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Biorreactor estricto anaeróbico para producción de Biogás y abono biológico Genérico o formulado - Primera Parte Publicado el: 18/10/2006 Autor/es: Pedro León Torres Peñuela Muy respetados participantes del foro, me permito presentarles parte de mi trabajo sobre el tema que nos compete que es la producción de biogás, con la sola intención de compartir experiencias que nos hagan conocer sobre las diferentes tecnologías existentes para la producción de biogás. Divido este artículo en dos partes, la primera, PRESENTACION DEL SISTEMA, que es la que entrego ahora, y la segunda, PARTE DIDACTICA E INFORMATIVA SOBRE DISEÑO, que enviare posteriormente. Felicito a todos aquellos quienes han presentado artículos sobre el tema, y antes de entrar en materia deseo aclarar unos pocos puntos que son: Para todos aquellos que hablan de la necesidad de diseño para pequeños o muy pequeños productores, si existen, con una buena relación de costos-beneficios, pero los resultados son proporcionales a su tamaño por lo cual no se pueden denominar sistemas industriales, sobre estos, indicare diseños y requerimientos en mi segunda entrega, sin embargo, encuentro muy apropiada y favorable la sugerencia del ingeniero Montanaro, en que agruparse o unirse es positivo para los muy pequeños productores. 1. El tema de producción de Biogás, es profundo, el que quiera obtener resultados interesantes en este campo, debe comprender y manejar con propiedad y profundidad los fenómenos bioquímicos de degradación anaeróbica, y la microbiología, no digo con esto que no se puedan obtener resultados sin tanta profundidad en estas disciplinas, basados en conocimientos, experiencias y diseños propios o exógenos, pero si afirmo, que quien quiera evolucionar en este campo, debe conocer la bioquímica y microbiología de estos procesos con rigurosidad. 2. La producción de Biogás, debe llevarse paralelamente en el sentido de desarrollo técnico y eficiencia, con la optimización del efluente generado al producir el biogás, siendo la producción de abono biológico genérico o formulado, la mejor de ellas a mi parecer. 3. Nuestros países suramericanos, centroamericanos, contamos con los recursos naturales y el potencial humano para estar a la vanguardia en este tipo de desarrollos, y esto lo corrobora los artículos anteriormente presentados por Roberto Montanaro y Pablo Infante, de quienes aprendí mucho, y presento mis respetos, por sus altos conocimientos en el tema, y sus desarrollos presentados, por lo tanto invito a que unamos esfuerzos para seguir desarrollando tecnologías de punta en este campo, con el fin de favorecer a nuestros agricultores pequeños o grandes y quienes manejan producción animal o de alguna forma, residuos orgánicos biodegradables, independientemente de su tamaño. 4. Presentación: Biorreactor Estricto Anaeróbico Biorreactor estricto anaeróbico para producción de Biogás y abono bioló... http://www.engormix.com/MA-porcicultura/manejo/articulos/biorreactor-... 1 de 11 20/02/2014 11:23

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Biorreactor estricto anaeróbico para producción deBiogás y abono biológico Genérico o formulado -Primera PartePublicado el: 18/10/2006

Autor/es: Pedro León Torres Peñuela

Muy respetados participantes del foro, me permito presentarles parte de mi trabajo sobre el tema que noscompete que es la producción de biogás, con la sola intención de compartir experiencias que nos hagan conocersobre las diferentes tecnologías existentes para la producción de biogás.

Divido este artículo en dos partes, la primera, PRESENTACION DEL SISTEMA, que es la que entrego ahora, yla segunda, PARTE DIDACTICA E INFORMATIVA SOBRE DISEÑO, que enviare posteriormente.

Felicito a todos aquellos quienes han presentado artículos sobre el tema, y antes de entrar en materia deseoaclarar unos pocos puntos que son:

Para todos aquellos que hablan de la necesidad de diseño para pequeños o muy pequeños productores,si existen, con una buena relación de costos-beneficios, pero los resultados son proporcionales a sutamaño por lo cual no se pueden denominar sistemas industriales, sobre estos, indicare diseños yrequerimientos en mi segunda entrega, sin embargo, encuentro muy apropiada y favorable la sugerenciadel ingeniero Montanaro, en que agruparse o unirse es positivo para los muy pequeños productores.

1.

