Para nuevos proyectos se estudiarán los residuos disponibles y adecuados para su valorización. Para mejoras de proceso recogeremos datos históricos. En este sentido, se analizarán en profundidad variables operacionales y de proceso (temperaturas, caudales, caracterización de residuos, tipología, etc.., así como aquellos parámetros que puedan afectar a la optimización de la planta(limitaciones de la planta o de proceso, capacidades de la planta, etc.).

Ya conocidas las características de los residuos, a través de la herramienta Opti_blender® se procederá a realizar una batería de simulaciones que como resultado indicarán la estabilidad del proceso y las posibles inhibiciones que se dan, si las hubiera. De esta forma, conociendo los caudales de cada uno de los residuos de la receta original, se podrá determinar si las proporciones consideradas permiten llevar a cabo con garantía el proceso de digestión anaerobia. Adicionalmente, considerando la limitación en la disponibilidad de residuos así como otro cualquier factor limitante, se procederá a formular la mezcla óptima, es decir, la mezcla cuyas proporciones de residuos dan lugar a un proceso eficiente, estable y con la máxima producción de biogás. Por otro lado, para la formulación de la mezcla óptima, se contará con una restricción que fija como objetivo la obtención de un digerido que sea valorizado para su uso como fertilizante, se determinarán qué residuos son los idóneos para cumplir con este objetivo, teniendo en cuenta tanto parámetros físico-químicos como exigencias de tipo regulatorias.

Una vez conocidos los residuos a digerir, sus características y los posibles problemas que puedan originar en su tratamiento, mediante la información obtenida en simulaciones previas se determinará cuál es la tecnología qué mejor encaja en el proyecto. Así pues, se diferenciará entre residuos de origen sólido y aguas residuales para definir la tipología de reactor, se simulará el proceso bajo varias condiciones de temperatura (mesófilo vs. termófilo), se determinarán parámetros como TRH o VCO, se definirá el volumen de digestión, el número de digestores, etc. Todo ello será realizado considerando la mezcla disponible (la que viene marcada por el cómputo total de volumen total de residuo disponible) y en caso de llevarse a cabo la identificación de la mezcla óptima previa, para esta última también.

Mediante la simulación de un proceso estable considerando la mezcla disponible (y en su caso, también la mezcla óptima), se determinará por un lado el caudal de biogás generado expresado en Nm3/h, Nm3/d, Nm3/mes y Nm3/año y por otro todas las características del mismo en términos de composición (%CH4, %CO2, %N2, %O2, ppm H2S, ppm NH3), humedad, poder calorífico superior y densidad real.

Una vez generado el biogás, este se espera que sea sometido a procesos de valorización energética para su uso como calor, electricidad o bien como combustible. En este punto, se cuantificará la demanda térmica que necesitará el digestor para conocer el porcentaje de autoabastecimiento de calor necesario y se determinará también la electricidad que puede ser obtenida en el proceso expresada en kWh/Nm3. Para la obtención de estos datos se partirá de simulaciones realizadas mediante el sistema Opti_blender® considerando la mezcla disponible y la mezcla óptima si fuese el caso.

Además de información relativa al proceso y a la corriente de biogás, mediante la aplicación de Opti_blender® se obtiene información muy detallada de las características de digestato a partir de los residuos analizados. En este sentido, se definirán el caudal de digestato, su composición en materia seca y volátil, contenido en materia orgánica y contenido en nutrientes básicos (N, P, K). A partir de los datos obtenidos se definirá la corriente obtenida como digerido o como material bioestabilizado

Considerando la valorización del digerido obtenido en el proceso de digestión anaerobia cuyas características ya habrían sido determinadas en actividades anteriores, se realizaría la propuesta de un tratamiento del mismo. Entre las opciones iniciales, se barajaría un tratamiento térmico (pasteurización), un proceso de compostaje o un proceso de vermicompostaje, entre otros. De este modo, se evaluará qué método se presenta como más idóneo para la obtención del fertilizante y se realizará una descripción de las instalaciones, un diagrama de flujo básico con sus respectivos balances de materia y energía así como la evaluación de costes de inversión y operación (CAPEX y OPEX). Igualmente, se detallará la caracterización físico-química del fertilizante obtenido en términos de materia orgánica, contenido en materia seca, NPK y caudal.

A partir de los datos obtenidos tanto de las simulaciones como de datos obtenidos mediante caracterización físico-química de residuos y/o ensayos piloto, es posible determinar la viabilidad económica del proyecto de planta de biogás. Así pues, considerando los residuos a tratar y las corrientes de biogás y digestato obtenidas se establecen varias alternativas de aprovechamiento de los subproductos y se realiza un estudio económico y de rentabilidad que engloba la totalidad de la planta de biogás. Como resultado se obtiene la confirmación de la rentabilidad de un proyecto de biogás / biometano

En la fase de ingeniería, mediante Opti_blender® es posible cuantificar los parámetros óptimos de diseño que conducen a la reducción de los costes de inversión y mantenimiento de la planta.