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