El tema de producción de Biogás, es profundo, el que quiera obtener resultados interesantes en estecampo, debe comprender y manejar con propiedad y profundidad los fenómenos bioquímicos dedegradación anaeróbica, y la microbiología, no digo con esto que no se puedan obtener resultados sintanta profundidad en estas disciplinas, basados en conocimientos, experiencias y diseños propios oexógenos, pero si afirmo, que quien quiera evolucionar en este campo, debe conocer la bioquímica ymicrobiología de estos procesos con rigurosidad.

2.

La producción de Biogás, debe llevarse paralelamente en el sentido de desarrollo técnico y eficiencia,con la optimización del efluente generado al producir el biogás, siendo la producción de abono biológicogenérico o formulado, la mejor de ellas a mi parecer.

3.

Nuestros países suramericanos, centroamericanos, contamos con los recursos naturales y el potencialhumano para estar a la vanguardia en este tipo de desarrollos, y esto lo corrobora los artículosanteriormente presentados por Roberto Montanaro y Pablo Infante, de quienes aprendí mucho, ypresento mis respetos, por sus altos conocimientos en el tema, y sus desarrollos presentados, por lotanto invito a que unamos esfuerzos para seguir desarrollando tecnologías de punta en este campo, conel fin de favorecer a nuestros agricultores pequeños o grandes y quienes manejan producción animal ode alguna forma, residuos orgánicos biodegradables, independientemente de su tamaño.

4.

Presentación:

Biorreactor Estricto Anaeróbico

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Instalado en la ciudad de Pitalito, Huila, Colombia

Vista de la Cámara de gas - Parte Superior

Capacidad de Manejo: 16 Toneladas día

Producción Efectiva de Efluente: 5 Toneladas día de abono Biológico formulado

Tiempo de Retención: 48 a 72 horas

Producción de Metano: 315 m3 día

Sistema Operativo: Continuo, por división de cámaras según fases principales de degradación, hidrolítica,acidogénica, metanógena

Tipo de Proceso: Estricto anaeróbico

Técnicas propias

· Inoculación forzada de complejos de enzimas, microorganismos, sustratos, inhibidores y otros· Membranas de retención para microorganismos, y factores enzimáticos· División de proceso por fases de degradación principales, Hidrolítica, Acidogénica, metanógena· Purificación de biogás a metano por cascada para eliminación de humedad, H2S, CO2, y otros· Acondicionamiento de biomasa por paso en molino desintegrador para entrega de materialcoloidal al Biorreactor, para mayor eficiencia en transferencia de masa.· Variación de rangos de temperatura en cámaras, por medio de intercambiadores térmicosdifusores.· Aplicación y manejo de fenómenos electrogénicos

Sistema de Control: Electrónico, computarizado, totalmente automatizado

Sistema de medición y monitorizació: Electrónico computarizado, para pH, conductancia, conductividad,

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potencial de oxireducción, ión específico, acidez específica, temperatura, humedad, y otros.

Sentido Económico – Costos - Beneficio: El retorno de capital (costo de inversión del sistema) no supera lo 2años

Objeto principal:

Convertir todas las basuras o residuos sólidos orgánicos biodegradables, municipales, agrícolas, industriales,etc., en abono biológico genérico y formulado en 48 a 72 horas como máximo, además de la producción deenergía renovable a partir del biogás generado durante los procesos de degradación del Biorreactor,subproducto de grandísima importancia en esta época de crisis energética mundial, donde las fuentes deenergía no renovables como el petróleo, carbón y otras se están agotando, fenómeno que demanda al mundo lanecesidad de emplear y generar energías renovable y limpias como las que produce el Biorreactor, energía quepuede ser convertida en electricidad mediante turbinas o generadores, utilizarla directamente como combustibleen calderas, hornos, secadores y cualquier sistema de combustión a gas, en motores estacionarios (bombas,plantas, etc.,) o vehículos como tractores, automóviles, camiones, volquetas, y otros efectuando la debidaadecuación en los sistema de combustión, como lo hacen los vehículos que emplean el ya conocido gas natural.

Dar a Colombia y otros países el potencial y capaci dad de producir los llamdos “Cultivos verdes”, queestán demandándose en los países desarrollados, subdesarrollados, etc., entregando un verdadero abonobiológico para los cultivos y agro nacional, que permite generar este tipo de cultivo cumpliendo todas las normasinternacionales para tal efecto, creemos y afirmamos con toda seguridad, que el buen futuro del agro y desarrolloeconómico de nuestros países latinoamericanos, se centrará y logrará en el grado que nuestros países entrenen el campo de los “Cultivos verdes” lo que implica el uso de tecnologías limpias y ecológicas como la quepresentamos.

