Tesis doctoral de Jorge Manuel Palatsi Civit
Los residuos cárnicos, o subproductos animales, son interesantes para el proceso de digestión anaerobia y producción de biogás, dado su elevado potencial energético y el actual marco legal que prima la producción de energía renovable. A pesar de esto, el elevado contenido en lípidos y proteínas puede limitar su tratamiento, al introducir fenómenos de inhibición, de los cuales el más importante es el producido por ácidos grasos de cadena larga (agcl), resultado de la hidrólisis de los lípidos. El objetivo de la presente tesis es profundizar en el conocimiento de este proceso de inhibición, en la capacidad de adaptación de los microorganismos t en la recuperación de sistemas inhibidos. en una primera aproximación a la problemática, se caracterizan los residuos orgánicos de matadero, se estudia su biodegradabilidad anaerobia con diferentes relaciones lípido/proteína y se realizan ensayos discontinuos secuenciales incrementando la concentración de substrato mediante pulsos consecutivos. Se comprueba que la hidrólisis y acidogénesis de las proteínas es muy rápido y que la degradación de lípidos y agcl limita la velocidad global del proceso. A pesar de esta limitación, el sistema se recupera después de los pulsos aplicados aumentando la tasa máxima de producción de metano. a fin de estudiar el fenómeno de recuperación, se estudian y desarrollan diferentes estrategias en reactores inhibidos por agcl. El incremento de los ratios biomasa/agcl o la adición de aditivos como la bentonita, a fin de reducir la biodisponibilidad o la adsorción de los agcl sobre la biomasa activa, se muestran estrategias funcionales de utilidad en la operación de plantas industriales. Los resultados obtenidos refuerzan la hipótesis de que la inhibición es debida a adsorción de agcl sobre la membrana celular y que la recuperación se puede medir mediante un aumento de la actividad de los microorganismos. a fin de dilucidar sobre la naturaleza del aumento de la actividad en los procesos de recuperación se caracteriza la inhibición mediante tres técnicas: 1) estudio de las actividades de los microorganismos a diferentes substratos, 2) utilización de técnicas de biología molecular para caracterizar las poblaciones, y 3) desarrollando expresiones cinéticas del proceso de inhibición, basado en la adsorbió, en el marco del modelo adm1 de la international water association. Mediante estas metodologías se comprueba que los fenómenos de inhibición y adaptación se pueden explicar mediante un crecimiento poblacional específico y la inclusión de la adsorción en el proceso de inhibición metabólica. finalmente, se evalúa de forma detallada el proceso de adsorción-inhibición mediante la determinación de las isotermas de adsorción y monitorizando estos procesos mediante ensayos discontinuos con biomasa granular y técnicas de microscopia de fluorescencia. Esta caracterización ha permitido obtener estrategias de prevención de la inhibición por agcl, mediante competencia con adsorbentes sintéticos, y concluir que el ácido palmítico es el limitante en el proceso de b-oxidación de los agcl. los resultados obtenidos constituyen una base para el mejor conocimiento de las posibilidades de tratamiento anaerobio de residuos cárnicos y de los procesos de inhibición por agcl y adaptación de la biomasa. El proceso físico de adsorción se ha relacionado directamente con el fenómeno de inhibición metabólica, obteniéndose una descripción matemática del mismo. Los resultados han permitido plantear estrategias operacionales, siendo una herramienta a disposición de operadores de plantas de biogás para optimizar la producción de energía de estos residuos mediante su digestión anaerobia.
Datos académicos de la tesis doctoral «Anaerobic digestion of slaughterhouse waste: impact of the lcfa inhibition«
- Título de la tesis: Anaerobic digestion of slaughterhouse waste: impact of the lcfa inhibition
- Autor: Jorge Manuel Palatsi Civit
- Universidad: Lleida
- Fecha de lectura de la tesis: 29/01/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Xavier Flotats Ripoll
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Juan manuel Lema rodicio
- antonia Elena Campos pozuelo (vocal)
- María teresa Vicent huguet (vocal)
- María madalena Dos santos alves (vocal)