B2. Construcción y operación del piloto.

B2. Construcción y operación del piloto. (6)

La construcción piloto del biorreactor se llevará a cabo en las instalaciones de REYDESA en España y se desarrollarán 10-20 lotes semi-industriales.

B2.2. Construcción e instalación piloto (3)

03 Diciembre 2021 B2. Construcción y operación del piloto. 4 Views

En base a las pruebas realizadas con el reactor de 10L, propiedad de INATEC, que estaba equipado con sensores y agitación, se concluyó que era necesario comprar un nuevo reactor de dicha capacidad, pero encamisado, y un sistema de control de temperatura, con el fin de mejorar el control de temperatura en los experimentos a este volumen.

Figura. Reactor de 10 L y enfriador para el proceso de adaptación

Adicionalmente, para evitar bloqueos en la descarga del residuo de PCB, también se ha incluido en el diseño un sistema específico para abrir el reactor.

Figura. Boquilla de descarga específica para evitar bloqueos en el reactor de 10 L

B2.3. Configuración y funcionamiento (2)

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Tras el proceso de adaptación, se han definido experimentos con el fin de incrementar el conocimiento de los parámetros óptimos para las pruebas en condiciones aeróbicas:

  • Realizar el aumento progresivo de volumen en las pruebas, llegando a 50L.
  • Aumento de la concentración de fracción rechazo de PCB del 1% al 10% en 250 mL (en curso).
  • Tiempo esperado para obtener máxima lixiviación.
  • Influencia de los pasos de adaptación hasta llegar a 10 g PCB / L.

Figura. Pruebas realizadas en condiciones aeróbicas y resultados esperados

En estas pruebas se ha demostrado que se evita la precipitación de jarosita al controlar el pH, minimizando las pérdidas de hierro en la disolución, aumentando el rendimiento y reduciendo también el tiempo de las pruebas. Se han iniciado pruebas con mejores condiciones, como se puede observar en la figura.

Fig. Evolution of the tests in the 50 L reactor.

The results obtained are still being evaluated, and these experiments will be repeated, in order to extract robust outcomes from the tests.

B2.3. Configuración de trabajo con el piloto y escalado

Previo a la adaptación de los microrganismos se llevaron a cabo una serie de procesos para la adecuación de los medios de laboratorio a los procedimientos de trabajo en la biolixiviación:

 

- Desarrollo de protocolos de seguridad e higiene laboral

- Estudio de procesos de esterilización del medio y fungibles

- Estudio de los microorganismos presentes en las condiciones de reacción que puedan competir con los Acidithiobacillus ferroxidans.

- Tratamiento previo de limpieza de la fracción no metálica de PCB para la biolixiviación

- Testeos de funcionamiento de equipos durante el escalado (250 ml – 1 L – 10 L – 50 L)

Fracción no metálica de PCB tratada con NaCl saturado y posterior limpieza a fin de separar componentes potencialmente tóxicos

 

Proceso de adaptación y escalado de Acidithiobacillus ferroxidans la fracción no metálica obtenida tras el tratamiento mecánico de los PCB:

 

El proceso de escalado consta de 6 etapas:

- Etapa 1: Inoculación de viales

- Etapa 2: Adaptación a 250 ml

- Etapa 3: Adaptación con PCB a 250 ml

- Etapa 4: Adaptación a con PCB a 1 L

- Etapa 5: Adaptación a con PCB a 10 L

- Etapa 6: Adaptación a con PCB a 50 L

Etapas1-3 del proceso de adaptación y escalado.

 

Etapas 4-6 del proceso de adaptación y escalado.

B2.2. Construcción del piloto e instalación

Se ha llevado a cabo la construcción de un prototipo de 50 L para las operaciones de biolixiviación de la fracción no metálica de los PCB tras el tratamiento mecánico mediante los microrganismos Acidithiobacillus ferroxidans.

 

 

Prototipo de 50 L construido para el proyecto BIOTAWEE

 

El prototipo consta del siguiente equipamiento para controlar las condiciones de operación durante la biolixiviación:

 

- Analizador de pH que facilitará tanto la supervisión de la evolución del pH de la reacción como un posible control a pH constante.

- Controlador de la agitación + varilla con aireación para una agitación controlada que no entorpezca la evolución de los microorganismos y que incorpora aireación en la varilla para mejorar la recirculación del aire en beneficio de las reacciones aerobias que tienen lugar.

- Controlador de T que nos permite un control preciso lo cual es de gran importancia para las reacciones y supervivencia de los microorganismos.

B2.2. Construcción del piloto e instalación

Se ha realizado el diseño de la tecnología necesaria para reproducir el proceso, aumentando la escala hasta una capacidad de 50L. Se ha contactado a los proveedores y la revisión de las ofertas está casi completa.

Tecnología diseñada para el reactor de 50 L.

 

Mientras tanto, se ha realizado la revisión del material de laboratorio necesario para la prueba. Antes de iniciar la prueba en un reactor de 50L, los microorganismos tienen que adaptarse previamente al PCB en matraces de 250ml, aumentando el volumen progresivamente, siendo el volumen previo al reactor de 50L un reactor de 10L ya propiedad de INATEC. Este reactor, equipado con sensores y agitación, ha sido revisado y ya se ha encargado todos los reactivos y material necesario para trabajar con los microorganismos.

 

Prueba realizada en el reactor de 10 L para comprobar el rendimiento. 

B2.1. Obtención y preparación de muestras.

El procesamiento ejecutado con los PCB incluye varias etapas de trituración y separación hasta la obtención de una fracción no metálica para probar mediante tecnología de biolixiviación. La siguiente figura muestra los tres pasos globales del proceso por los cuales pasa el material hasta conseguir la fracción final:

 

Los PCB a través de los procesos de trituración y separación.

 

1er PASO: El proceso comienza con la trituración del material en una fragmentadora.

2o PASO: El material se introduce en el molino durante varios ciclos.

3er PASO: El objetivo de este paso es separar la fracción metálica de la no metálica.

 

MATERIAL PARA BIOLIXIVIZACIÓN: La fracción no metálica obtenida en el paso anterior es la seleccionada para ser utilizada en el proceso de biolixiviación que llevará a cabo el consorcio BIOTAWEE.