Producción de biogás

PRODUCCIÓN DE BIOGÁS: BIODEGRADABILIDAD DE LOS CALDOS AGOTADOS DE FERMENTACIÓN

Planteamiento

Dentro del proyecto Biovino, la Universidad de León está estudiando el uso de un caldo agotado de fermentación como sustrato de digestión anaerobia, con el fin de evaluar su capacidad de degradación y de producción de biogás. En este estudio el caldo agotado procede de la recuperación de los productos finales (acetona, butanol y etanol) de la fermentación ABE de un hidrolizado de sarmientos de vid.

Los ensayos de biodegradabilidad son un método rápido para conocer la capacidad que tienen los residuos de producir un recurso renovable como es el biogás. Al mismo tiempo, se puede determinar la degradabilidad del residuo, que, una vez finalizada la digestión anaerobia, tendrá una menor carga orgánica, lo cual abre la posibilidad de su uso como enmienda orgánica. 

El biogás es una mezcla fundamentalmente de metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂) y se puede utilizar como combustible en calderas, motores, etc. Además, el residuo empleado para la producción de biogás tiene una menor carga orgánica al acabar el proceso.

Algunos factores que influyen en la biodegradación son:

1. Concentración del sustrato: debe ser lo suficientemente alta para los métodos analíticos elegidos, pero suficientemente baja en el caso de sustancias tóxicas.
2. Las propiedades fisicoquímicas de las sustancias de ensayo.
3. Composición y concentración de nutrientes en el medio.
4. Condiciones y propiedades de los sistemas de ensayo: condiciones anaerobias, temperatura y agitación, entre otros.
5. Selección de un inóculo, que es la fuente de microorganismos.

Metodología

1. Inóculo: Lodo de digestor de depuradora de aguas residuales.
2. Caracterización del inóculo y sustrato: pH, conductividad, potencial redox, sólidos totales (ST) y volátiles (SV), carbono orgánico total (COT), demanda química de oxígeno (DQO), ácidos grasos volátiles (AGV).
3. Determinar la Relación Inóculo/Sustrato (RIS): [g] Inóculo/[g] Sustrato (RIS) para 1 y 2 (nomenclatura: RIS1 – RIS2).
4. Reactores: 8 matraces de 250 mL: a) 4 matraces para RIS1, 2 de ellos destinados a los blancos (BL1); b) 4 matraces para RIS2 con sus respectivos blancos (BL2).
5. Determinar las cantidades de inóculo y sustrato para cada relación.
6. Conectar cada matraz a un medidor de gas. La medición de gas se lleva a cabo por desplazamiento de líquido.
7. Uso de un baño termostático (37 °C) con agitación leve.
8. Comparar la producción de biogás con su respectivo blanco.
9. Duración del ensayo: 30 días.

Resultados

El reactor que presenta menor carga de inóculo retrasa su fase metanogénica en comparación con el reactor de mayor carga de inóculo. Aun así, se obtienen buenas producciones de biogás en términos de metano, alcanzándose entre 217 – 583 L CH₄/kg SV. Estos resultados muestran que, para ambos casos, el caldo agotado de sarmientos es un sustrato viable para la digestión anaerobia.