Ciencias Técnicas y Aplicadas
Artículo de investigación
Evaluación de Efluentes
Industriales de Harina y Aceite de pescado para la producción de Biogás y
metano en pruebas batch
Evaluation of Industrial Effluents of Fishmeal and Fish Oil for the
production of Biogas and methane in batch tests
Avaliação de Efluentes Industriais de Farinha e Óleo de Peixe para Produção
de Biogás e Metano em Ensaios de Batelada
Rose Adeline Callata-Chura
III rose.callata@upeu.edu.pe https://orcid.org/0000-0002-0430-9502 Glen Bryan Madrigal-Perez IV glenmadrigal@upeu.edu.pe https://orcid.org/0000-0003-3581-5886
Correspondencia: yoelvargas@upeu.edu.pe, Paulqch7@gmail.com
*Recibido: 31 de julio de 2021 *Aceptado: 30 de agosto de 2021 * Publicado: 08 de septiembre de 2021
I.
Grupo de Investigación Ingeniería
Ambiental, Universidad Peruana Unión – UPeU,
Carretera Salida a Arequipa Km 6 Chullunquiani,
Juliaca, Perú.
II.
Grupo de Investigación Ingeniería
Ambiental, Universidad Peruana Unión – UPeU,
Carretera Salida a Arequipa Km 6 Chullunquiani,
Juliaca, Perú.
III.
Grupo de Investigación Ingeniería
Ambiental, Universidad Peruana Unión – UPeU,
Carretera Salida a Arequipa Km 6 Chullunquiani,
Juliaca, Perú.
IV.
Grupo de Investigación Ingeniería
Ambiental, Universidad Peruana Unión – UPeU, Carretera
Salida a Arequipa Km 6 Chullunquiani, Juliaca, Perú.
Resumen
La
industria de harina y aceite de pescado genera una gran cantidad de residuos
con elevado contenido de materia orgánica el cual puede ser tratado mediante la
digestión anaerobia (DA). En este estudio, se evaluó la producción de
biogás/metano de dos residuos provenientes de la industria de harina y aceite
de pescado, vía pruebas de Potencial Bioquímico de Metano. Los resultados
muestran que los residuos provenientes de Chimbote (EPI1) y Chancay (EPI2)
presentan una producción de biogás de 1.009 m3/kg SV-adicionado y 0.738 m3/kg
SV-adicionado respectivamente. Además, la producción de metano en EPI1 es de
0.62 m3-CH4/kg SV-adicionado y en EPI2 de 0.47 m3-CH4/kg SV-adicionado. El
proceso de DA en ambos residuos se realizó de manera estable, ya que los
valores de pH y AGV/AT se mantuvieron dentro de los valores recomendados. Por
ello, la presente investigación demuestra que los residuos de la industria de
harina y aceite de pescado pueden ser usados eficientemente para la producción
de biogás con un elevado contenido de metano.
Palabras Claves:
Materia orgánica; biogás; metano; industria; harina; aceite; pescado.
Abstract
The
fishmeal and fish oil industry generates a large amount of waste with a high
content of organic matter which can be treated by anaerobic digestion (AD). In
this study, the production of biogas / methane from two residues from the
fishmeal and fish oil industry was evaluated, via Biochemical Methane Potential
tests. The results show that the waste from Chimbote (EPI1) and Chancay (EPI2) present a biogas production of 1,009 m3 / kg
SV-added and 0.738 m3 / kg SV-added respectively. In addition, the methane
production in EPI1 is 0.62 m3-CH4 / kg SV-added and in EPI2 it is 0.47 m3-CH4 /
kg SV-added. The DA process in both residues was carried out in a stable
manner, since the values of Ph and AGV / AT were kept
within the recommended values. This research shows that waste from the fishmeal
and fish oil industry can be used efficiently for the production of biogas with
a high content of methane.
