Producción de hidrógeno a partir de residuos agrícolas por vía fermentativa.

Abstract

"Los desechos agrícolas son una fuente abundante de sustrato para la producción de hidrogeno, ya que estos desechos contienen una gran cantidad de carbohidratos poliméricos que pueden ser fermentados por microorganismos para producir hidrógeno. Sin embargo, una limitante en la utilización de estos desechos es su baja biodegradabilidad, debido a que los azúcares necesitan ser liberados de los polímeros que los contienen. Por ello, en este trabajo se comparó la producción de hidrógeno por vía fermentativa utilizando desechos de maíz y de trigo sin tratar, con aquella utilizando hidrolizados líquidos ácidos obtenidos a partir de estos desechos. Se encontró que la glucosa y la xilosa fueron los principales azucares presentes en los hidrolizados y que provinieron de la fracción de hemicelulosa. La fermentación se llevo a cabo utilizando un inóculo novedoso, no reportado en la literatura, obtenido de ensilado de Rye grass. Los rendimientos máximos obtenidos utilizando los hidrolizados líquidos de los desechos de maíz y de trigo fueron de 2.68 y 2.07 mol H2/mol sustratosremovidos mientras que las tasas volumétricas máximas fueron de 1.746 y 1.241 mmol H2/L-h respectivamente. Estos resultados permitieron concluir que el desecho de maíz es un mejor substrato que el desecho de trigo para la producción de hidrógeno. El rendimiento de la producción de hidrógeno por gramo de desecho adicionado fue mayor para los hidrolizados ácidos que para los desechos sin tratar, para ambos residuos. esto último indica que la utilización de los hidrolizados ácidos mejoró el rendimiento de la producción de hidrógeno. Se observó la formación de acetato y butirato durante la formación de hidrógeno a partir de sustratos modelo. Sin embargo, se observó la formación de propionato además de la de acetato y butirato cuando se emplearon residuos sin tratar. La formación de propionato se ha asociado a un bajo rendimiento de la producción de hidrógeno, por lo que los bajos rendimientos estimados durante la utilización de los residuos sin tratar se podrían explicar parcialmente por la formación de propionato. El mecanismo de formación de propionato a partir de los residuos empleados en este estudio no fue investigado pero es una observación que requiere ser investigada en trabajo futuro."

"Agricultural wastes are a rich source of substrate for biohydrogen production, due their high content of carbohydrate polymers that can be used by fermentative microorganisms to produce hydrogen. However, a limiting factor in the utilization of agricultural residues is the poor biodegradability of these materials because sugars need to be released from polymeric materials before being fermented. Therefore, in this work biohydrogen production from corn strover and wheat straw without pretreatment was compared with that from liquid acid hydrolyzates obtained from the same wastes. It was found that glucose and xylose were the main sugars released from the hemicellulose fraction of the wastes. A novel microflora that has not been reported in the literature, obtained from Rye grass silage, was used as fermentative inoculum. Maximum hydrogen yields were 2.68 y 2.07 mol H2/mol substrateremoved whereas maximum volumetric hydrogen production rates (VHPR) were 5.940 y 0.92 mmol H2/L-h from liquid acid hydrolyzates of corn strover and wheat straw respectively. From these data, it was concluded that corn strover is a better substrate than wheat straw for hydrogen production. When maximum hydrogen yield was calculated per gram of waste added, the yield was higher for liquid acid hydrolyzate than for untreated wastes, for both residues (corn strover and wheat straw). This observation is and indication that the implementation of waste acid hydrolysis increased the performance of biohydrogen production. Acetate and butyrate were detected during biohydrogen production from model substrates (glucose and xylose). However, propionate was detected in addition to acetate and butyrate when untreated wastes were used for biohydrogen formation. Propionate formation has been associated with lower hydrogen yields. Therefore, propionate formation may partially explain the lower yields estimated in this work from untreated wastes. The mechanism of propionate formation from the untreated agricultural wastes under study was not investigated in this work but it is an important fact to be investigated in future research."