Introduction to Anaerobic Digestion Engineering Part 1a - Koppa
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<strong>Introduction</strong> <strong>to</strong><strong>Anaerobic</strong> <strong>Digestion</strong> <strong>Engineering</strong><strong>Part</strong> <strong>1a</strong>Michael ChesshireUniversity of Southamp<strong>to</strong>n&Evergreen Gas LtdJyväskylä Summer School 2013
1. ¿A qué temperaturas es más sensible el termis<strong>to</strong>r, a altas o a bajastemperaturas?2. En función de la respuesta a la pregunta anterior, ¿interesa <strong>to</strong>marpares de valores a intervalos regulares de temperaturas o los intervalosentre temperaturas varían en función de que las temperaturas seanaltas o bajas?3. ¿Porqué es importante que en el vaso de precipitados no haya hielo ysólo haya agua fría?4. El coeficiente de temperatura de un termis<strong>to</strong>r, α, se define por laecuación:α ≡ 1 dRR dT = dlnRdT , (2)A partir de (1) obtenga que¿Cuál es el significado físico de esta magnitud?Indicacionesα = − B T 2 . (3)El agua contenida en un vaso de precipitados se utilizará para calentar ymedir la temperatura del termis<strong>to</strong>r.Se introduce el termis<strong>to</strong>r jun<strong>to</strong> con el termómetro de referencia en unvaso de precipitados con agua. Se conecta el termis<strong>to</strong>r a un multímetropara medir su resistencia eléctrica. Se comienza con agua a una temperaturalo más baja posible. Para ello se coloca en un vaso de precipitadosagua con hielo (no picado) y después de un cier<strong>to</strong> tiempo se retira el hielo,y el agua se trasvasa al vaso con el termis<strong>to</strong>r, midiéndose la temperaturadel agua y la resistencia del termis<strong>to</strong>r. Ac<strong>to</strong> seguido se pone el agua a calentarlentamente mediante un calefac<strong>to</strong>r eléctrico y se realizan medidas dela resistencia del termis<strong>to</strong>r 2 (tenga en cuenta la respuesta que haya dado alas preguntas anteriores) hasta que se alcance una temperatura próxima a80 ◦ C.1. El termis<strong>to</strong>r, ¿debe colocarse en una región intermedia dentro del agua,bien rodeado de agua y con el térmómetro cerca del mismo, más cercadel fondo o más cerca de la superficie?2. Cuando se hayan medido los primeros valores de la resistencia enfunción de la temperatura, ¿le interesa llevar a cabo una primera estimaciónde las constantes características del termis<strong>to</strong>r con obje<strong>to</strong> deir prediciendo las resistencias que se irán midiendo más adelante a lassiguientes temperaturas o eso no es interesante?2 Recuerde que en una experiencia típica debe <strong>to</strong>mar entre 8 y 12 pares de valores.3
DesignFeeds<strong>to</strong>ckJyväskylä Summer School 2013
Reac<strong>to</strong>r Type - CSTR or Plug Flow• CSTR is “Continuous Stirred Tank Reac<strong>to</strong>r”, where thedigester contents are fully mixed & homogenous, and isthe most common form of digester design.• “Plug Flow” is where the feeds<strong>to</strong>ck enters the digesterat one end and flows <strong>to</strong> the opposite end.Jyväskylä Summer School 2013
CSTRJyväskylä Summer School 2013
Jyväskylä Summer School 2013PlugFlow
Reac<strong>to</strong>r ShapesJyväskylä Summer School 2013
ConcreteJyväskylä Summer School 2013
Jyväskylä Summer School 2013Brick
SteelJyväskylä Summer School 2013
GRPJyväskylä Summer School 2013
InsulationJyväskylä Summer School 2013
Rate limiting parameter no.1 (HRT)• Hydraulic retention time:- HRT (d)HRT = reac<strong>to</strong>r volume (m 3 ) ÷ feed rate (m 3 .d -1 )• Tends <strong>to</strong> be rate limiting parameter for low solidsfeeds<strong>to</strong>cks (e.g.
Rate limiting parameter no.2 (OLR)• Organic loading rate:- OLR (kg.m -3 .d -1 )OLR = ODM (kg.d -1 ) ÷ reac<strong>to</strong>r volume (m 3 )• Becomes rate limiting parameter for high solidsfeeds<strong>to</strong>cks (e.g. >12%DM)Reac<strong>to</strong>r volume (m 3 ) = kg ODM .d -1 ÷ OLR• Typical OLR = 2.5 <strong>to</strong> 5.0 kg.m -3 .d -1Jyväskylä Summer School 2013
Now Reinhold Waltenberger ….Jyväskylä Summer School 2013