Vista lateral del Biorreactor

Se observa el sistema de calefacción o calentamiento de biomasa, los tanques de inoculación de complejosenzimáticos y de microorganismos (tanque pequeño naranja y verde con sus respectivas bombas y electroválvulas, y las tres cámaras divididas, Hidrolítica (verde), Acidogénica (naranja) y Metanógena (azul).

Bases operativas del Biorreactor

El Biorreactor presentado opera sobre las siguientes bases en secuencia:

1. La biomasa o material orgánico a tratar se pasa por un molino desintegrador diseñado para entregar elmaterial en forma coloidal al Biorreactor, con el fin de lograr una mejor y mayor transferencia de masa en losfenómenos de biosíntesis o degradación.

Vista del Molino Desintegrador

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2. Una vez pasada por el molino, cae a una cámara de recepción, donde mediante una bomba de tipoestercolera se envía al Biorreactor.

Cámara de recepción de material orgánico y alimenta ción al Biorreactor

En esta cámara cae el material ya molido convertido en coloide y pasa por medio de esta bomba al Biorreactor,la alimentación se hace en secuencias a cada cámara, y opera conjuntamente con el sistema de homogenizacióninterno.

Lo que quiere decir que cuando el material esta entrando a cada cámara, internamente se comienza ahomogenizar en todo el Biorreactor.

El tamaño de las partículas recibidas en esta cámara, fluctúa entre 0.5mm a 1mm como máximo.

La bomba para automáticamente cuando las cámaras están llenas ya que el sistema cuenta con controles denivel automatizados.

Vista lateral del Biorreactor donde se aprecian los tanques de recepción del efluente final

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En esta vista, también se aprecian las tuberías que van a cada cámara, como los otros tanques de inoculación(amarillos y azul) a lado medio e inferior del Biorreactor.

3. Una vez enviada la biomasa al Biorreactor, pasa primero por la cámara hidrolítica, donde sucede el primerpaso de degradación, efectuando hidrólisis enzimática exsocelular, para llevar los polímeros de alto pesomolecular a monómeros de bajo peso molecular en la etapa acidogénica, esta hidrólisis enzimático exocelurar esacompañada por la inoculación en esta fase de complejos de microorganismo acidogénicos y enzimasespecíficas para acelerar este proceso de rompimiento molecular,. el primer rompimiento de azucares en lafermentación es a ácido piruvico con liberación de hidrógeno en forma de un complejo portador de hidrógeno,este hidrógeno puede luego ser usado para reducir el ácido piruvico a ácido propiónico, aunque también puedeser reducido a etanol.

4. En todas las fases se inoculan complejos de microorganismos y enzimas para acelerar el proceso, de locontrario no se podría lograr los resultados en 72 horas, o sea que en la fase acidogénica el segundo paso, seda la generación de estos ácidos mencionados anteriormente, donde los productos de la hidrólisis sonmetabolizados para formar diversos ácidos grasos orgánicos volátiles, predominando el ácido acético y elpropiónico, también fórmico, butírico y valérico

C3 H4 O3 + 2H ® C2 H6 O + CO2 (piruvico a etanol)o a ácido láctico C3 H4 O3 + 2H ® C3 H6 O3o a butírico 2 C3 H4 O3 ® C4 H8 O2 + 2CO2o a ácido succínico C3 H4 O3 + CO2 + 2H ® C4 H6 O4 + H2 Oácido acético del piruvico C3 H4 O3 + H2 O ® C2 H4 O2 + H2 + CO2

El hidrógeno luego puede ser usado por las bacterias metanógenas para formar metano y agua:

4H2 + CO2 ® CH4 + 2H2O

Otros productos finales del segundo paso adicionales son alcoholes y aldehidos más ligeros, amoniaco, Sulfurode hidrógeno etc.

5. Luego pasa a la cámara metanogena, en la fermentación anaerobia las dos rutas bioquímicas principales en laformación de metano son:

* Conversión del dióxido de carbono y del hidrógeno en metano y agua- 4H2 + CO2 ® CH4 + 2H2 O

* Conversión del formiato y del acetato en metano, agua y CO- 4HCOOH ® CH4 +3CO2 +2H2O

- CH3 COOH ® CH4 + CO2

Veamos otras reacciones típicas de conversión que producen energía involucrando a estos compuestos:

4CH3 OH ® 3CH4 + CO2 + 2H2 O

4(CH3 )N + CH2 O ® 9CH4 + 3CO2 + 4NH3

4CO + 2H2 O ® CH4 + 3CO2

Es claro que los sustratos principales para la producción de metano son el ácido acético, hidrógeno y dióxido decarbono, y de todos estos el ácido acético.

