ENAE11 PROYECTOS DE PRODUCCIÓN Y APLICACIONES BIOENERGÉTICAS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. Biomasa: características y usos

1. Descripción de la biomasa como recurso energético
2. - Compuestos orgánicos producidos por la naturaleza
3. - Asimilación del CO2 por las plantas
4. - Tipos de biomasa. Biomasa primaria y biomasa secundaria o residual
5. - Concepto de biorrefinería. Clasificación según origen de la biomasa y productos: energéticos y no energéticos
6. - Caracterización y propiedades. Métodos analíticos
7. - Biodegradabilidad
8. - Clasificación de tecnologías aplicables según tipo de biomasa y objetivos
9. - Usos actuales y potenciales de la biomasa en el entorno europeo
10. - Políticas locales y europeas que promueven el uso de la biomasa
11. Organización y logística para el acopio y uso
12. - Operaciones de extracción de biomasa agrícola y forestal. Logística y costes asociados
13. - Cultivos energéticos: Especies utilizadas, tecnologías y precios
14. - Biomasa residual. Productividades y usos alternativos
15. - Control de calidad de las materias primas.
16. - Elementos para el diseño de un proyecto
17. - Indicadores de sostenibilidad económica y ambiental
18. - Inventario de recursos de biomasa por áreas geográficas. Fuentes de información.
19. Utilización de programas informáticos (MATLAB, Excel, Model IWA-ADM1) para el desarrollo de proyectos.
20. - Elección de zona geográfica
21. - Inventario de recursos de biomasa: forestales, agrícolas, ganaderos, residuos orgánicos municipales, residuos orgánicos industriales, aguas residuales (industriales y municipales), lodos de depuración (municipales y residuales, algas, otros recursos
22. - Planificación de usos de los materiales inventariados
23. - Elección zonas de implantación de instalaciones de transformación
24. - Recopilación normativa aplicable
25. - Costes de acopio y transporte a plantas

UNIDAD DIDÁCTICA 2. Procesos fisicoquímicos

1. Descripción del proceso de combustión con producción de electricidad y calor
2. - Pretratamiento de la biomasa
3. - Fundamentos de la combustión. Principios termoquímicos
4. - Energía térmica y eléctrica mediante tecnologías de combustión. Ciclos Rankine.
5. - Calderas y equipos
6. - Fluidos de trabajo
7. - Balances de energía. Análisis de casos prácticos
8. Especificaciones de los procesos de pirolisis y gasificación
9. - Principios termoquímicos
10. - Características del syngas
11. - Pretratamiento de la biomasa
12. - Tecnologías de gasificación
13. - Producción de calor y electricidad por gasificación
14. - Tecnologías de pirolisis
15. - Uso de los productos pirolíticos
16. - Análisis de casos prácticos
17. Relación de otros usos del syngas
18. - Producción de metanol/etanol
19. - Síntesis de Fischer-Tropsch
20. - Depuración y tratamiento para obtener metano sintético
21. - Reformado para obtener hidrógeno
22. Identificación de la transesterificación
23. - Materias primas para la producción de biodiesel
24. - Proceso y tecnologías de producción de biodiesel
25. - Producción de bio-queroseno
26. - Control de calidad
27. - Normativa asociada al uso como biocarburantes
28. Utilización de programas informáticos (MATLAB, Excel, Model IWA-ADM1) para el desarrollo de proyectos sobre dimensionado, análisis económico y medioambiental de instalaciones, a partir de la disponibilidad de la biomasa.
29. - Combustión y aprovechamiento energético
30. - Gasificación y aprovechamiento del syngas
31. - Producción de biodiésel

UNIDAD DIDÁCTICA 3. Procesos biológicos

1. Clasificación de los procesos biológicos de transformación
2. - Ingeniería de procesos, reacciones y reactores
3. - Cinética enzimática
4. - Cinética microbiana.
5. - Técnicas microbianas de laboratorio.
6. Análisis de la bioenergética de reacciones biológicas
7. - Reacciones de oxidación - reducción
8. - Transporte de electrones y transporte de energía
9. - Estequiometría de las reacciones biológicas
10. - Anabolismo y catabolismo. Energía y crecimiento.
11. - Estimación de coeficientes estequiométricos a partir del análisis energético de la reacción
12. - Conservación de la DQO
13. - Procesos simultáneos: notación matricial
14. Definición de los fundamentos de digestión anaerobia
15. - Bases microbiológicas y cinéticas
16. - Desintegración e hidrólisis; acidogénesis; acetogénesis; metanogénesis
17. - Relación sintrófica entre especies
18. - Equilibrios químicos relevantes durante el proceso
19. - Ensayos anaerobios
20. - Condiciones ambientales y operacionales
21. - Modelos de simulación. El modelo IWA-ADM1 (Anaerobic Digestión Modelo Nº 1)
22. Especificaciones de las tecnologías de digestión anaerobia
23. - Configuración de instalaciones
24. - Aplicación a la producción de biogás de sustratos orgánicos. Codigestión
25. - Biorreactores anaerobios y campo de aplicación
26. - Pretratamientos y postratamientos
27. - Dimensionado de digestores. Técnicas de simulación numérica de la operación
28. Descripción del tratamiento y usos del biogás
29. - Composición del biogás
30. - Usos térmicos, eléctricos, automoción e inyección a red de gas natural
31. - Calidad exigida del gas según usos. Normativa aplicable
32. - Técnicas de limpieza o acondicionamiento del biogás
33. - Técnicas de separación de CO2 y enriquecimiento a biometano
34. - Procesos biológicos para la transformación de syngas e hidrógeno a biometano
35. Clasificación de la producción de biohidrógeno
36. - Reacciones biológicas y microorganismos implicados
37. - Producción por foto-fermentación.
38. - Producción por fermentación oscura
39. - Análisis de la estequiometría de las reacciones
40. Definición de sistemas bioelectroquímicos
41. - Células de combustible microbianas (MFC)
42. - Células electroquímicas microbianas (MEC)
43. - Aplicaciones energéticas o para obtención de productos de interés
44. Especificaciones de la producción de bioetanol
45. - Materias primas y procesos de pretratamiento
46. - Hidrólisis enzimática de hemicelulosa y celulosa
47. - Fermentación de monosacáridos. Estequiometría, condiciones operacionales y rendimiento
48. - Etapas según la estrategia del proceso
49. - Recuperación de bioetanol
50. - Usos del bioetanol. Producción de ETBE
51. - Producción de otros bioalcoholes. Fermentación ABE (acetona-butanol-etanol)
52. - Normativa asociada al uso como biocarburantes
53. Utilización de programas informáticos (MATLAB, Excel, Model IWA-ADM1) para el desarrollo de proyectos sobre dimensionamiento y análisis económico y medioambiental de plantas de biogás según origen de los sustratos:
54. - Sustratos: deyecciones ganaderas, residuos industriales, barros residuales y codigestión
55. - Elección plantas individuales o colectivas
56. - Dimensionamiento de sistemas de transformación del biogás según usos y aplicaciones (inyección a red, cogeneración, biometano vehicular, ...)
57. - Dimensionado de biorrefinería con diferentes unidades de producción: bioetanol, biohidrógeno, biometano