OPTIMIZACION DE LAS RELACIONES C/N PARA INCREMENTAR LOS RENDIMIENTOS DE BIOGAS Y BIODEGRADABILIDAD DE SUSTRATROS CRITICOS.

MARIA JOSE GALVAN; MARA CAGNOLO; SALVADOR DEGANO; ROBERTO MANNO; JORGE HILBERT; FRANCISCO BADÍN

Congreso; Congreso de biodigestores; 2019

Los residuos de mataderos, se caracterizan por un alto contenido de materia orgánica, compuesta principalmente de proteínas y grasas. De hecho, hay poca información disponible sobre la cuantificación, las características y las opciones de tratamiento de los subproductos animales y los desechos de los mataderos (Palatsi y col., 2010). Estos podrían ser considerados como un buen sustrato para el proceso de digestión anaerobia (DA), debido a sus altos rendimientos de producción de metano. Sin embargo, se han informado tasas de hidrolisis bajas e inhibición del proceso de DA de estos sustratos críticos. (Pereira y col., 2005; Suzuki y col., 2006; Vavilin y col., 2008; Hejnfelt y Angelidaki, 2009; Palatsi y col., 2010).Esta clasificación de sustratos críticos incluye a todos aquellos subproductos de diferentes actividades agroindustriales, cuya composición dificulta su incorporación al proceso de DA, ya sea por su elevado contenido de proteínas, materia grasa o desbalance en su relación C/N. Ante la inhibición de estos sistemas, se evaluaron alternativas para recuperar la actividad metanogénica.El objetivo de este trabajo fue optimizar las relaciones C/N para incrementar los rendimientos de biogás y biodegradabilidad de sustratos críticos.La metodología utilizada consistió en equilibrar las relaciones C/N de los cosustratos para evaluar su interacción con la producción de biogás. Según revisión bibliográfica en los procesos de fermentación, las relaciones C/N entre los cosustratos son críticas. Establecer y mantener la apropiada relación C/N es uno de los factores más importantes en la codigestión anaeróbica. (Zang y col., 2013; Zhu y col., 2014).Generalmente las relaciones C/N entre 20-30 son consideradas óptimas para las codigestiones (Riya y col., 2016). Un desbalance en esta relación genera un efecto negativo sobre la actividad microbiana y sus funciones, resultando en un deterioro de las fases (Riya y col., 2016) Una comunidad microbiana bien organizada, que genere biogás de calidad, está relacionada con un buen balance de esta relación. (Rong y col., 2018). Mientras otros autores recomiendan un rango de relación C/N entre 6-9.Unas características de las metodologías de control para reactores anaeróbicos es maximizar una de las variables del proceso, que en general es el caudal de metano. Conocidas como extremun-seeking, tales soluciones resultan adecuadas en sistemas no lineales (Krstic y col, 2000). La misma consiste en aplicar excitaciones controladas para evaluar si la variable objetivo ha alcanzado o no su valor máximo. Al no requerir un modelo interno, resulta una metodología más práctica. Para equilibrar la relación C/N se diseñó una mezcla con residuos de las corrientes de faenas porcinas M2 (C/N: 5,2±1,2), se evaluaron alternativas de subproductos y su disponibilidad para incorporarlo al proceso; seleccionándose el maicillo, subproducto proveniente de la limpieza del maíz, el mismo no puede reincorporarse al proceso por su elevado contenido de partículas finas. Su relación C/N (37±2) es adecuada para compensar la baja relación de la M2.Una vez equilibrada esta relación, se realizaron alimentaciones en feed bach a escala de 5 l, a diferentes relaciones C/N y solidos totales (ST) finales del sistema. Estas fueron C/N: 10-15-20-30 a ST: 5%-10%-15%. Los ensayos que revirtieron la inhibición generada fueron aquellos con relaciones C/N 10 y 15, obteniéndose valores hasta un 68% de metano, con una biodegradación de 85-90% del sustrato adicionado. Se observaron interacciones entre las relaciones C/N y sólidos totales finales del sistema. La producción continua y estable de metano se produjo a porcentajes de ST del 10%, presentando inestabilidad en la calidad del biogás a valores inferiores, e inhibición a mayores porcentajes de sólidos. Estos datos permitieron seleccionar la relación más adecuada para evitar la inhibición del sistema, obtener un biogás de calidad, evaluar la cinética de degradación del sustrato, THR y diseñar una ORL adecuada para obtener un sistema en régimen continuo. Palabras claves: digestión anaeróbica- calidad de biogás- metanogénesis.