La digestión anaeróbica del proceso de producción de metano es controlada mediante el análisis FOS/TAC, siglas que provienen de la denominación alemana a los ácidos grasos volátiles (FOS) y capacidad de compensación alcalina (TAC).

El Centro Federal Alemán de Investigación Agrícola (FAL) desarrolló la relación FOS/TAC para establecer un valor guía que permita evaluar los procesos de fermentación en el digestor a través de la concentración de los ácidos orgánicos volátiles y la concentración del dióxido de carbono en el biogás, además de poder hacer un seguimiento que permita identificar interferencias en la digestión y controlarlas para evitar posibles pérdidas en la producción del metano. Se ha de remarcar que los ratios son propios de cada planta a causa de la dependencia con el sustrato.

¿Cómo se mide la ratio FOS/TAC?

Los ácidos orgánicos volátiles formados en la etapa acidogénica pueden extraerse en esa etapa para aplicarlos en la obtención de sales y utilizarlos como aditivos, piensos, etc. mientas que si los ácidos son de cadena media se pueden destinar como componentes para pinturas o resinas.

La determinación de FOS se realiza mediante valoración automática con el valorador HI931 o mediante fotometría con el espectrofotómetro IRIS, ambos de la marca HANNA instruments. Para llevar a cabo la medición volumétrica será necesario una cantidad de sustrato filtrado con ácido sulfúrico, con el objetivo de trabajar a pH ácidos de hasta 4.4. El volumen del valorante utilizado será el que introduzcamos en la fórmula para evaluar el FOS (mg/L HAc).

FOS = ((ml valorante*1.66)-0.15)*500  (mg/L HAc)

Cuando los análisis realizados emplean el espectrofotómetro IRIS es necesario que se produzca la esterificación de los ácidos grasos volátiles con etilenglicol, para después, en un medio ácido y con calor se complete el proceso mediante la adición de hidroxilamina y cloruro férrico para neutralizar.

En el caso del TAC o capacidad de compensación alcalina se determinará de forma análaga al FOS, por medio de la valoración de la muestra filtrada con ácido sulfúrico como valorante hasta poder llegar a pH 5. El volumen del valorante, será el que se utilice en la fórmula de TAC (mg CaCO₃/L)

TAC = ml valorante *250 (mg CaCO₃/L)

ANÁLISIS FOS/TAC PARA LA PRODUCCIÓN DE COMBUSTIBLE

Evaluaciones de las ratios FOS/TAC

Tal y como se cita, el seguimiento de los parámetros FOS/TAC permite evaluar la estabilidad del proceso de generación del metano. Según los valores obtenidos, se puede conocer el estado actual del proceso de biogás y determinar así las mejoras a realizar para optimizar el proceso.

Resultados obtenidos con los equipos de HANNA

Habitualmente la forma más conocida de trabajar en plantas de biocombustible es mediante equipos electroquímicos como los valoradores potenciométricos HI931 de HANNA que permiten trabajar en rangos desde -2 a 20 de pH, con temperaturas desde los -5 hasta los 105 °C. Además este tipo de valoradores trabaja con precisiones de ±0.1% sobre el total del volumen del abureta, con agitación constante de tipo hélice. Todas las medidas que se realizan son directas, tanto de pH como mV, y las medidas se pueden registrar y almacenar para luego extrapolar los valores.

La gráfica que se muestra a continuación hace referencia a la determinación TAC con HCl en uno de nuestro valorador HI931.

En este segundo ejemplo aparecen las resultados en determinaciones FOS.

Sin embargo, esta no es la única manera de determinar el índice FOS/TAC, desde HANNA presentamos como alternativa el uso de metodologías fotométricas empleando el fotómetro IRIS HI801. A través de la esterificación de los ácidos orgánicos volátiles se obtienen muestras de un color rosa característico que permite obtener datos de FOS al aplicar los valores en la recta de calibrado previamente analizada, la cuál puede ir dese 0.5 a 2800 ppm de ácido acético como ácido orgánico de referencia, tal y como se puede ver en la gráfica presentada.

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