Antagonistic effect of the anaerobic co-digestion of thermoalkaline pretreated press mud fractions with vinasse

• Lisbet Mailin López González ^[1] ; Ileana Pereda Reyes ^[2] ; Ana María Espinosa Negrín ^[1] ; Osvaldo Romero Romero ^[3]
  1. [1] Universidad de Sancti Spíritus “José Martí Pérez” (UNISS). Sancti Spíritus, Cuba
  2. [2] Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría” (Cujae). Centro de Estudio de Ingeniería de Procesos (CIPRO). La Habana, Cuba
  3. [3] SRH University for Applied Science Berlin, Germany

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• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 81, Nº. 604, 2024, págs. 338-345
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecte antagònic de la co-digestió anaeròbica de fraccions de fang de premsa pretractades termoalcalines amb vinassa
  • Efecto antagónico de la codigestión anaeróbica de fracciones de cachaza pretratada termoalcalinamente con vinaza
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• Resumen
  • español

    Como resultado de sus actividades, las industrias azucarera y de etanol generan grandes cantidades de residuos con altos niveles de materia orgánica. Dos buenos ejemplos son la cachaza de caña de azúcar y la vinaza (V), ambos con gran potencial para la producción de biogás. La proximidad geográfica de las industrias mencionadas ofrece una oportunidad para evaluar su comportamiento en co-digestión anaeróbica. En este estudio, fracciones líquidas (LF) y fracciones sólidas (SF) de cachaza pretrada con cal (Ca(OH)2) (a 100°C), se mezclaron con V siguiendo un diseño de mezcla de tres factores, con el fin de evaluar los efectos sinérgicos y antagónicos sobre el rendimiento de metano. El rendimiento de metano se determinó en ensayos discontinuos en condiciones mesófilas (37 ± 1 °C). Se utilizó el modelo de Hill para determinar el rendimiento máximo de metano y la tasa específica de producción de metano. Los efectos sinérgicos, antagónicos o poco claros se incluyeron en un parámetro phi (Ø), para la evaluación de la co-digestión. Los resultados experimentales mostraron efectos antagónicos para casi todas las combinaciones de mezclas (Ø < 1). Sin embargo, para la mezcla SF-V cuando SF>V, el efecto fue sinérgico (Ø > 1). Hasta ahora, en términos de rendimiento de metano y cinética del proceso, no se ha descubierto que la co-digestión anaeróbica de las mezclas sea una mejor opción que la digestión de los componentes separados.

  • Multiple

    Com a conseqüència de les seves activitats, les indústries del sucre i de l’etanol generen grans quantitats de residus amb alts nivells de matèria orgànica. Dos bons exemples són el fang de premsa de canya de sucre i la vinassa (V), ambdós amb un gran potencial per a la producció de biogàs. La proximitat geogràfica de les indústries esmentades ofereix una oportunitat per avaluar el seu comportament de codigestió anaeròbica. En aquest estudi, les fraccions líquides (LF) i les fracci-ons sòlides (SF) del fang de premsa pretractat amb cal (Ca(OH)2) (a 100 °C), es van barrejar amb V seguint un disseny de barreja de tres factors, per tal d’avaluar la sinèrgia. i efectes antagònics sobre el rendiment de metà. El rendiment de metà es va determinar en assaigs per lots en condicions mesòfiles (37 ± 1 °C). El model Hill es va utilitzar per determinar el rendiment màxim de metà i la taxa específica de producció de metà. Es van incloure efectes sinèrgics, antagònics o poc clars en un paràmetre phi (Ø), per a l’avaluació de la co-digestió. Els resultats experimentals van mostrar efectes anta-gònics per a gairebé totes les combinacions de mescles (Ø <1). Tanmateix, per a la barreja SF-V quan SF>V, l’efecte va ser sinèrgic (Ø > 1). Fins ara, en termes de rendiment de metà i cinètica del procés, no s’ha trobat que la co-digestió anaeròbica de les mescles sigui una millor opció que la digestió dels components separats.

  • English

    dustries generate large quantities of waste with high levels of organic matter. Two good examples are sugarcane press mud and vinasse (V), both with a great potential for biogas production. The geographical proximity of the aforementioned industries offers an opportunity to evaluate their anaerobic co-digestion behaviour. In this study, liquid fractions (LF) and solid fractions (SF) from lime (Ca(OH)2) pretreated press mud (at 100°C), were mixed with V following a three factor mixture design, in order to evaluate synergistic and antagonistic effects on methane yield. The methane yield was determined in batch assays under mesophilic conditions (37 ± 1 °C). The Hill model was used to determine the maximum methane yield, and the specific methane production rate. Synergistic, antagonistic or unclear effects were included in a parameter phi (Ø), for evaluation of the co-digestion. Experimental results showed antagonistic effects for nearly all mixture combinations (Ø < 1). However, for the mixture SF-V when SF>V, the effect was synergistic (Ø > 1). Thus far in terms of methane yield and process kinetics, anaerobic co-digestion of the mixtures has not been found to be a better option than the digestion of the separate components.