Key Words: Organic matter; biogas;
methane; industry; flour; oil; fish
Resumo
A indústria de farinha e
óleo de peixe gera uma grande quantidade de resíduos com alto teor de matéria
orgânica que podem ser tratados por meio da digestão anaeróbia (DA). Neste
estudo, foi avaliada a produção de biogás / metano a partir de dois resíduos da
indústria de farinha e óleo de peixe, por meio dos testes de Potencial
Bioquímico de Metano. Os resultados mostram que os resíduos de Chimbote (EPI1)
e Chancay (EPI2) apresentam uma produção de biogás de 1.009 m3 / kg SV
adicionado e 0,738 m3 / kg SV adicionado, respectivamente. Além disso, a
produção de metano em EPI1 é de 0,62 m3-CH4 / kg de SV adicionado e em EPI2 é
de 0,47 m3-CH4 / kg de SV adicionado. O processo DA em ambos os resíduos foi
realizado de forma estável, visto que os valores de pH e AGV / AT se mantiveram
dentro dos valores recomendados. Portanto, a presente pesquisa mostra que os
resíduos da indústria de farinha e óleo de peixe podem ser utilizados de forma
eficiente para a produção de biogás com alto teor de metano.
Palavras-chave: Matéria
orgânica; biogás; metano; indústria; farinha; óleo; peixe.
Introducción
Los residuos de la industria de harina y aceite de
pescado se han vuelto un grave problema ambiental a nivel mundial, ya que
debido al tipo de procesamiento y la especie del pescado pueden generar entre
20 a 80% de desechos Ivanovs et al. (2018). Los residuos de pescado son
mezclados con las aguas residuales que genera la industria, lo que con lleva a
que estos efluentes se caracterizan por el alto contenido de materia orgánica,
que por sus características para su tratamiento sería necesario implementar procesos
biológicos Alexandre et al. (2011). La producción de biogás a través de la
Digestión Anaerobia (DA) podría ser una buena alternativa para este tipo de
residuos. Además, Bücker et al. (2019) indican que
existen investigaciones que demostraron que los desechos de pescado tienen un
alto potencial para la producción de biogás mediante la técnica de la DA.
La DA es una tecnología de microorganismos que
degradan la materia orgánica en ausencia de oxígeno, produciendo digestato y
biogás, compuesto principalmente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2)
Ivanovs et al. (2018). El valor energético del biogás se encuentra en el
contenido de CH4 [16] Zappi et al. (2019), por ello es necesario evaluar la
producción de metano, el cual se logra mediante pruebas conocidas como
Potencial Bioquímico de Metano (PBM). El PBM generalmente se define como el
volumen de producción de metano (CH4) por gramo de sustrato (SV), de la misma
forma muestra la biodegradabilidad del sustrato (SV) y su potencial de
producción de metano (CH4) a través de la DA, lo que permite realizar una
evaluación de la producción de biogás logrado por el proceso de DA Muzondiwa Jingura & Kamusoko (2017).
Investigaciones enfocadas en evaluar la producción
de biogás y metano de residuos de pescado, especialmente residuos de la
industria de harina y aceite de pescado son escasos. Bücker
et al. (2020) utilizo residuos de la industria de procesado de pescado para
evaluar la producción de biogás y metano. Sus experimentos mostraron producción
de biogás de 0.54 m3CH4/kg SV para residuo de pescado y 0.43 m3 CH4/kg SV para
residuo crudo de aceite de pescado la investigación realizada por Krishna Kafle, Hun Kim, & Ill Sung (2013) evaluaron la
producción de biogás a partir del ensilaje de residuos industriales de pescado.
Ellos obtuvieron valores de producción de metano en el rango de 0.44 a 0.76
m3CH4/kg SV. Además, se realizaron investigaciones con diferentes tipos de
residuos de pescado en donde se obtuvo valores de producción de metano, desde
0.012 m3CH4/kg SV hasta 0.92 m3CH4/kg SV, Ivanovs, Spalvins, & Blumberga (2018).
El objetivo principal de nuestra investigación fue
evaluar la producción de biogás y metano de los efluentes industriales de
harina y aceite de pescado a través de la DA. Para ello se determinó el
potencial bioquímico de metano (PBM) en condiciones mesofílicas
mediante la metodología de densidad de gases (GD-BMP) y finalmente se modelo el
proceso de digestión anaerobia utilizando la ecuación de modificada de Gompertz. También se determinó algunas características
fisicoquímicas de los sustratos utilizados.
