Optimización de las variables del proceso de digestión anaerobia de lactosuero en la producción de biogás

• Cisneros de la Cueva, Sergio ^[1] ; Veana Hernández, Fabiola ^[2] ; Arjona López, Marco Antonio ^[3] ; Álvarez Guzmán, Cecilia Lizeth ^[4] ; Pérez Vega, Samuel Bernardo ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Chihuahua

     Universidad Autónoma de Chihuahua

     México

     
  2. [2] Tecnológico Nacional de México/IT de Ciudad Valles.Carretera al Ingenio Plan de Ayala Km. 2 Vista Hermosa, Cd. Valles, San Luis Potosí, México. CP 79010
  3. [3] Tecnológico Nacional de México/IT de la Laguna.Blvd. Revolución y Av. I.T. Laguna S/N Torreón, Coahuila, México. CP 27000
  4. [4] Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica A.C.Camino a la Presa de San José 2055, Lomas 4ta Secc, San Luis Potosi, S.L.P., Mexico. CP 78216

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• Localización: Revista Internacional de Contaminación Ambiental, ISSN 0188-4999, Nº. 37, 2021, págs. 307-318
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Optimization of variables from the anaerobic digestion process of cheese whey in biogas production
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    Con el objetivo de reducir el consumo de combustibles fósiles y tener biogás con precios competitivos en el mercado energético, es necesario disponer de bioprocesos económicos y de altos rendimientos de producción. En este estudio, se demuestra que la producción de biogás y el rendimiento de metano pueden incrementarse optimizando algunas de las variables del proceso de digestión anaeróbica del lactosuero. Las condiciones iniciales de las variables de proceso, como concentración de sustrato, concentración de inóculo y pH, fueron evaluadas y optimizadas mediante un diseño central compuesto. Las condiciones óptimas para los máximos valores de rendimiento de metano (469.75 ± 3.25 mL CH4/g SV) y producción de biogás (331 ± 1.13 mL) fueron: concentración inicial de sustrato de 24.6 g/L, concentración inicial de inóculo de 22.4 g/L y pH inicial de 7.1. El análisis de los ácidos grasos volátiles indicó que la formación de metano en el biogás se debe principalmente a la transformación metabólica del acetato por la vía de la metanogénesis ecetoclástica. Los resultados obtenidos muestran que al utilizar lactosuero como sustrato y en las condiciones óptimas obtenidas, el bioproceso desarrollado en este estudio puede ser una nueva opción biotecnológica industrial para la producción de biogás.

  • English

    To reduce the consumption of fossil fuels and to have competitive prices of biogas in the energy market, it is necessary to have bioprocesses with low cost and high efficiency of production. This study demonstrates that biogas production and methane yield can be increased optimizing some of the variables of the anaerobic digestion process of cheese whey. The initial conditions of process variables, such as initial substrate concentration, initial inoculum concentration, and initial pH were evaluated and optimized using a central composite design. The optimal conditions for the maximum values of methane yield (469.75 ± 3.25 mL CH4/g SV) and biogas production (331±1.13 mL) were the following: initial substrate concentration of 24.6 g/L, initial inoculum concentration of 22.4 g/L, and initial pH of 7.1. The analysis of volatile fatty acids indicated that the formation of methane in biogas is mainly due to metabolic transformation of acetate by the acetoclastic methanogenesis pathway. The obtained results show that using cheese whey as substrate and under the optimal conditions obtained, the bioprocess developed in this study can be a new industrial biotechnological option for the production of biogas.