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Ahora bien, todos estos pasos están acompañados por controles y procesos como lo indicamos a continuación:

La temperatura en la cámara hidrolítica se mantiene entre 42 a 45 grados centígrados1.

En la etapa acidogénica, se aplican dos pisos térmicos, para efecto de que las bacterias termófilas ehipertermófilas que algunas veces se inoculas puedan operar y no quedar en estado de latencia, esto sinque afecte las mesófilas, naturalmente esto se logra utilizando un intercambiador térmico – difusor, queen su base genera entre 55 a 65 grados centigrados o mas, según se desee, pero mediante el difusor, nose permite elevar la temperatura en el resto de la cámara acidogénica.

2.

Vista de un intercambiador térmico con difusores in ternos y bloque termófilo (no se ve el difusorexterno ya que es una toma externa antes de instala rse).

Existen unas colmenas que se ubican en la parte inferior, las cuales operan conjuntamente con un difusor internoy ahí se inoculan y mantienen las termófilas

Los difusores externos al intercambiador que no se observan en esta vista, tienen un flujo constante de aguasobre la cual se maneja un delta T específico para cada colmena y sector de la cámara acidogénica.

En todas las cámaras, también están las membranas de retención de microorganismos, sustratos, etc., lascuales son cilíndricas también, con una estructura de entre 9 (nueve) a 12 (doce) pisos, según su función, dondese encuentras capas de biopolímeros, sistemas porosos reguladores, separadores biológicos, etc., para generarfenómenos de retención bacterial.

En estas membranas, se van formando colonias de bacterias, utilizando los fenómenos quimiotaxicos naturalesde ellas, donde se cumple su crecimiento logarítmico adecuadamente.

En cada cámara se encuentran seis membranas diferentes de retención, cada una de ellas con funciónespecifica, ya sea para antagonismo, competencia, inhibición o cualquier otra función que se quiera implementardentro de los procesos de biosíntesis de los microorganismos.

Durante las 72 horas que dura como máximo el proceso total de degradación en el Biorreactor, todos los pasos yoperaciones son controladas automáticamente mediante el controlador electrónico computarizado, que mediantecensores específicos, le envían señales al controlador, el cual las interpreta y da la orden a las válvulas que seabran, o a las bombas para que operen, recirculen, homogenicen o alimenten el Biorreactor, o inoculencomplejos enzimáticos o de bacterias, etc.,

Sensor de ORP Sensor de Acidez Bombas Externas

La inoculación de bacterias, enzimas, sustratos y otros es vital para el proceso, se hace por medio forzado

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utilizando bombas dosificadores, las cuales son controladas por el sistema de control computarizado, queinterpreta las señales, y además cuenta con un software especial con mas de 254 rutinas diferentes, que todoslos días se incrementan y agregan según investigación y procesos requeridos.

Sistema de Control Electrónico Computarizado

Este sistema permite la total automatización de los procesos.

Características principales Del Biorreactor:

1. Produce como efluente, abono biológico formulado o recuperador de suelos.

2. Produce biogás a nivel industrial, el cual se purifica y lleva a metano (CH4).

3. No necesita comenzarse o iniciar con estiércoles, puede iniciarse con cualquier materialorgánico, ya que cuenta con las cepas de microorganismos, enzimas, sustratos e inóculosespecíficos y necesarios para los fenómenos de degradación anaeróbicos.

4. Es totalmente automatizado

5. Tiempo de retención máximo de 72 horas

6. Se puede llevar a cualquier escala, en el momento se esta construyendo uno para 300toneladas día.

Nota importante:

En la segunda entrega, se darán datos ya didácticos, información técnica propia de diseño para los pequeñosproductores, en síntesis un informe con cantidades, procesos, y aspectos mas específicos sobre la producciónde biogás.

Los resultados de este equipo, cuentan con un respaldo de producción de cepas de microorganismos y enzimasen laboratorio, bajo investigaciones continúas sobre las cuales anotamos las bases principales del proceso acontinuación ya que quiero dejar muy en claro, que este tipo de resultados solo se logra inoculando complejosde microorganismos, enzimas, sustratos y otros que solo se obtienen con trabajo de laboratorio e investigación.