Materiales y métodos
Sustrato e inoculo
Los efluentes de pescado fueron obtenidos de dos industrias
que elaboran harina y aceite de pescado en Perú, de industrias ubicadas en
Chimbote (EPI1) y Chancay (EPI2). Las muestras fueron colectadas en
contenedores de 5L e inmediatamente congeladas a 4°C para ser transportadas al
laboratorio para realizar los ensayos. El inoculo fue recolectado de una Planta
de Tratamiento de aguas residuales Municipales en Cusco, Perú. Luego, fue
transportado al laboratorio y pre-digerido a 30°C por una semana antes de ser
usado como inoculo.
Ensayos PBM.
Los ensayos BMP se llevaron a cabo siguiendo la metodología
propuesta por Angelidaki et al. (2009) y Holliger
et al. (2016).
Todas las pruebas fueron desarrolladas por triplicado en botellas de 120 ml de capacidad, con volumen de trabajo de 60
ml. Un blanco libre de sustrato fue incluido para medir la producción de metano
endógena del inoculo. La relación inoculo – sustrato en base a los sólidos
volátiles (SV) fue de
2. Después de agregar el inoculo y el
sustrato en las botellas, el espacio de cabeza era gaseado con N2,
luego cerrados con tapones de goma de butilo y
sellados con agafes de aluminio para mantener condiciones anaeróbicas.
Finalmente, todas las botellas se llevaron a incubar a 35°C. A intervalos de
tiempo regular (24 o 48 horas), el volumen de biogás de cada botella fue medido
cada.
La producción de biogás y metano fueron cuantificados por el
método de densidad de gases (Gas Density Biochemical Potential Test,
GD-BMP) (Justesen
et al., 2019), con este método se puede obtener
el volumen de biogás y la concentración de metano en el biogás (%CH4).
Para el desarrollo de las pruebas utilizando el método GD-BMP se utilizó una
balanza analítica (SARTORIUS), con el propósito de medir la pérdida de peso de
cada botella. Para la medición de la presión se utilizó un manómetro de agua en
U. El volumen de biogás y metano fueron ajustados a condiciones normales (1 atm
de presión y temperatura estándar de 0°C).
Métodos analíticos.
Solidos totales (ST), solidos volátiles (SV), y pH fueron
evaluados por triplicado de acuerdo con Standard Methods
(American
Public Health Association (APHA) et al., 2017). Por otro lado, Ácidos Grasos
Volátiles (AGV), Alcalinidad total (AT) fueron cuantificados mediante el método
ti trimétrico (Jensen
et al., 2011).
Todos los tratamientos se analizaron al inicio y final de las pruebas.
Los ST y SV fueron determinados por el método gravimétrico utilizando una
estufa (BINDER, Alemania) y mufla (PROTHERM), en ambos casos se utilizó una
balanza analítica (SARTORIUS). El AGV y AT eran determinados por el método ti
trimétrico, para la titulación se empleó las soluciones NaOH
0.1N y HCl 0.1N. El pH fue medido manualmente usando
un potenciómetro de mesa (HORIBA).
Estudio cinético
Para este estudio se utilizó el modelo matemático de Gompertz modificado, mostrado en la Eq.
(1). Este modelo fue aplicado a las curvas de producción acumulado de CH4
para predecir el comportamiento de la DA.
Donde P es la producción acumulada
de CH4 especifica (mL CH4/g
SV), Po es el potencial máximo de CH4 al final de la DA (mL CH4/g SV), Ro es la tasa de
producción máxima de CH4 (mL CH4/g
SV·d), λ es la fase de latencia (d), t es el
tiempo de digestión (d) y e es igual a
2.71828.
Resultados
Características fisicoquímicas del
inoculo
El inoculo utilizado en las pruebas contiene 42.44 ± 0.30 g ST/kg y 18.95 ± 0.21 g SV/kg. Además, el contenido
de pH, AGV, AT son 7.89, 760 ± 34.64 mg CH₃COOH/L
y 4116 ± 57.74 mg CaCO₃/L
respectivamente, estos valores están dentro del rango recomendado por Holliger et al. ( 2016),
lo cual indica que el inoculo es de buena calidad para ser utilizado en las
pruebas PBM.
