Residuos agroindustriales con potencial para la producción de metano mediante la digestión anaerobia / Agroindustrial wastes methanization and bacterial composition in anaerobic digestion

Las toneladas de residuos orgánicos que se generan anualmente en la agroindustria pueden aprovecharse como materia prima para la producción de metano. Para que los residuos orgánicos se puedan convertir a metano a gran escala, es importante que previamente se realicen sobre ellos pruebas de biodegradabilidad; un parámetro importante que conviene establecer es su potencial bioquímico de metano. En el presente trabajo se estudió la biodegradabilidad, la producción de metano y el comportamiento de poblaciones de eubacterias y arqueobacterias durante la digestión anaerobia de residuos de plátano, mango y papaya provenientes de la agroindustria, adicionando un inóculo microbiano. Los residuos de mango y plátano tenían mayor contenido de materia orgánica (94 y 75 %, respectivamente) que el residuo de papaya con base en su relación sólidos volátiles/sólidos totales. Después de 63 días de tratamiento, la mayor producción de metano se observó en la digestión anaerobia del residuo de plátano: 63,89 ml de metano por g de demanda química de oxígeno del residuo. Los resultados del potencial bioquímico de metano demostraron que el residuo de plátano tiene el mejor potencial para ser usado como materia prima en la producción de metano. A través de un análisis por PCR-DGGE con oligonucleótidos específicos se logró evaluar el tamaño y la composición de las poblaciones de eubacterias y arqueobacterias presentes en la digestión anaerobia de residuos agroindustriales a lo largo del proceso.

The tons of organic waste that are annually generated by agro-industry, can be used as raw material for methane production. For this reason, it is important to previously perform biodegradability tests to organic wastes for their full scale methanization. This paper addresses biodegradability, methane production and the behavior of populations of eubacteria and archaeabacteria during anaerobic digestion of banana, mango and papaya agroindustrial wastes. Mango and banana wastes had higher organic matter content than papaya in terms of their volatile solids and total solid rate (94 and 75 % respectively). After 63 days of treatment, the highest methane production was observed in banana waste anaerobic digestion: 63.89 ml CH4/per gram of chemical oxygen demand of the waste. In the PCR-DGGE molecular analysis, different genomic footprints with oligonucleotides for eubacteria and archeobacteria were found. Biochemical methane potential results proved that banana wastes have the best potential to be used as raw material for methane production. The result of a PCR- DGGE analysis using specific oligonucleotides enabled to identify the behavior of populations of eubacteria and archaeabacteria present during the anaerobic digestion of agroindustrial wastes throughout the process.

Biodegradación anaerobia de las aguas generadas en el despulpado del café / Anaerobic biodegradation of wastewater generated in the pulping of coffee

El cultivo y procesado del café es una de las actividades agroindustriales más importantes en varios países de Latinoamérica; sin embargo, dicha actividad conlleva grandes impactos ambientales, ya que genera aguas residuales con alta carga contaminante. La peligrosidad ecológica de estos vertidos ha potenciado la búsqueda de alternativas para su tratamiento y disposición final. En este trabajo se empleó una comunidad microbiana proveniente del fluido ruminal vacuno, para investigar la factibilidad de su empleo en la depuración de aguas residuales provenientes del despulpado del café, mediante la disminución de la carga orgánica expresada como DQO, además del volumen de metano generado. La cinética de degradación fue seguida en un reactor por lotes, anaerobio y mesofílico de dos litros de capacidad, bajo diferentes condiciones de temperatura (28 y 36 ºC) y pH (4,6; 7 y 8,5). Los resultados mostraron un índice volumétrico de lodos de 0,44 mL/g y actividad metanogénica específica de 0,0076 gDQO/gSST*d. En la mayoría de los casos, los resultados de remoción de DQO fueron superiores a la mitad del contenido orgánico inicial, llegando a 91,2% con pH de 4,6 y 28 ºC en 16 días. Los resultados muestran que el consorcio bajo estudio es capaz de adaptarse al sustrato y degradar la mayor parte de su carga orgánica, lo cual lo convierte en una interesante opción biotecnológica para el tratamiento de vertidos del despulpado de café.

The cultivation and processed of coffee, is one of the agro-industrial activities more important in several countries in Latin America; however this activity involves high environmental impacts, because generate wastewater with high pollution load. The danger ecological these discharges, has maximized the search for alternatives of treatment and disposal. In this work, was used a microbial community from fluid ruminal of cow, to investigate the feasibility of your employment in the depuration of wastewater generated in the pulping of the coffee, through the reduction of organic matter expressed as COD, in addition of volume of methane generated. The kinetic of degradation was followed in a reactor batch, anaerobic and mesophilic of two liters of capacity, under different conditions of temperature (28 and 36ºC) and pH (4.6, 7 and 8.5). The results showed a volume index of sludge of 0.44 ml/g and activity specific methanogenic of 0.0076 gDQO/gSST*d. In most cases, the results of removal of COD was more than half of the initial organic content, reaching 91.2% with pH of 4.6 and 28 ºC in 16 days. The results show that the consortium under study is able to adapt to the substrate and degrade greater part of organic load, which makes it an interesting option biotechnology for the treatment of wastewater of pulping of coffee.