Producción de biogás en laboratorio a partir de residuos domésticos y ganaderos y su escalamiento

Abstract

Se utilizó los residuos organ1cos domésticos y ganaderos contaminantes para rroducir biogás. Los biodigestores fueron botellas de plástico de 1750 mL. El biogás producido se colectó por desplazarn iento de agua, en botellas calibradas de plástico de 260 m L. Se aplicó el diseño estadístico de Box-Benhken con tres variables independientes: relación estiércol:agua ( 1: 1, 1 :2, 1 :3), agua de desagüe(% v/v de agua de desagüe con respecto al volumen del biodigestor: 2, 4. 6) y cáscara ele papa(% p/v de cáscara de papa con respecto al volumen ele estiércol: 3, 6, 9). Se real izó 15 experimentos por triplicado durante 45 días. El mayor volumen de biogás producido fue de 195 mL, empleando 583 mL de estiércol (estiércol:agua de l :2), 35 mL de agua de desagüe (2% v/v) y 79 g de cóscara de papa (9% p/v). El tratamiento de los resultados con Statgraphics 5.0, permitió predecir que se puede obtener un máximo de biogás de 195,83 mL, valor ligeramente superior al obtenido experimentalmente, cuando los valores de las variables independientes fueron: 567,89 mL de estiércol, 35 mL de agua de desagüe y 79 g de cáscara de papa; siendo los valores de las dos últimas variables iguales a los empleados en el experimento que produjo el mayor volumen de biogás.

Diagnóstico de biodigestores de bajo costo instalados con comunidades vulnerables y víctimas del conflicto, realizado por el SENA CTDPE durante los años 2011 al 2017

“…En el caso de los insumos requeridos para el funcionamiento del biodigestor, principalmente se utiliza el estiércol porcino con el agua del lavado de las instalaciones, estiércol de caballo, bovino, caprino e incluso los residuos de humanos libres de detergentes y un caso en el que utilizan suero de leche, se ha evidenciado una gran diversidad de materiales orgánicos han sido sometidos a investigación con la finalidad de obtener biogás, como lo describen los investigadores (Barrena, Gamarra & Maicelo, 2010), quienes emplearon residuos de la ganadería y domésticos como la cáscara de papa y aguas residuales para producir biogás a nivel de laboratorio.…”

Producción de Biogás y Bioabonos a partir de desechos lignocelulósicos en un biorreactor anaeróbico

“…de vegetales de las cuales, las especies Stenotaphrum secundatum (Walter) Kuntze, Aptenia cordifolia y Chenopodium murale L., destacan del resto por su elevado porcentaje de celulosa, hemicelulosa y lignina (Tabla 1).En un estudio r ealizado en Colombia, en el departamento de Cundinamarca, se empleó residuos de cultivos de flores, caña, plátano, cacao, mora, arvejas, maíz, papa y frejoles para la producción de biogás(11), esta diferencia se debe a que, en este último estudio, los desechos vegetales se obtienen como residuos de los diferentes procesos industriales de esta región, obteniendo en su totalidad 727,7 toneladas/día de residuos orgánicos lo cual representa un 66% de la generación total de residuos, a comparación de los 56,904 T/ año que se producirían como desechos de las podas de los jardines de la ciudad universitaria de la Universidad Nacional de Trujillo, esta diferencia marcada en la cantidad de subproductos que se originan, se debe a los volúmenes de materia prima que cada actividad emplea para poder generar un producto o brindar un servicio, sin embargo, ambos estudios usan biodigestores anaeróbicos empleando diversas materias primas, destacando la biomasa vegetal, ya que esta es imprescindible para la producción del biogás y los bioabonos, dado que en las diversas etapas de la fermentación las macromoléculas sufren diversos cambios hasta finalmente obtener CH 4 ,CO 2 y otras macro y micronutrientes (4).Los bioprocesos están ampliamente asociados a los biorreactores y estos siguen un diseño en relación a la cinética del medio fermentativo, por ello se desarrollan diseños para optimizar los bioprocesos y obtener mejores rendimientos, tal es el caso del diseño de un biodigestor tipo tanque agitado y aireado para la producción de proteína unicelular desarrollado por León donde se puede verificar la influencia del diseño en la producción y el rendimiento influyendo hasta en un 40 por ciento sobre el rendimiento y la productividad(12). El biorreactor tubular de policloruro de vinilo cumple los estándares del diseño en relación a la transferencia de masa, calor y flujo dinámico del material fermentativo por lo que presenta las características para desarrollar un bioproceso optimo y obtener resultados que destaquen sobre la media, además es muy importante usar materiales que no interfieran o desprendan moléculas que generen inhibición del desarrollo microbiano y frenen el proceso y limiten la producción y productividad del sistema, por ello el policloruro de vinilo es un material que además resiste la presión del sistema logrando sostener la presión generada y evitar que este se vea dañado por la presión e interferir en las fugas y derrame del medio fermentativo, generando aniegos y contaminación en el bioproceso, además de su buena resistencia el policloruro de vinilo es un material muy maleable y económicamente rentable, debido a su bajo costo, se puede generar grandes biorreactores a escala piloto e industrial(13).…”