Características
fisicoquímicas del sustrato
Las características fisicoquímicas de las aguas residuales
de la industria de harina y aceite de pescado recolectado en los 2 lugares se
muestran en la tabla 1.
Se puede apreciar que el contenido de pH en EPI2 es menor,
ligeramente acido. El contenido de ST, SV y DQO en EPI2 eran ligeramente
inferiores que en EPI1, esto indica que EPI2 tiene menos cantidad de materia
orgánica disponible. El contenido de AGV en los dos residuos es similar, sin
embargo, el contenido de AT difiere notablemente, siendo la de EPI1 mayor, en
consecuencia, la capacidad buffer en dicho residuo es mejor.
Producción de biogás y metano
La producción acumulada de biogás de los dos residuos se
muestra en la fig. 1. El periodo de experimentación duro hasta los 36 días,
mostrando mayor producción para EPI1 (1.009 m3/kg SV-adicionado) y
menor producción para EPI2 (0.738 m3/kg SV-adicionado). En la figura 2, se muestran los porcentajes
(%) de CH4 (a) y la producción de CH4 acumulado (b) para
cada uno de los residuos. El %CH4 en EPI1 y EPI2 fueron similares,
con valores de 62.35 ± 7.29 % y 63.23 ± 6.74 %
respectivamente. Además, pudo observar que ambos sustratos presentaban, en
varios puntos de la curva de producción, un elevado contenido de metano, entre
70 – 75 %. Resultando en producciones de
CH4 acumulado de 0.62 m3/kg SV-adicionado y 0.47 m3-CH4/kg
SV-adicionado para EPI1 y EPI2 respectivamente. Esto puede ser debido, a que
los residuos de pescado, contienen elevado contenido de proteínas y lípidos, esto;
según investigaciones realizadas por (Abdul Aziz et al., 2019)
debido a que estos residuos frecuentemente producen biogás con un elevado
contenido de metano (Bücker et al., 2020).
Además, esto puede ser principalmente
atribuido al elevado contenido orgánico, que esta expresado como SV/ST (Wu & Song, 2020)
en la Tabla 1.
La producción de biogás y CH4 obtenido en EPI2 es
similar a los resultados obtenidos por otros estudios. Kafle et al. (2013) utilizo ensilajes de residuo de
pescado para la producción de biogás, estos ensilajes fueron preparados
mezclando residuos de pescado con desperdicios de pan y residuos de granos de
cervecería. Después de 96 días, la producción de biogás y CH4
estaban en el rango de 0.671 - 0.763 m3/kg SV y 0.441 - 0.482 m3/kg
SV respectivamente. En los experimentos realizados por Bücker et al. (2020), la producción de CH4 de
residuos de pescado y residuo crudo de aceite de pescado fueron de 0.54 m3/kg
SV y 0.426 m3/kg SV, respectivamente.
Del mismo modo, la producción de metano en EPI1 es
comparable a los valores reportados en estudios previos. Vivekanand et al. (2018) evaluó la producción de CH4
de tres tipos de residuos (ensilaje se pescado, estiércol y suero) los autores
verificaron que el ensilaje de pescado tuvo mayor producción de CH4 en
comparación con los otros dos residuos, llegando a producir 0.691 m3/kg
SV. Por otro lado, Wu & Song (2021) utilizo co-digestion
de residuos de lodos activados y residuos de pescado, obteniendo la mayor producción
de metano (0.683 m3/kg SV) con una mezcla del 3% de residuos de
pescado.
El volumen de biogás y metano producidos en los experimentos
indican que este tipo de residuos son una alternativa viable para ser
utilizados mediante digestión anaerobia, además no requieren ningún tratamiento
adicional para generar biogás con elevado contenido de CH4. Esto se
corrobora con los resultados obtenidos por otros autores quienes usan residuos
similares a los residuos de pescado como sustrato en la DA (Bücker
et al., 2020; Kafle et al., 2013; Velásquez Piñas et al., 2018; Vivekanand et
al., 2018).