Bases del Proceso de Tratamiento Anaeróbico de Biom asa

El tratamiento anaerobio de las biomasas en Biorreactores de lecho fijo, UASB o cualquier otro tipo deBiorreactor anaeróbico generan resultados pobres en términos de velocidad de degradación (tiempos deretención) y reducción del DQO y DBO, como también en razón a la composición final del efluente resultado deeste proceso si se quiere obtener un efluente apto para ser usado como abono o fertilizante, que contengadeterminados nutrientes y características necesarias para que estos sean asimilados por las plantas o cultivosespecíficos. Esto se debe a que en la mayoría de los casos se opera con las cepas de microorganismosaportadas por la biomasa tratada y en el mejor de los casos se maneja la inoculación primaria de unas cepascon determinada especificidad, la cual no puede generar las alteraciones bioquímicas necesarias para variar la

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composición final del efluente como se espera, como tampoco generar la serie de reacciones de degradaciónque se desean a través de todo el proceso de tratamiento anaerobio de una o más biomasas.

Por lo tanto, para obtener tiempos de retención no mayores de 72 horas con reducciones de DQO y DBOmínimas de 90%, además de obtener un efluente que sirva como abono biológico real para un cultivo (dondeestá implícito que contenga los nutrientes requeridos para un cultivo o planta, que contenga microorganismosmetabolizantes y demás características correspondientes a un abono biológico), se debe implementar comomínimo los siguientes procesos y parámetros de operación de degradación anaeróbica:

1. Control en el mayor grado posible sobre las reacciones de degradación anaeróbica, por lo cual se debe medirconstantemente factores como pH, conductancia, conductividad, Ion específico, acidez específica, potencial deoxireducción, temperatura (∆T, rangos en cada fase, etc.), homogeneización, períodos de recirculación, etc.Toda la automatización requerida para lograr estos objetivos, lo que implica censores específicos, hardware ysoftware dedicado, medios de computo y control electrónico de ultima generación

2. Proveer al sistema con una serie de inóculos (medio forzado) que aceleren y modifiquen las reacciones encada una de las fases principales de degradación (hidrolítica, acidogénica y metanógena), dondefundamentalmente se inoculan complejos bacteriales, complejos enzimáticos como catalizadores específicos,sustratos cometabolizantes, inhibidores (ionóforos, bacteriocinas, etc.), como medios de alteración a nivelexocelular e intracelular.

3. Contar y operar con medios especiales de reproducción y retención de microorganismos dentro de la parteinterna del Biorreactor, (membranas especiales de retención para microorganismos, enzimas y otros), valiéndoseprincipalmente de los fenómenos quimiotáxicos y otros pertinentes a los fenómenos de separación y retenciónbacterial.

4. Preparación y manejo apropiado en laboratorio de las cepas, sustratos, complejos enzimáticos, inhibidores ytodo tipo de inóculos y elementos a utilizar.

De esta forma se puede lograr avances importantes en el control y modificación forzada de los fenómenos dedegradación anaeróbica en un Biorreactor controlado, que es aquel que cuenta con los elementos y subsistemasnecesarios para obtener una alta velocidad de degradación, lo que repercute en tiempos de retención mínimos,(48 a 72 horas como máximo), además de la capacidad de modificar la biomasa para obtener un efluente finalque sirva y opere en todo el sentido de la palabra como abono biológico aunado a la producción de gas comoconsecuencia del proceso.

De la parte microbiológica

En esta área se trabaja con diferentes tipos de microorganismos, tales como bacterias mesófilas, termófilas, etc.,tanto hidrolíticas como acidogénicas y metanógenas, fijadoras de nitrógeno, simbióticas y otras a inocular en elproceso y efluente final.

La mayor parte de desarrollo del proyecto esta fundamentado en el empleo de nuevas técnicas y medios deoperación de grupos de microorganismos en un ambiente estricto anaerobio.

Al referirnos a nuevas técnicas y medios, aclaramos este concepto anotando las variables incluidas en nuestroproceso, las cuales marcan radicalmente las diferencias con relación a otro tipo de tratamiento anaerobio debiomasas y concretan la eficiencia del proceso pretendida en nuestra tecnología y son:

1. Aplicación de cepas de microorganismos utilizando membranas de retención desarrolladas en nuestrolaboratorio, utilizando membranas de retención, las cuales crearan colonias fijas, siendo reforzadas porinoculaciones periódicas de acuerdo a las necesidades.

