Producción de Biogás y Bioabonos a partir de desechos lignocelulósicos en un biorreactor anaeróbico
Production of Biogas and Biofertilizers from lignocellulosic waste in an anaerobic bioreactorContenido principal del artículo
El biogás, el biol y el biosol son productos que se generan a partir de la biodegradación de los desechos orgánicos, por microorganismos en un ambiente carente de oxígeno. Objetivo. Se planteó evaluar la producción de biogás y bio abonos usando los residuos de jardinería de la Universidad Nacional de Trujillo. Materiales y métodos. Se utilizó un biorreactor anaeróbico de policloruro de vinilo de 5m3 de volumen total, de 1m. de diámetro y de 5 m. de largo; trabajando al 70%, a 22°C promedio, durante 60 días. La primera etapa fue cuantificar los residuos y determinar las principales especies según la taxonómica botánica, seguido para la cuantificación de nitrógeno, fósforo y potasio se usó el método Kjeldahl, fósforo reactivo y espectroscopia de absorción atómica respectivamente. Resultados. Se identificaron doce especies, destacando principalmente Stenotaphrum secundatum (Walter) Kuntze, Aptenia cordifolia y Chenopodium murale L., por su elevado porcentaje de celulosa, hemicelulosa y lignina. La cuantificación de N, P y K en el día 45 para el biol fue de 242.80, 1.79 y 21.86 ppm y para el biosol fue de 170.40, 1.46 y 17.10 ppm. Conclusiones. Las mejores concentraciones de N, P y K para el biol y biosol se producen en el día 45 del bioproceso y que la producción promedio de biogás es de 2.42 m3 a partir del día 22. Se puede enfatizar que esta metodología podría contribuir al manejo y aprovechamiento de los residuos de la agroindustria para producir bioproductos demandados en la agricultura orgánica.
Biogas, biol and biosol are products generated from the biodegradation of organic wastes by microorganisms in an oxygen-deprived environment. Objective. The objective was to evaluate the production of biogas and bio fertilizers using garden waste from the Universidad Nacional de Trujillo. Materials and methods. An anaerobic bioreactor of polyvinyl chloride of 5 m3 total volume, 1 m in diameter and 5 m long was used; working at 70%, at 22°C average, for 60 days. The first stage was to quantify the residues and determine the main species according to botanical taxonomy, followed by the quantification of nitrogen, phosphorus and potassium using the Kjeldahl method, reactive phosphorus and atomic absorption spectroscopy, respectively. Results. Twelve species were identified, mainly Stenotaphrum secundatum (Walter) Kuntze, Aptenia cordifolia and Chenopodium murale L., for their high percentage of cellulose, hemicellulose and lignin. The quantification of N, P and K on day 45 for biol was 242.80, 1.79 and 21.86 ppm and for biosol was 170.40, 1.46 and 17.10 ppm. Conclusions. The best concentrations of N, P and K for the biol and biosol occur on day 45 of the bioprocess and that the average biogas production is 2.42 m3 from day 22. It can be emphasized that this methodology could contribute to the management and utilization of agroindustrial wastes to produce bioproducts demanded in organic agriculture.
Descargas
Detalles del artículo
Correa A, González G, Pacheco A. Energías renovables y medio ambiente: su regulación jurídica en Ecuador. Revista Universidad y Sociedad. 2016; 8(3): 179-183. http://scielo.sld.cu/pdf/rus/v8n3/rus24316.pdf
Ramos A, Terry A. Generalidades de los abonos orgánicos: importancia del bocashi como alternativa nutricional para suelos y plantas. Cultivos Tropicales. 2014; 35(4), 52-59. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=193232493007
Ávila-Hernández A, Campos-Rodríguez R, Brenes-Peralta L, Jiménes-Morales M. Generación de biogás a partir del aprovechamiento de residuos sólidos biodegradables en el Tecnológico de Costa Rica, sede Cartago. Tecnología en Marcha. 2018; 31 (2), 159-170. https://www.scielo.sa.cr/pdf/tem/v31n2/0379-3982-tem-31-02-159.pdf
Varnero M. Preparación del Manual de Biogás. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). 2011. 67-72.