Estabilidad de degradación del
proceso de DA.
El análisis de estabilidad de las pruebas PBM son llevados
por medio de la capacidad buffer (relación AGV/AT) y el pH (Mendieta
et al., 2020). La relación AGV/AT mostro poca
variación en ambos residuos, como se muestra en la Fig. 3(a). Disminuyo de 0.32
a 0.26 para EPI1 y de 0.33 a 0.29 para EPI2, todos estos valores están dentro
del rango aceptable (< 4) para que el proceso se desarrolló de manera
estable (Li
et al., 2018; Raposo et al., 2006). Mientras más bajo sea el valor de
la relación AGV/AT la capacidad buffer es mayor, por consiguiente, el proceso
de DA se desarrolla adecuadamente.
Al igual que la relación AGV/AT, el pH también mostro poca
variación, (ver Fig 3(b)). En ambos residuos, el pH
inicial estaba dentro del rango aceptable para la operación correcta de las
poblaciones metanogénicas, 6 – 8.5 (Chandra
et al., 2012). Al final de las pruebas PBM, el
valor de pH aumento ligeramente en los 2 residuos, de 8.02 a 8.2 y de 7.98 a
8.19 para EPI1 y EPI2 respectivamente. Este aumento en el pH puede ser debido a
la disminución en el contenido de AGV (Mao
et al., 2017; Nazurally, 2018; Wu & Song, 2020).
El proceso de DA en los residuos estudiados es estable, no
es necesario agregar ningún aditivo, realizar co-digestión
o hacer algún tratamiento adicional, ya que los valores de la relación AGV/AT y
el pH están dentro del rango recomendado para que el proceso se desarrolle
adecuadamente sin efectos inhibitorios.
Modelación cinética
Modelos matemáticos pueden ser aplicados para caracterizar
el desarrollo de la DA (El
Achkar et al., 2017). Los datos experimentales de las
pruebas PBM de los residuos utilizados en esta investigación fueron ajustados a
la ecuación de Gompertz modificada. Los parámetros
simulados se muestran en la fig. 4. El modelo probado revela que, el
rendimiento de metano máximo simulado fue muy similar a los datos
experimentales, lo que indica que el PBM experimental tanto de EPI1 y EPI2
encaja muy bien con el modelo de Gompertz modificada.
Esto es apoyado por los elevados valores de R2, que se acercan a la
unidad, cuyos valores son 0.998 para EPI1 y 0.991 para EPI2. Esto significa que
el modelo podría explicar más del 99% la variación total en los datos (Donoso-Bravo
et al., 2010).
Las fases de latencia (λ) son 0.205 y 0.249 días para
EPI1 y EPI2 respectivamente. La baja duración de la fase de latencia en ambos
residuos indica que la materia orgánica es rápidamente consumida por la biomasa
anaerobia (Donoso-Bravo
et al., 2010) produciendo mayor cantidad de
biogás y metano. Lo mencionado implica que la actividad metanogénica
y la eficiencia de conversión de la materia orgánica a biogás se desarrolla
adecuadamente (Mao
et al., 2017). Por otra parte, la baja duración
de las fases de latencia revela que el balance en el sistema entre proteínas,
lípidos y carbohidratos es adecuado, debido a que la degradación de los
carbohidratos es rápida, pero la degradación de lípidos y proteínas podrían
requerir varios días o semanas (Kafle
et al., 2013).
Conclusiones
Los efluentes de la industria de elaboración de aceite y
harina de pescado son una alternativa interesante para la producción de biogás
mediante DA, ya que el contenido de metano en el biogás es elevado. Obteniendo
en EPI1 0.62 m3-CH4/kg
SV-adicionado y en EPI2 0.47 m3-CH4/kg SV-adicionado con
porcentajes de metano en el biogás de 62.35 ± 7.29 y 63.23 ± 6.74 % para EPI1 y
EPI2 respectivamente. Además, el periodo de adaptación es corto, pues el
proceso de DA se desarrolló de manera estable esto debido a que los valores de
pH y relación AGV/AT se mantuvieron dentro de los valores recomendados por la
literatura.
