PRODUCCIÓN DE BIOGÁS A PARTIR DE CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA DE LA MEZCLA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES Y LIRIO ACUÁTICO

Abstract

El sector agroindustrial en México es uno de las más importantes fuentes para el desarrollo económico del país, sin embargo, genera grandes cantidades de residuos. Algunos de los cuales se aprovechan, mientras que la mayoría se desecha provocando graves problemas a nivel ambiental, económico y social. Los residuos orgánicos provenientes de frutas y vegetales pueden ser aprovechados a través de la tecnología de la digestión anaerobia, ya que se generan en grandes cantidades por ejemplo en México genera anualmente cerca de 76 millones de toneladas. Usualmente estos residuos provenientes de la industria de alimentos, así como del sector agroindustrial y doméstico, entre otros. Por su parte, el lirio acuático (LA) es una planta invasora que se considera una plaga en ciertos lugares de México por su rápido crecimiento, esto hace que darle un aprovechamiento sea de gran relevancia ya que es un material lignocelulósico que puede también ser usado en la digestión anaerobia y producir biogás. Debido a la composición fisicoquímica del LA y de los Residuos Agroindustriales (RA) como las cascaras de frutas, en esta investigación, se evaluó la co-digestión anaerobia de estos dos sustratos. El pretratamiento que resultó ser más óptimo fue el térmico para el lirio acuático y el básico para los residuos agroindustriales (cascara de frutas). La digestión anaerobia se realizó en un biorreactor en batch a escala de 6 L donde el pH, la temperatura y la agitación se controlaban de manera automática a 7.4, 37 oC y 100 rpm, respectivamente. A partir de la fermentación de la cascara de fruta como (RA), se obtuvo 8.335 L de biogás con el 74 % de CH4 y de la fermentación en co-digestión entre el RA + LA, se obtuvo 9.722 L de biogás con el 78 % de CH4. El Potencial Bioquímico de Metano (PBM) con respecto a solidos volátiles fue de 296.13 mLCH/g.SV para RA y 345.41 mL CH4/g.SV para la co-digestión RA + LA. Además, se obtuvo una reducción de Demanda Química de Oxígeno (DQO) de hasta el 91.5%. Se demuestra que es posible una producción continua y estable de biogás con cantidades y concentraciones, que representan una eficiencia en el proceso de co-digestión de estos dos sustratos. The development economic of the agro-industrial sector in Mexico, is one of the most important sources of the country. However, it generates large amounts of waste. Some of which are exploited, while most are discarded and causing serious problem such as: environmental, economic and social problems. Organic waste from fruits and vegetables can be exploited through anaerobic digestion technology, since it is generated in large quantities, for example in Mexico it generates about 76 million tons annually. Usually these residues from the food industry, as well as from the agro-industrial and domestic sectors, among others. The Water Hyacinth (WH) is an invasive plant that is considered as an infestation in certain places in Mexico due to its rapid growth. Which makes its use a great relevance because it is a lignocellulosic material that can also be used in anaerobic digestion and produce biogas. Due to the physicochemical composition of WH and Agro-industrial Waste (AW) such as fruit shells, in this research, anaerobic co-digestion of these two substrates was evaluated. The most optimal pretreatment for WH was thermal and it was basic for AW. Anaerobic digestion was performed in a 6 L scale batch bioreactor where pH, temperature and agitation were automatically controlled at 7.4, 37 oC and 100 rpm respectively. From the fermentation of the fruit Shell as (AW), 8.335 L of biogas was obtained with 74 % of CH4 and with the co-digestion fermentation between AW + WH, 9.722 L of biogas was obtained with 78 % of CH4. The Potential Biochemical of Methane (PBM) over volatile solids was 296.13 mLCH/g.SV for AW and 345.41 mL CH4/g.SV for AW + WH co-digestion. In addition, the Chemical Oxygen Demand (COD) reduction is up to 91.5%. It is shown that continuous and stable production of biogas with quantities and concentrations is possible, that representing an efficiency in the co-digestion process of these two substrates.