Estas cepas de microorganismos son preparadas en laboratorio bajo los siguientes parámetros y se agrupan deacuerdo a:

a) Tipo de susceptibilidad inhibitoria o tipo de interferencia (síntesis de la pared celular,metabolismo intermediario, síntesis de proteínas, síntesis de ácidos nucleicos, agente inactivador,etc.)

b) Cinética de saturación

c) Cinética de crecimiento

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d) Cinética de fermentación

e) Metabolito activo

f) Aporte enzimático

g) En membrana de inhibición de acuerdo a las bacteriocinas o ionóforo utilizado

h) Termo habilidad (mesófilas, termófilas, delta T crítico, etc.)

i) Canales iónicos (donde se conocen)

j) Toxicidad (por morbilidad, sensibilidad al O2, fenómenos de oxireducción, etc.)

k) Gradiente electroquímico

l) Rutas metabólicas

m) Ubicación en membranas independientes según función

n) Otros

2. Trabajo especifico en laboratorio con los microorganismos utilizados, donde se modifican algunascondiciones propias de estas, con la finalidad de que operen mas eficientemente en el medio anaeróbicoestricto y sistemas operantes del Biorreactor, las consideraciones principales para tal efecto son:

a) Se seleccionan grupos de cepas de acuerdo a la función u objeto especifico a lograr, siendomás claros, no compartimos la metodología general de operación donde se aplica o utiliza unacepa determinada como único medio de operación para obtener un resultado deseado en labiosíntesis o procesos de metabolización en una biomasa o efluente, los microorganismos puedenlograr efectos sorprendentes por si solos si se conocen en detalle y son aplicadosadecuadamente en el proceso de degradación, pero para obtener resultados mas eficientes encuanto a velocidad de reacción, volúmenes de producto esperado (metanol, etanol, metano,butanol, un ácido, y otros), no es correcto basarse solo en los resultados obtenidos con una cepao dos, realizadas en cultivos con medios específicos, los cuales por lo general presentanlimitantes en relación al numero de variables a considerar, y variables posibles a evaluar, losmedios reales de aplicación por lo general son mas complejos que los creados en laboratorio, yno es apropiado ponderar los resultados con una cepa u otra en un medio exclusivo, a mediosmás complejos como los son los efluentes o biomasas a tratar, por tal razón, dichas cepas omicroorganismos como biones que son, actúan en conjunto con todos los microorganismos ycondiciones fisicoquímicas totales del medio en que se encuentran, como conclusión lógica, seinfiere que a las cepas utilizadas para determinado fin, se les debe aportar otra serie demicroorganismos y factores adicionales (catalizadores, etc.) como soporte y ayuda en losprocesos de biosíntesis que se quieren obtener, la mayoría de cepas solo utilizan una serie deenzimas, pero otras no, tienen limitantes en actividad enzimática, y la mayoría de efluentes obiomasas contienen diversos polímeros a degradar, factor que no se puede lograr con una solacepa, es entonces estrictamente necesario, trabajar con grupos de cepas apropiados para talefecto, además de aportar enzimas o catalizadores exógenos a estos, como también considerarrigurosamente factores de cometabolización y otros cofactores implícitos en los fenómenos dedegradación.

b) Otras técnicas empleadas en nuestro proceso con fines más específicos, son utilizadas en laproducción y establecimiento de nuestras cepas a inocular y fijar en las membranas, lasconsideraciones principales sobre estas son:

b)1. Se varía el equilibrio electroquímico a nivel de membrana para efectos de transporte

b)2. Se varía las regulaciones osmóticas del volumen celular para modificar fenómenos depermeabilidad

b)3. Se aporta energía por medio electrógeno para variar el gradiente electroquímico,determinando las diferencias de potencial entre el exterior e interior del microorganismo,calculado por las propiedades eléctricas moleculares constitutivas de este.

b)4. Se buscan los catalizadores exógenos a nivel extracelular más apropiados con relación al

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filtro de selectividad y su mecanismo obturador

b)5. Se aportan iones y cationes específicos

b)6. Se toman consideraciones específicas sobre el donador primario de electrones,especialmente en los fijadores (aplicados en el efluente final) ya que este varía según el tipo demicroorganismo y determina el suministro de ATP, ferredoxina u otros según tipo de reacción(fosforoclástica del piruvato, u otra de acuerdo al microorganismo).

