Production of biogas and ethanol from stationery wastes using a microbial consortium isolated from soil as starter culture

Producción de biogás y etanol a partir de residuos de papelería utilizando un consorcio microbiano aislado del suelo como cultivo iniciador

Los pretratamientos convencionales utilizados durante la valorización de los residuos de papel en las energías renovables son caros, largos, lentos, requieren altas temperaturas y, en particular, no son ecológicos. Sin embargo, la aplicación de cultivos microbianos con capacidad celulolítica se convierte en una estrategia atractiva y de bajo coste. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue seleccionar un cultivo microbiano eficiente y evaluarlo como cultivo iniciador durante el proceso de hidrólisis para la producción de biogás y bioetanol. Nuestros resultados indicaron que de 18 aislados, dos bacterias (identificadas como Pseudomonas horyzihabitans y Serratia liquefaciens) y un consorcio (CS2, predominado por Enterobacteriaceae) tenían una importante actividad de hidrólisis celulósica. La aplicación del consorcio seleccionado como cultivo iniciador durante el proceso de hidrólisis para la producción de biogás y bioetanol mejoró los rendimientos. De hecho, la aplicación de CS2 mejoró los rendimientos de biogás y bioetanol hasta 9,4 mLg^-1 y 78,2 µLg^-1 (P < 0,05) respectivamente. Además, la adición del cultivo iniciador CS2 redujo el tiempo necesario para la hidrólisis celulósica a 21 días, respecto a los 24 días de la muestra control, durante la producción de biogás a temperatura psicrófila. Por lo tanto, este procedimiento práctico y de bajo coste puede utilizarse como una estrategia eficiente para liberar azúcares de los residuos de papel, reducir el tiempo necesario para la biodigestión celulósica y mejorar el biogás y el bioetanol recuperados.

1. Introducción

El agotamiento de los recursos de combustibles fósiles, el calentamiento global, la degradación del medio ambiente y la contaminación de la biosfera se están convirtiendo en una gran preocupación. Frente al aumento significativo de la demanda energética, el mundo busca nuevas fuentes de energía, en particular, las energías renovables. Como resultado, la investigación de alternativas sostenibles y menos contaminantes se hace esencial (Besnard, 2019). 

Las energías renovables (solar, hidráulica, biomasa, etc.) constituyen un conjunto de soluciones energéticas que hacen posible la reducción de la dependencia del petróleo y también una tecnología respetuosa con el medio ambiente (Caglar, 2020). Marruecos avanza actualmente hacia una mayor producción de energías renovables. De hecho, la central de Noor -construida en Ouarzazate (en el sur de Marruecos)-, con una producción de 580 MW, se ha fijado el objetivo de generar el 52 % de la electricidad en 2030. Además, varios parques de energía solar y eólica producen 711 MW y 1220 MW, respectivamente. Asimismo, Túnez (como otro país del norte de África) también tiene previsto aumentar su producción de energía renovable del 3 % al 30 % en 2030. Actualmente, 620 MW y 120 MW se producen con energía solar y eólica respectivamente (Climate investment funds, 2018; Qadir et al., 2021).