Construcción de una herramienta informática basada en matlab para el modelamiento del proceso anaerobio

Una de las problemáticas de la producción del ganado porcino es el desaprovechamiento de las excretas las cuales no son dispuestas de forma adecuada, generando impactos ambientales considerables. En la actualidad existen tratamientos digestión anaerobia para la producción de biogás con altos conteni...

Full description

Autores:: Silva Daza, Moisés Elías,
Diaz Rincón, Johan Sebastián,

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2020

Institución:: Universidad Santo Tomás

Repositorio:: Repositorio Institucional USTA

Idioma:: spa

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description	Una de las problemáticas de la producción del ganado porcino es el desaprovechamiento de las excretas las cuales no son dispuestas de forma adecuada, generando impactos ambientales considerables. En la actualidad existen tratamientos digestión anaerobia para la producción de biogás con altos contenidos de metano, por tal motivo se desarrolló un modelo matemático dinámico del proceso anaerobio aplicable al uso de excretas porcino e implementado en el software Matlab R2015a 8.5.0.184244 por medio de la herramienta Simulink. El modelo del proceso anaerobio consideró tres fases, siguiendo una cinética de 1er orden para la Fase 1: hidrólisis, una cinética de Monod para la Fase 2: acidogénesis y acetogénesis y Fase 3: metanogénesis. Este modelo permitió simular con un sustrato en específico (excretas porcinas para este proyecto), las cantidades teóricas de biogás producido, logrando una primera aproximación para la producción de biogás simulada con respecto a los datos reales obtenidos para el inicio del funcionamiento de un biodigestor. Sin embargo, es necesario considerar otros procesos adicionales, para simular procesos de decadencia e inhibición que ocurren en el mismo. Así mismo se entregó información sobre el proceso anaerobio y de las diferentes reacciones biológicas fundamentales que afectan la producción de biogás, presentando información para su aplicación en las condiciones locales.
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En la actualidad existen tratamientos digestión anaerobia para la producción de biogás con altos contenidos de metano, por tal motivo se desarrolló un modelo matemático dinámico del proceso anaerobio aplicable al uso de excretas porcino e implementado en el software Matlab R2015a 8.5.0.184244 por medio de la herramienta Simulink. El modelo del proceso anaerobio consideró tres fases, siguiendo una cinética de 1er orden para la Fase 1: hidrólisis, una cinética de Monod para la Fase 2: acidogénesis y acetogénesis y Fase 3: metanogénesis. Este modelo permitió simular con un sustrato en específico (excretas porcinas para este proyecto), las cantidades teóricas de biogás producido, logrando una primera aproximación para la producción de biogás simulada con respecto a los datos reales obtenidos para el inicio del funcionamiento de un biodigestor. Sin embargo, es necesario considerar otros procesos adicionales, para simular procesos de decadencia e inhibición que ocurren en el mismo. Así mismo se entregó información sobre el proceso anaerobio y de las diferentes reacciones biológicas fundamentales que afectan la producción de biogás, presentando información para su aplicación en las condiciones locales.One of the problems of pig production is the waste of excreta, which can be subjected to anaerobic digestion treatment for the production of biogas with high methane content. For this reason, a dynamic mathematical model of the anaerobic process was developed and implemented in the software Matlab R2015a 8.5.0.184244 by means of the Simulink tool. The model of the anaerobic process considered three phases, following a 1st oreden cycle for Phase 1: hydrolysis, a Monod kinetics for Phase 2: acidogenesis and acetogenesis and Phase 3: methanogenesis. This model allowed to simulate with a specific substrate (pig excreta for this project), the theoretical amounts of biogas produced, achieving a first approximation for the production of simulated biogas with respect to the real data obtained for the start of operation of a biodigester. However, it is necessary to consider other additional processes, to simulate processes of decline and inhibition that occur in the same. Information on the anaerobic process and the different fundamental biological reactions that affect biogas production was also provided, presenting information for application in local conditions.Ingeniero Ambientalhttp://www.ustavillavicencio.edu.co/home/index.php/unidades/extension-y-proyeccion/investigacionPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado de Ingeniería AmbientalFacultad de Ingeniería AmbientalAtribución 2.5 ColombiaAtribución 2.5 ColombiaAtribución 2.5 ColombiaAtribución 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Construcción de una herramienta informática basada en matlab para el modelamiento del proceso anaerobioBiogasAnaerobic digestionRenewable energyDynamic modelBiogasDigestión anaerobiaIngeniería ambientalTesis y disertaciones académicasBiogásDigestión anaerobiaEnergía renovableModelo dinámicoTrabajo de Gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA VillavicencioAndrews, J., & Graef, S. R. (1971). Dynamic modeling and simulation of the anaerobic process. In: Anaerobic Biological Treatment Processes. Whashington, D.C. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ba-1971-0105.ch008Angelidaki, I., Elleeaard, l., & Ahring, b. (1999). A Comprehensive model off anaerobic bioconversion off complex substrates to biogas. denmark: the technical university off denmark. https://europepmc.org/article/med/10099616Batstone, D., Keller, J., Angelidaki, I., Kayuzhnyi, S., Pavlovstahis, S., Rozzi, A., . . . Vavilin, V. (202). Anaerobic Digestion Model No. 1. Scientic and Technical Report 15. St. Lucia: IWA Publishing. https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4296694/mod_resource/content/1/ADM1-WST.pdfCabrera, O. (2015). Desarrollo de un simulador numérico basado en ADM1 de un reactor anaerobio ASBR. Barcelona: Universidad Politecnica de Catalyuna. https://core.ac.uk/download/pdf/41824032.pdfCampos, A. (2001). 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Construcción de una herramienta informática basada en matlab para el modelamiento del proceso anaerobio

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