Producción mejorada y sostenible de metano a partir de la codigestión de alimentos y residuos lignocelulósicos

Breve descripción

Este artículo tiene como objetivo estudiar la codigestión del desperdicio de alimentos (FW) y tres desechos lignocelulósicos (rastrojo de maíz, Prairie cordgrass y papel sin blanquear para la digestión anaerobia termofílica para superar las limitaciones de digerir solos los residuos de alimentos.

Detalle del proceso

Los residuos lignocelulósicos se redujeron de tamaño utilizando un molino de corte y se tamizaron a través de un tamiz de entre 15 y 10 mm de poro. El tamaño de partícula de los residuos de alimentos también se redujo triturándolos en una batidora eléctrica de cocina, y se tamizó para eliminar las partículas gruesas de más de 15 mm. El inóculo utilizado en este estudio fue efluente obtenido de un digestor anaeróbico en la planta de recuperación de aguas residuales, Rapid City, SD, que se enriqueció en el laboratorio.

Las pruebas por lotes se realizaron en frascos de suero de 500 mL con un volumen de trabajo de 200 mL que contenían 180 mL de medio de cultivo anaerobio y 20 mL (10%, v / v ) de consorcio metanogénico termófilo enriquecido. El inóculo al 10 %, los sustratos y el medio se depositaron en las botellas completando un volumen de 200 ml. Cuando ya se instalan los digestores, se cierran con tapas de aluminio y bandas elásticas. Se purgó gas nitrógeno en ellas durante 20 minutos para simular condiciones anaeróbicas y se incubaron a 60 °C (100 rpm) durante un máximo de 30 días. La producción de metano se monitorea a lo largo de este tiempo empleando métodos analíticos. Con el inóculo enriquecido, todas las mezclas de residuos de alimentos y lignocelulósicos mostraron efectos sinérgicos positivos de la codigestión.

Después de 30 días de incubación, el mayor rendimiento de metano ronda por los 305,45 L / kg de sólidos volátiles, que se obtuvo con FW+PCG+CS , seguido de 279,31 L / kg VS con una mezcla de FW+PCG. Esto marcó un aumento del 94% y 74% en la producción de metano en comparación con la monodigestión de residuos de alimentos. El uso de temperatura termófila puede aumentar los costos del proceso general, pero brinda la ventaja adicional de digerir una mayor carga orgánica de desechos con tiempos de retención hidráulica reducidos.

Detalles

País
United States
Actores involucrados
Academia
Tipo de proceso
Biorefinería
Digestión anaeróbica
Cadena
Maíz
Pastos
Residuos lignocelulósicos
Materia prima
Desperdicios de alimentos
Rastrojo de maiz
Prairie cordgrass
Papel sin blanquear
Producto final
Biogás
Período de la experiencia
2018
Maduración
Investigación
Origen de materia prima
Transformación
Condicionantes de aplicabilidad
Ninguna detectada
Condicionante ambiental
Ninguna detectada
Dato de contacto
Rajesh Kumar Sani, correo: rajesh.sani@sdsmt.edu