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Producción de hidrógeno y metano y su relación con poblaciones microbianas en un sistema anaerobio seriado a partir de vinazas tequileras crudas
Jesús Roberto Muñoz Estrada
Oscar Aguilar Juárez
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Uno de los retos actuales es encontrar y generar fuentes de energía eficientes y menos dañinas para el medio ambiente. El hidrógeno es un gas acarreador de energía eficaz y limpia, que se genera de manera mayoritaria en el proceso de la fermentación oscura de vinazas. Es posible enfocar la producción hacia este gas, mediante pretratamientos al inóculo o manipulación de variables operativas. El efluente de este proceso es rico en ácidos grasos, aprovechable en un paso consecuente para la producción de metano, el cual es un acarreador energético gaseoso comparable y con mucho potencial, al poderse emplear técnicas para comprimirlo y facilitar su uso y distribución. En la primera etapa del presente trabajo, se evaluaron las poblaciones microbianas en ausencia o adición de nutrientes extra en fermentaciones mesofílicas de vinazas tequileras en lote. Se encontró que, las poblaciones microbianas son principalmente anaerobias estrictas, productoras de hidrógeno y de ácidos grasos volátiles tales como Klebsiella o Clostridium, siendo estos géneros los más abundantes en todas las muestras durante la fermentación. En la segunda etapa experimental, se evaluó el desempeño de un sistema anaerobio en serie AMBBR-UASB (reactor de biopelícula de lecho móvil anaerobio y reactor anaerobio de manto de lodo con flujo ascendente) operando en condiciones de mesofilia empleando como influente vinazas tequileras crudas. Se incrementó gradualmente la carga orgánica en 6 fases hasta llegar a vinaza sin dilución a una concentración de 32.01 g DQO L-1 y carga orgánica volumétrica hasta de 174.63 g DQO L-1 d-1. Se analizó la microbiota planctónica en el AMBBR, en las biopelículas de los soportes del AMBBR y el lodo anaerobio granular (LAG) del UASB. La productividad de gas más alta obtenida en el AMBBR fue de 3.72 NL Lr-1 d-1 en la fase 2, mientras que en el UASB fue de 0.5483 NL Lr-1 d-1 en la fase 5 (30 g DQO L-1). La producción de hidrógeno en el AMBBR fue constante a lo largo del experimento (oscilando alrededor de 85% en abundancia relativa). Mientras tanto, la composición del gas en el headspace del UASB fue altamente variable, obteniendo la mayor proporción de hidrógeno (80.53%) en la fase 4 (25 g DQO L-1), y la mayor, de metano vi (53.93%) en la fase 2 (15 g DQO L-1). En la fase 5, la remoción estable de DQO fue la mayor en el AMBBR (alrededor de 26%) y de manera global (alrededor de 46%). En el AMBBR, Sporolactobacillus y Clostridium fueron los prevalentes de manera (...)
23-03-2021
Tesis de maestría
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Aparece en las colecciones: MAESTRÍA EN CIENCIAS EN INNOVACIÓN BIOTECNOLÓGICA

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