La adición de arcillas a la co-digestión de estiércol porcino y paja de arroz

La adición de arcillas a la co-digestión de estiércol porcino y paja de arroz

La producción porcina en Cuba de forma descentralizada (con un promedio de producción de 1 730 800 cabezas por año), genera cada año más de 5000 toneladas de residuales porcinos. La digestión anaerobia de una parte de estos residuos ha desempeñado un importante papel en los últimos años como tecnología de tratamiento y para el aprovechamiento energético del metano producido.

El estiércol porcino, constituye un buen sustrato para la digestión anaerobia, pues presenta gran capacidad estabilizadora y contiene gran variedad de nutrientes necesarios para los microorganismos anaerobios. Sin embargo, varios autores han informado sobre el fracaso de este proceso y por ende, la disminución del potencial de metano, a causa de varios factores.

En este sentido, para mejorar la digestión anaerobia de estiércol porcino y con ello la producción de metano, se ha demostrado el efecto positivo de la adición de co-sustratos orgánicos de naturaleza agrícola, con lo que se logra aprovechar la sinergia de las mezclas para compensar las carencias de nutrientes de cada sustrato por separado.

Las arcillas residuales del proceso de purificación de aceites básicos industriales que se generan en la industria petroquímica cubana y que son básicamente bentonitas poseen una composición catíonica (Ca2+, Mg2+, Fe2+, Na2+ y K2+), similar a la de las zeolitas y otras arcillas que pueden utilizarse como aditivos inorgánico en la digestión anaerobia del estiércol porcino para estimular la producción de metano.

Los sustratos (estiércol porcino, paja de arroz y las arcillas residuales) fueron caracterizados según su composición físico-química. Se determinaron los sólidos totales (ST), volátiles (SV) y fijos (SF), el nitrógeno total y amoniacal según métodos estándar.

La adición de arcillas a la co-digestión de estiércol porcino y paja de arroz fue evaluada en un reactor tipo tanque agitado, de 10 L, el cual fue adaptado previamente a la co-digestión de ambos sustratos. El lodo anaerobio contenido en el reactor fue caracterizado durante este período y 30 d antes de la adición de la arcillas el reactor fue alimentado con 1,0 y 1,5 gSV • L-1 • d-1 de velocidad de carga orgánica de estiércol y paja de arroz, respectivamente.

A la salida del reactor, se colectó el biogás producido durante dos horas por día, para analizar la composición de este (en CH4 y CO2), mediante un analizador de gases. Se determinaron los parámetros físico-químicos dos veces por semana: el pH, la alcalinidad y la relación de alcalinidades, según métodos estándar. La concentración de amoníaco libre gaseoso fue calculada teniendo en cuenta el pH dentro del reactor y la temperatura aparente. La concentración de ácidos grasos volátiles (AGV) fue determinada por titración y por cromatografía de gases (Focus Thermo Scientific, detector de ionización de llama, columna Restek Stabilwax-DA).

Cada concentración de arcilla estuvo en contacto con cada una de las concentraciones de ion amonio evaluadas. Los tubos se mantuvieron en baño maría en termostato a 37 ºC por 24 h.s

Se utilizó el modelo de la isoterma de adsorción de Freundlich para determinar los coeficientes de adsorción del material y la intensidad isotérmica de esta adsorción.

Antes de la adición del co-sustrato paja de arroz al reactor de tanque agitado, la digestión anaerobia de estiércol porcino fue analizada a diferentes velocidades de carga orgánica de estiércol. En este caso, se encontró que los parámetros físico-químicos (rendimiento y % (v/v) de metano, pH, N-NH4 + y NH3) fueron los esperados para este sustrato. A medida que se aumentó la carga orgánica de estiércol, se observó un aumento significativo de la producción volumétrica de metano, el rendimiento de este, el pH, la concentración de nitrógeno amoniacal y el amoníaco libre.

Con la adición del co-sustrato paja de arroz (1,5 gSV • L-1 • d-1), a la digestión anaerobia de 1,5 gVS • L-1 • d-1 de estiércol, se notó un incremento en la producción volumétrica de metano, que fue significativamente diferente de la obtenida cuando solo se digiere estiércol porcino. Sin embargo, el rendimiento de metano se mantuvo en el mismo orden de magnitud, dado por la mayor carga orgánica adicionada, en términos de sólidos volátiles (SV), que aporta el co-sustrato paja de arroz.

Traducción y Edición por Carolina Brescia para Food News Latam.com

FUENTE: foodnewslatam.com

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