Ramírez, M. Producción de bioabono biol a partir de los residuos lignocelulósicos de Stenotaphrum secundatum (Tesis para obtener el título de biólogo-microbiólogo). Perú: Universidad Nacional de Trujillo. 2021. https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/4751587
Mendoza, R. Diseño e implementación de una planta piloto para producir biogás y bioabonos a partir de estiércol de Cavia porcellus en un biorreactor tubular de policloruro de vinilo Trujillo - Perú 2017 (Tesis para obtener el grado de maestro en ingeniería química ambiental). Perú: Universidad Nacional de Trujillo. 2017. http://dspace.unitru.edu.pe/handle/UNITRU/11593
Gil L, Cabrera F, Lezama M, Bardales C, León C. Biofertilizante “biol”: caracterización física, química y microbiológica. Revista de Investigación en Ciencias Agronómicas y Veterinarias. 2023; 7(20), 336–345. https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v7i20.219
Skoog D, Holler F, Crouch S. Principios de Análisis Instrumental. 7ª ed. Ciudad de México: Cengage Learning. 2018. 888 p. https://n9.cl/i72su
HACH. Manual de análisis de agua. 2ª ed. Loveland: Hach Company. 2000. 217 p.
López-Ritas J, López-Melida J. Diagnóstico de suelos y plantas: Métodos de campo y laboratorio. 4ª ed. Madrid: Mundi Prensa. 1990-363.
Montenegro k, Rojas A, Cabeza I, Hernández M. Potencial de biogás de los residuos agroindustriales generados en el departamento de Cundinamarca. Revista ION. 2016; 29(2), 23-37. https://doi.org/10.18273/revion.v29n2-2016002
Gil L, León C. Diseño y construcción de un biorreactor batch tipo tanque agitado y aireado para la producción de proteína unicelular. Revista de investigación científica-Rebiol.2021;41(1),16-22. https://revistas.unitru.edu.pe/index.php/facccbiol/article/view/3596
Barrena M, Maicelo J, Gamarra O, Oliva M, Leiva T, Taramona L, Huanes M, Ordinola C. Biogas: producción y aplicaciones. 1° ed. Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas. http://repositorio.ulcb.edu.pe/handle/ULCB/59
Castro R, Solís M, Chicatto V, Solís A. Producción de biogás mediante codigestión de estiércol bovino y residuos de cosecha de tomate (Solanum lycopersicum L.). Revista Internacional de Contaminación Ambiental. 2020; 36 (3): 529-539. https://doi.org/10.20937/RICA.53545
Ningning Z, Tong Z, Dongxue Y, Gaihe Y, Xiaojiao W, Guangxin R. Yongzhong F. Effect of initial pH on anaerobic co-digestion of kitchen waste and cow manure. Waste Manage. 2015; 38: 126-131. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2014.12.027
Barrena M, Cubas F, Gosgot W, Ordinola C, Rascón J, Huanes M. Sistema de producción de biogás y bioabonos a partir del estiércol de bovino, Molinopampa, Chachapoyas, Amazonas, Perú. Arnaldoa. 2019; 26 (2): 725-734. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2413-32992019000200014
Cabos J, Bardales C, León C, Gil L. Evaluación de las concentraciones de Nitrógeno, Fósforo y Potasio del biol y biosol obtenidos a partir de estiércol de ganado vacuno en un biodigestor de geomembrana de policloruro de vinilo. Arnaldoa. 2019; 26(3): 1165-1176. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2413-32992019000300021
Soria-Fregoso M, Ferrera-Cerrato R, Etchevers Barra J, Alcántar-González G, Trinidad-Santos J, Borges-Gómez L, Pereyda-Pérez G. Producción de biofertilizantes mediante biodigestión de excreta líquida de cerdo. Terra Latinoamerican. 2001; 19(4): 353-362. https://www.redalyc.org/pdf/573/57319408.pdf
Peralta-Veran L, Juscamaita-Morales J, Meza Contreras V. Obtención y caracterización de abono orgánico líquido a través del tratamiento de excretas del ganado vacuno de un establo lechero usando un consorcio microbiano ácido láctico. Ecol. apl. 2016; 15(1): 1-10. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1726-22162016000100001