Estudio de la etapa hidrolítica de la degradación anaerobia de sustratos complejos : almidón en residuos de maíz y aceite en residuos de aceite

[Resumen del autor]

El presente trabajo tiene como objetivo el estudio de la etapa hidrolítica de la degradación anaerobia de sustratos complejos, como son el almidón y aceite, en reactores de dos fases, trabajando con residuos de maíz y aceite comestible, respectivamente. En la degradación de almidón además del estudio de la cinética hidrolítica se evalúa el efecto del tamaño de partícula, para lo cual se trabaja con dos tamaños de partícula de los residuos, 0.354 y 1.68 (mm). Además se realiza un análisis comparativo de resultados con la degradación de almidón en residuos de arroz y papas, estudio previo al presente y que se enmarca en el mismo proyecto en el cual se realiza el presente trabajo y por lo cual se considera de interés. Se analizó además la degradación que sufren los sustratos, almidón y aceite, por degradación natural. El trabajo experimental en ambas experiencias se realiza en ocho reactores batch de volumen 400 (mL), sumergidos en un baño térmico a 37° (C) con agitación constante de 120 (r.p.m). Los reactores anaerobios trabajan con 1.5 (g DQO/L) Y 0.5 (g SSV/L) e iguales cantidades de nutrientes (0.4 mL de macronutrientes y micronutrientes) y pH cercano a 7, por corresponder a lo óptimo para las bacterias anaerobias. En la degradación de almidón en residuos de maíz se dispuso de cuatro reactores a los cuales se les agregó sustrato, lodos, nutriente y agua; dos de ellos trabajaron con un diámetro promedio de partícula de mayor tamaño (1.68 mm) y los otros dos para un tamaño de partícula menor (0.354 mm). Además se dispuso dos reactores a los que sólo se les agregó residuos de maíz y agua (no contienen inóculo ni nutrientes y corresponden a la degradación natural), cada uno de ellos trabaja para su correspondiente tamaño de partícula (las mencionadas antes). Por último se contó con dos reactores que sólo contienen inóculo y agua, que corresponden a los blancos de la experiencia. En la degradación de aceite se acondicionan cuatro reactores para la degradación microbiana, esto es, contienen aceite, lodos, nutrientes y agua; dos reactores que contienen aceite y agua para la degradación natural, y otros dos que contienen inóculo yagua (blancos). En el estudio de la cinética de la etapa hidrolítica la atención se concentra básicamente en la evolución de la concentración de sustrato en los residuos, es decir, se estudia la forma en que ésta disminuye en el tiempo, para lo cual los comportamientos se ajustan a curvas que las representen satisfactoriamente. La hidrólisis máxima que sufren los sustratos por la degradación anaerobia se presenta cuando la concentración de éstos en los residuos deja de disminuir, es decir, se mantiene constante en el tiempo. En la degradación anaerobia de almidón en residuos de maíz se tiene que para los tamaños de partícula estudiados se logra una hidrólisis máxima de 92 % para el mayor tamaño de partícula (1.68 mm) y una duración de la etapa hidrolítica de 14 días, mientras para el menor tamaño de partícula (0.354 mm) se logra una hidrólisis máxima del almidón del 95 % durando la etapa hidrolítica 17 días. No se manifiestan claros efectos del tamaño de partícula en la hidrólisis del almidón en residuos de maíz, siendo superior en dos puntos porcentuales la hidrólisis máxima lograda por el menor tamaño de partícula estudiado. En la degradación anaerobia de aceite en residuos de aceite comestible se logró en promed

io una hidrólisis máxima del 93 %, presentándose en éste sustrato una duración de la etapa hidrolítica de 10 días. En el proceso de degradación natural de almidón se obtiene una hidrólisis máxima promedio de 88 % y la etapa hidrolítica tiene una duración de 21 días, en la degradación natural de aceite se logra una hidrólisis máxima de 93 % y la etapa hidrolítica tiene una duración de 14 días. En las degradaciones de ambos sustratos estudiados, almidón y aceite, el proceso de degradación anaerobia por microorganismos resulta levemente más eficiente frente al proceso de degradación natural que sufren los sustratos en los respectivos residuos, siendo el tiempo requerido en lograr la hidrólisis máxima el factor que los diferencia. Las cinética hidrolítica que presenta la degradación bacteriana posee mayor velocidad de degradación que la presentada por el proceso de degradación natural, sin embargo ambos procesos son capaces de obtener similares niveles de hidrólisis máximas.

CONSULTE EN LINEA A TRAVES DE REPOSITORIO INSTITUCIONAL

Tesis (Ing. Ejec. Químico mención Operaciones)-- Prof. guía: Lorna Guerrero S

h. 105-108

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