En base a los resultados
obtenidos en este estudio, ambos residuos pueden ser recomendados como
sustratos en el proceso de DA para la producción de biogás con elevado
contenido de metano.
Referencias
1. Abdul Aziz, N. I. H., Hanafiah,
M. M., & Mohamed Ali, M. Y. (2019). Sustainable biogas production from agrowaste and effluents – A promising step for small-scale
industry income. Renewable
Energy, 132, 363–369.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.07.149
2.
American Public
Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), & Water
Environment Federation (WEF). (2017). Standart
Methods for the Examination of Water and Wastewater, 23rd Ed.
3. Angelidaki,
I., Alves, M., Bolzonella, D., Borzacconi,
L., Campos, J. L., Guwy, A. J., Kalyuzhnyi,
S., Jenicek, P., & Van Lier,
J. B. (2009). Defining the biomethane potential (BMP) of solid organic wastes and
energy crops: A proposed protocol for batch assays. Water
Science and Technology,
59(5), 927–934. https://doi.org/10.2166/wst.2009.040
4. Bücker,
F., Marder, M., Peiter, M.
R., Lehn, D. N., Esquerdo,
V. M., Antonio de Almeida Pinto, L., & Konrad, O. (2020). Fish waste: An efficient alternative to biogas and
methane production in an anaerobic mono-digestion system. Renewable Energy, 147, 798–805.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.08.140
5.
Chandra, R.,
Takeuchi, H., & Hasegawa, T. (2012). Methane production from lignocellulosic agricultural crop wastes: A review in
context to second generation of biofuel production. Renewable and Sustainable
Energy Reviews, 16(3), 1462–1476. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.11.035
6. Donoso-Bravo,
A., Pérez-Elvira, S. I., & Fdz-Polanco, F.
(2010). Application of simplified models for anaerobic
biodegradability tests. Evaluation of pre-treatment processes. Chemical Engineering Journal, 160(2),
607–614. https://doi.org/10.1016/j.cej.2010.03.082
7. El Achkar, J. H., Lendormi, T., Hobaika, Z., Salameh, D., Louka, N., Maroun, R. G., & Lanoisellé,
J. L. (2017). Anaerobic digestion of nine varieties of grape pomace:
Correlation between biochemical composition and methane production. Biomass
and Bioenergy, 107(December
2016), 335–344. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2017.10.030
8.
Holliger,
C., Alves, M., Andrade, D., Angelidaki, I., Astals, S., Baier, U., Bougrier, C., Buffière, P., Carballa, M., De Wilde, V., Ebertseder,
F., Fernández, B., Ficara, E., Fotidis,
I., Frigon, J. C., De Laclos,
H. F., Ghasimi, D. S. M., Hack,
G., Hartel, M., … Wierinck,
I. (2016). Towards a standardization of biomethane
potential tests. Water Science and Technology, 74(11), 2515–2522.
https://doi.org/10.2166/wst.2016.336
9. Ivanovs,
K., Spalvins, K., & Blumberga,
D. (2018). Approach for modelling anaerobic digestion processes of fish waste. Energy Procedia, 390 - 396. doi:https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.07.108.
10. Jensen, P. D., Ge, H., & Batstone, D. J. (2011).
Assessing the role of biochemical methane potential tests in determining
anaerobic degradability rate and extent. Water
Science and Technology,
64(4), 880–886. https://doi.org/10.2166/wst.2011.662
11. Justesen,
C. G., Astals, S., Mortensen, J. R., Thorsen, R., Koch, K., Weinrich,
S., Triolo, J. M., & Hafner,
S. D. (2019). Development and validation of a low-cost gas density method for
measuring biochemical methane potential (BMP). Water
(Switzerland), 11(12), 0–17.
