Estudio de valorización del lactosuero de leche de vaca a través del diseño preliminar de una instalación de producción de biogás para la obtención de energía. (Q lactosuero= 1500 L/día)

Abstract

[ES] En el presente Trabajo Final de Máster se recoge el estudio y el diseño preliminar de una instalación de valorización energética de lactosuero obtenido como residuo de los procesos de fabricación de queso a partir de leche de vaca, con el objetivo de determinar si la instalación propuesta es susceptible a ser utilizada en una industria láctea de tamaño mediano y con un caudal de lactosuero producido de 1.500 l/día. La tecnología inicial considerada, consiste en realizar una digestión anaerobia del lactosuero obtenido del proceso de coagulación y desuerado al que se somete la leche de vaca para obtener queso. El objetivo de esta biodigestión empleada es la obtención de biogás gracias a la acción de las bacterias anaerobias que se encuentran dentro del reactor y que transforman la materia orgánica presente en el lactosuero, principalmente proteínas y lactosa, en biogás. Para poder utilizar este biogás obtenido, se realiza el diseño preliminar de una instalación que incluya todos los elementos necesarios para el proceso de obtención de energía. Estos elementos incluyen: tanque y bomba de alimentación, digestor anaerobio, torre de desulfuración, gasómetro para almacenar el biogás producido, antorcha de combustión y motor de cogeneración para obtener energía eléctrica. Tras el proceso de digestión anaerobia y de cogeneración, se obtiene energía eléctrica que puede ser utilizada para el propio suministro de la industria láctea de donde se ha obtenido el lactosuero utilizado como sustrato inicial, completando así el proceso de valoración del residuo.

[CA] En el present Treball Final de Màster es recull l'estudi i el disseny preliminar d'una instal·lació de valorització energètica de lactosèrum obtingut com a residu dels processos de fabricació de formatge a partir de llet de vaca, amb l'objectiu de determinar si la instal·lació proposada és susceptible a ser utilitzada en una indústria làctia de grandària mitjana i amb un cabal de lactosèrum produït de 1.500 l/dia. La tecnologia inicial considerada, consisteix a realitzar una digestió anaeròbia del lactosèrum obtingut del procés de coagulació i escorreguda al qual se sotmet la llet de vaca per a obtenir formatge. L'objectiu d'aquesta biodigestió empleada és l'obtenció de biogàs gràcies a l'acció dels bacteris anaerobis que es troben dins del reactor i que transformen la matèria orgànica present en el lactosuero, principalment proteïnes i lactosa, en biogàs. Per a poder utilitzar aquest biogàs obtingut, es realitza el disseny preliminar d'una instal·lació que inclogui tots els elements necessaris per al procés d'obtenció d'energia. Aquests elements inclouen: tanc i bomba d'alimentació, digestor anaerobi, torre de desulfuració, gasòmetre per a emmagatzemar el biogàs produït, torxa de combustió i motor de cogeneració per a obtenir energia elèctrica. Després del procés de digestió anaeròbia i de cogeneració, s'obté energia elèctrica que pot ser utilitzada per al mateix subministrament de la indústria làctia d'on s'ha obtingut el lactosèrum utilitzat com a substrat inicial, completant així el procés de valoració del residu.

[EN] This Master's Final Project includes the study and preliminary design of a plant for the energy recovery of whey obtained as a waste from the cheese-making processes from cow's milk, with the aim of determining whether the proposed installation is susceptible to be used in a mediumsized dairy industry with a whey flow rate of 1,500 l / day. The initial technology considered consists of carrying out an anaerobic digestion of the whey obtained from the coagulation and deworming process to which cow's milk is subjected to obtain cheese. The objective of this biodigestion used is to obtain biogas thanks to the action of the anaerobic bacteria found inside the reactor and that transform the organic matter present in the whey, mainly proteins and lactose, into biogas. To be able to use this biogas obtained, a preliminary design of a plant is carried out that includes all the necessary elements for the energy production process. These elements include: tank and feed pump, anaerobic digester, desulphurization tower, gasometer to store the biogas produced, combustion torch and cogeneration engine to obtain electrical energy. After the anaerobic digestion and cogeneration process, electrical energy is obtained that can be used to supply the dairy industry itself, from which the whey used as the initial substrate has been obtained, thus completing the residue evaluation process.