una planta existe un sinnúmero de otras variables de importancia relacionadas con las poblaciones microbianas y compuestos intermediarios que no son medidos. Usando un modelo apropiado podemos conocer el estado actual de las variables no medidas, para así anticipar eventos de inhibición, riqueza microbiana y/o acumulación de compuestos indeseados.

Entrenamiento de operadores:

La operación de procesos biológicos como la digestión anaerobia tiene particularidades que los operadores deberían conocer y dominar.

Para ello, se pueden usar modelos matemáticos de diferente complejidad para crear simuladores que pueden ser usados para entrenar a operadores que comienzan a trabajar en una planta. Este entrenamiento permite capacitar de una forma rápida, eficaz y sin riesgos a nuevo personal que ingresa a una planta de biogás.

Diseño experimental:

En muchas ocasiones se requiere montar ensayos a escala de laboratorio, en batch o continuos, para probar diferentes condiciones de operación. Esto conlleva a contar con extensos montajes que requieren importantes recursos humanos, económicos y físicos.

La aplicación de modelos permite realizar los experimentos de forma virtual para poder descartar las condiciones que no presentan resultados interesantes y concentrar el esfuerzo experimental en aquellas que entregan resultados prometedores.

Diseño y operación del digestor:

Factores como el tipo de mezcla, la intensidad, configuración de la entrada o salida de sustrato, que influyen en el diseño del digestor, pueden evaluarse de forma más confiable mediante el empleo de modelación y simulación fluidodinámica computacional (CFD).

Además del flujo de fluidos, podemos incorporar la transferencia de calor, la presencia de otras especies y otros fenómenos para lograr un análisis del sistema más apropiado y completo.

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