Resumen

Este artículo construye un modelo termodinámico cuantitativo para el proceso de hidrólisis microbiana (MHP, que utiliza Caldicellulosiruptor bescii a 75°C para la predigestión) para producir biogás a partir de una suspensión acuosa de 5-10% de estiércol lácteo (naturalmente tamponada cerca de pH 7,8 por bicarbonato de amonio) mediante digestión anaeróbica con una mezcla de metanogénesis acetoclástica y sintotrófica. Se calcularon los cambios estándar de energía de Gibbs para las principales reacciones en la predigestión, para las reacciones que producen H₂, acetato y CO₂ en el digestor y para las reacciones de metanogénesis en el digestor. Los datos disponibles limitan el estudio al análisis de las reacciones en el digestor a las reacciones de aniones de ácidos grasos volátiles de cadena corta. Los resultados se presentan como curvas de Δ_rxnG (cambio de energía de Gibbs) frente a la concentración de acetato. La concentración de H2(aq) debe ser superior a 1,2×10^-9 M para obtener una metanogénesis sintrófica significativa, es decir, para que Δ_rxnG sea negativa. Los resultados muestran que la metanogénesis sintrófica de propionato, butirato y valerato se ralentiza a medida que aumenta la concentración de acetato porque la producción de hidrógeno también disminuye y, en consecuencia, la producción de biogás a partir de la metanogénesis sintrófica se ralentiza a medida que aumenta el acetato. El bicarbonato también inhibe tanto la metanogénesis acetoclástica como la sintrófica, pero es necesario para evitar la acidificación (agriamiento) del digestor. En condiciones estacionarias idénticas, la metanogénesis acetoclástica es 1,4 veces más rápida que la metanogénesis sintrófica. Dado que la metanogénesis sintrófica produce acetato catabolizado por los metanógenos acetoclásticos, ambos tipos de metanógenos son necesarios para maximizar la producción de biogás. Se prevé que el cultivo en el digestor evolucione para optimizar la proporción entre metanógenos acetoclásticos y metanógenos sintróficos, una condición señalada por una concentración constante y baja de acetato en el efluente del digestor. Obtener una reducción de sólidos volátiles de hasta el 75% con MHP requiere una materia prima con menos del 25% de lignina y un cultivo de metanógenos acetoclásticos y metanógenos sintróficos y sus bacterias simbióticas.

• Materias:Acetamida
• Subjects:Acetamida
• Palabras claves:Acetoclástico; Sintrofia; Metanogénesis; Acetato; Ácidos grasos volátiles; Caldicellulosiruptor bescii
• Keywords:Acetoclastic; Syntrophic; Methanogenesis; Acetate; Volatile fatty acids; Caldicellulosiruptor bescii