https://doi.org/10.3390/W11122431
12. Kafle,
G. K., Kim, S. H., & Sung, K. I. (2013). Ensiling of fish industry waste
for biogas production: A lab scale evaluation of biochemical methane potential
(BMP) and kinetics. Bioresource
Technology, 127, 326–336.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.09.032
13. Li, W., Khalid, H., Zhu, Z., Zhang, R., Liu, G., Chen,
C., & Thorin, E. (2018). Methane production
through anaerobic digestion: Participation and digestion characteristics of
cellulose, hemicellulose and lignin. Applied
Energy, 226(July), 1219–1228.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.05.055
14. Mao, C., Wang, X., Xi, J., Feng, Y., & Ren, G.
(2017). Linkage of kinetic parameters with process parameters and operational
conditions during anaerobic digestion. Energy,
135, 352–360. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.06.050
15. Mendieta,
O., Madrigal, G., Castro, L., Rodríguez, J., & Escalante, H. (2020). Sugarcane scum as a novel substrate for rapid biogas
production from the non-centrifugal cane sugar agribusiness sector in
developing countries. Bioresource
Technology, 297(October
2019), 122364. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122364
16. Muzondiwa Jingura, R., & Kamusoko, R. (2017). Methods for determination of biomethane
potential of feedstocks: a review. Biofuel Research Journal, 573-586. doi: 10.18331/BRJ2017.4.2.3
17. Nazurally,
N. (2018). Anaerobic digestion of fish waste and seagrass/macroalgae:
potential sustainable waste management for tropical Small Island Developing
States. Journal of Material Cycles and Waste Management, 20(3), 1724–1735. https://doi.org/10.1007/s10163-018-0738-1
18. Raposo,
F., Banks, C. J., Siegert, I., Heaven, S., &
Borja, R. (2006). Influence of inoculum to substrate ratio on the biochemical
methane potential of maize in batch tests. Process
Biochemistry, 41(6), 1444–1450. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2006.01.012
19. Velásquez
Piñas, J. A., Venturini, O. J., Silva Lora, E. E.,
& Calle Roalcaba, O. D. (2018). Technical assessment of mono-digestion and
co-digestion systems for the production of biogas from anaerobic digestion in
Brazil. Renewable
Energy, 117, 447–458.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.10.085
20. Vivekanand,
V., Mulat, D. G., Eijsink,
V. G. H., & Horn, S. J. (2018). Synergistic effects of anaerobic
co-digestion of whey, manure and fish ensilage. Bioresource
Technology, 249 (September
2017), 35–41. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.09.169
21. Wu, Y., & Song, K. (2020). Process performance of
anaerobic co-digestion of waste activated sludge and aquaculture sludge. Aquacultural
Engineering, 90(December
2019), 102090. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2020.102090
22. Wu, Y., & Song, K. (2021). Anaerobic co-digestion
of waste activated sludge and fish waste: Methane production performance and
mechanism analysis. Journal
of Cleaner Production, 279,
123678. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123678
Tablas Y Figuras
Tabla 1: caracterización
fisicoquímica de los sustratos
|
PARÁMETRO |
EPI1 |
EPI2 |
UNIDADES |
|
Sólidos totales (ST) |
245.85 ± 1.78 |
200.49 ± 3.19 |
g ST/kg |
|
Sólidos volátiles (SV) |
192.36 ± 0.9 |
174.90 ± 2.88 |
g SV/kg |
|
78.25 ± 0.74 |
87.23 ± 0.05 |
% ST |
|
|
SV/ST |
0.78 |
0.87 |
|
|
Ácidos grasos volátiles (AGV) |
5790 ± 212.13 |
5500 ± 34.64 |
mg CH₃COOH/L |
|
Alcalinidad total (AT) |
5875 ± 247 |
5100 ± 86.6 |
mg CaCO₃/L |
|
pH |
6.37 |
5.92 |
|
|
Capacidad buffer (AGV/AT) |
0.99 ± 0.01 |
1.08 ± 0.02 |
mg CH₃COOH/ mg CaCO₃ |
|
Demanda Quimica de
oxígeno (DQO) |
61.84 ± 0.62 |
57.32 ± 1.13 |
g/L |
|
Contenido de humedad |
75.42 ± 0.18 |
80.46 ± 0.91 |
% |
Figura 1:
producción acumulada de biogas
Figura 2: Producción
de metano y porcentaje de metano
Figura 3 a, b: AGV/AT
(a), pH (b), con límites de inhibición.
Figura 4: ajuste
del modelo cinético y pbm
©2021
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