www.futurenviro.es | Mayo-Junio May-June 2021 28 Bioenergía | Bioenergy Aunque su implantación es aún reducida en plantas de AD de residuos y agrícolas, la hidrólisis (tanto térmica como biológica) es muy común en la industria del agua, para mejorar la producción de biogás en las plantas de tratamiento de aguas residuales. La primera aplicación a gran escala de hidrólisis térmica para lodos de depuradora se implantó en Noruega a mediados de la década de 1990. También se emplea en la producción de biocombustibles avanzados para materias primas lignocelulósicas. Numerosos experimentos han demostrado que aumentar la temperatura durante el tratamiento puede mejorar significativamente la reducción de lodos y la eficiencia de liberación orgánica, y que múltiples ciclos de tratamiento también pueden ser beneficiosos, dependiendo de la naturaleza del tratamiento. Los beneficios de la hidrólisis térmica incluyen una reducción en la proporción general de sólidos volátiles y mejoras en la tasa de conversión del carbono orgánico total. El mayor contenido de sólidos volátiles de los lodos introducidos en el sistema de digestión, y la mayor tasa de degradación alcanzada, provocan una mayor producción de biogás en comparación con la materia prima que no ha sido pretratada. HRS ha desarrollado un proceso patentado para la hidrólisis térmica continua de los lodos del digestor, mediante los intercambiadores de calor de superficie rascada de la Serie Unicus. Con este sistema, se calienta el lodo a 160-170°C y se puede incluir un paso de explosión de vapor para una mayor eficiencia. Este tratamiento térmico cambia la estructura celular de los compuestos, rompiendo las cadenas de lignina y hemicelulosa para crear azúcares libres que son más fáciles de digerir por las bacterias. En consecuencia, se pueden reducir los tiempos de residencia en el digestor o fermentador y mejorar la producción global de gas. HRS ofrece procesos patentados para la hidrólisis térmica con y sin explosión de vapor. A diferencia de otros sistemas, ambos se basan en un proceso continuo que utiliza intercambiadores de calor de superficie rascada para evitar incrustaciones, lo que permite una producción más eficiente. Además, los sistemas incorporan recuperación de energía, con una reducción significativa de los costes operativos y se puede adaptar a las instalaciones existentes para mejorar su rendimiento. En el proceso de HRS que utiliza explosión de vapor, la biomasa se precalienta primero y posteriormente se vuelve a calentar más a alta presión para conseguir la hidrólisis térmica. Tras esto, la biomasa se transfiere a un recipiente para una rápida despresurización y el vapor liberado se aplica en la fase de precalentamiento inicial, mientras que la biomasa hidrolizada se enfría antes de pasar al digestor. Con nuestra experiencia en hidrólisis térmica, HRS le puede asesorar sobre la mejor solución para una aplicación concreta y adaptada a sus necesidades. Although less used in waste and agricultural AD plants, hydrolysis (both thermal and biological) is commonly used in the water treatment industry to improve biogas production at wastewater treatment plants since the first full-scale application of thermal hydrolysis for sewage sludge in Norway in the mid-1990s. It is also employed in the production of advanced biofuels for lignocellulosic feedstocks. Numerous experiments have shown that increasing the temperature during treatment can significantly improve the sludge reduction and organic release efficiencies, and that multiple treatment cycles can also be beneficial, depending on the nature of the treatment. The benefits of thermal hydrolysis include a reduction in the overall ratio of volatile solids, and improvements in the conversion rate of total organic carbon. The higher volatile solid content of sludge fed into the digestion system, and the higher degradation rate attained, cause higher biogas production compared to feedstock which has not been pre-treated. HRS has developed a patented process for the continuous thermal hydrolysis of digester sludge using the Unicus Series of scraped surface heat exchangers. his involves heating the sludge to 160-170 °C of the sludge and a steam explosion step can be included for extra efficiency. This heat treatment changes the cell structure of the compounds, breaking down lignin and hemi-cellulose chains to create free sugars which are easier for the bacteria to digest. Consequently, residence times in the digester or fermenter can be reduced, and overall gas production improved. HRS offers patented processes for thermal hydrolysis both with and without steam explosion. Unlike some other systems, both are based around a continuous process using scraped surface heat exchangers to avoid fouling, allowing more efficient production. Furthermore, the systems incorporate energy recovery to provide a significant cost reduction during operation, and the technology can be retrofitted to existing installations in order to improve their output. In the HRS process using steam explosion, the biomass is first preheated, and is then heated further at high pressure to achieve the thermal hydrolysis. The biomass is then passed to a vessel for rapid de-pressurisation and the steam that is released from this is then used in the initial preheating phase, while the hydrolysed biomass is then cooled before being passed to the digester. With experience of thermal hydrolysis, HRS is well placed to advise on the best solution for a particular purpose and to deliver a tailored solution, whatever the application. Matt Hale Director Internacional de Ventas & Marketing, HRS Heat Exchangers International Sales & Marketing Director, HRS Heat Exchangers HRS thermal hydrolysis systems | HRS thermal hydrolysis systems
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