Co-digestión de Scenedesmus obtusiusculus con sustratos ricos en carbono para la producción de biogás

Abstract

"El uso de biomasa microalgal como sustrato para la producción de biogás resulta una alternativa interesante para aprovechar este tipo de biomasa dado su contenido de materia orgánica. Sin embargo, la biomasa microalgal tiene la desventaja de poseer una pared celular rígida y recalcitrante que evita el aprovechamiento completo de toda la materia orgánica que compone a la microalga, resultando en rendimientos de metano menores a los teóricos. Dentro de las alternativas para aumentar la solubilidad de la pared celular, se encuentran los pretratamientos que ayudan a romper la membrana, alternativamente se puede llevar a cabo la co-digestión de la biomasa. La co-digestión tiene como fundamento aumentar la relación C/N, favoreciendo la producción de metano. En este trabajo se evaluaron dos co-sustratos (efluente de reactor productor de hidrógeno y vinazas tequileras) a diferentes concentraciones (75, 50, y 25% de la demanda química de oxígeno) con biomasa microalgal húmeda para determinar cuál era el mejor co-sustrato. Posteriormente, se analizó cuál era el mejor tipo de biomasa (biomasa húmeda, seca o seca con pretratamiento) y se determinó si existió un sinergismo con el co-sustrato empleado para cada condición. De acuerdo con los resultados obtenidos, el mejor co-sustrato fueron las vinazas tequileras al obtener diferencias significativas con respecto al efluente de reactor productor de hidrógeno. Los valores de producción de metano con los diferentes tipos de de microalga arrojaron un aumento de 31.5% para la condición con 75% de microalga pretratada en co-digestión con vinazas y de 17.4% para la condición de 50% con respecto al control de microalga seca pretratada (100%). La microalga seca pretratada resultó ser la mejor opción respecto a las otras dos (seca sin pretratamiento y húmeda sin pretratamiento), las cuales no presentaron un aumento en la producción de metano experimental con respecto al valor teórico para cada condición."

"The use of microalgal biomass as substrate for biogas production is an interesting alternative to harness the organic matter content of this type of biomass. However, microalgal biomass has the disadvantage of having a rigid and recalcitrant cell wall that avoids the complete availability of all the organic matter that constitutes the microalgae, resulting in methane yields lower than the theoretical. Among the alternatives to increase the solubility of the cell wall, there are pretreatments that could help to degrade the membrane, alternatively the co-digestion of biomass can be carried out. Co-digestion is based on increasing the C/N ratio, favoring the production of methane. In this work, two rich carbon co-substrates (effluent of hydrogen producing reactor and tequila vinasses) were used at different proportions (25, 50, and 75% of the chemical oxygen demand) with microalgal biomass to determine what was the best co-substrate to increase methane production. Subsequently, the best type of biomass was analized (wet, dry or dry biomass with pretreatment) and it was determined if there was a synergism between the cosubstrate used at each condition. According to the results, the best co-substrate was the tequila vinasses compared to the hydrogen producing reactor effluent. The methane production values with the different types of microalgae showed an increase of 31.5% for the condition with 75% of pre-treated microalgae in codigestion with vinasses and 17.4% for the 50% of pre-treated microaglage condition compared to the control of pretreated dry microalgae (100%). The pretreated microalgae proved to be the best option respect to the other two types (dray microalgae without pretreatment and wet microalgae), which did not show an increase in experimental methane production when compared to the theoretical value for each condition."