b)7. En la inoculación de microorganismos en el efluente final, una vez dada la etapametanogénica, se seleccionan los inóculos de acuerdo al metabolito especifico que pueda facilitar(dentro del efluente ya como abono) la liberación en el suelo de nutrientes específicos, ademásde la adecuada asimilación a nivel radicular de estos por intercambio catiónico y iónico.

b)8. Se analizan y utilizan los fenómenos de transformación bacterial tanto naturales comoartificiales, el exogenote y endogenote, degradación por nucleasas citoplasmáticas, bajo técnicasde electroporación.

Por ultimo, mencionamos algunos de los microorganismos más importantes utilizados y son:

- Acetogenic bacteria- Homoacetogenic bacteria- Hydrolitic bacteria- Methanobacterium formicium- Methanobacterium arborphilicum- Methanosarcina barkeri- Methanobacterium ruminatium- Methanococcus vanniellic- Acetilobitillum- Methanobacterium thermoautotrophicum- Butyrivibrio fibrisolvens- Butyrivibrio crossotus- Lactobacullus plantarum- Clostridium- C Desulforibrio- Nitrosomas- Nitrobacter- Klebsiella- OTRAS

De los Complejos Enzimáticos

Se emplea la aplicación de complejos enzimáticos como catalizadores exógenos (a los que puedan aportar losmicroorganismos), los cuales se inoculan periódicamente de acuerdo a las necesidades, todos estos preparadosen laboratorio y agrupados de acuerdo a:

a) Tipo de enzima (mecanismos de acción, especificidad, enlace, etc.)

b) Función extracelular o intracelular

c) Factores coenzimáticos

d) Energía de activación y desactivación en microorganismos

e) Propiedades de desnaturalización (térmicas y otras)

f) Fase de degradación (hidrolítica, acidogénica, metanogénica).

g) Medios de aporte enzimáticos (microorganismos, enzimas semipurificadas y purificadas, etc.),los medios son seleccionados en razón a su potencial de actividad.

h) La termodinámica del transporte de membrana pasivo y activo, como las propiedadesconformativas de la membrana en los microorganismos utilizados, son rigurosamente tomados encuenta para la inclusión de enzimas como catalizadores específicos, iones y cationes de aporte.

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i) Otras más

Del Efluente Final

En relación al efluente final, que va a ser un abono biológico, se establecen prioridades de operación, siendo lasprincipales las que siguen:

1. Tipificación del mismo de acuerdo a su contenido de nutrientes y microorganismosmetabolizantes, fijadores, simbióticos, etc., además de su estado físico (coloidal, líquido, etc.)

2. Control de tasas tensiométricas de asimilación

3. Relación con el equilibrio catiónico del suelo donde se aplica

4. Velocidad y rango de asimilación bajo consideraciones in situ (tipo de suelo, clima, floramicrobiana exógena, control de plagas, epipedión, etc.).

5. Turgencia, transpiración, fenómenos de floema y otras partes operante en la asimilación denutrientes por la planta o cultivo donde se va a emplear el abono biológico.

6. Se determina todos los rangos de toxicidad e inhibición posibles a los componentesmicrobiológicos del abono en relación a la aplicación de químicos de plaguicidas químicosempleados en el cultivo, enmiendas y otros aportes de carácter perjudicial para la actividad ycomposición del abono biológico.

7. Factores edáficos de donde se va a aplicar el abono, epipedión, etc.

Como es de entenderse, otra serie de consideraciones a nivel bioquímico, fisicoquímico y de proceso sontomadas en cuenta, sin embargo, hemos anotado las que marcan puntualmente las principales diferencias dedesarrollo y aplicación de las nuevas técnicas, sistemas operativos variables en el rango científico en estatecnología.

Gracias por la lectura y atención a este artículo, espero tener respuesta en relación a si desean recibir lasegunda parte del mismo ya que no es mi intención cansar o apoderarme del foro, sino como lo dije alprincipio, compartir con todos mis experiencias.

Autor/es

Pedro León Torres PeñuelaCundinamarca, ColombiaIng. Mecánico

Biorreactor estricto anaeróbico para producción de Biogás y abono bioló... http://www.engormix.com/MA-porcicultura/manejo/articulos/biorreactor-...

11 de 11 20/02/2014 11:23