Examinando por Materia "Inóculo"

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    Actividad Metanogénica Específica : una herramienta de control y optimización de sistemas de tratamiento anaerobio de aguas residuales.
    (2012-10-08) Torres Lozada, Patricia; Pérez, Andrea
    La Actividad Metanogénica Específica (AME) permite cuantificar la máxima capacidad de producción de metano por el grupo de microorganismos presente en lodos anaerobios. La AME, además de ser usada para el monitoreo de la calidad del lodo en reactores anaerobios, es una herramienta que evalúa el comportamiento de la biomasa contaminada y determina la carga orgánica máxima que puede aplicarse a un sistema, con el fin de examinar la degradabilidad de los sustratos y la posibilidad de selección de inóculos. Esta herramienta, ampliamente utilizada en diferentes países y desarrollada hace más de dos décadas, no cuenta con un protocolo estandarizado que facilite la comparación de resultados. El presente artículo hace una reflexión y descripción crítica de la metodología AME, soportada por experiencias nacionales e internacionales, con el objetivo de buscar uniformidad en la aplicación del método a nivel nacional.
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    Características fisicoquímicas y sensoriales de almendras fermentadas de cacao nacional (Theobroma Cacao L.) con adición de probióticos en el centro de investigaciones amazónicas, Cimaz Macagual (Caquetá, Colombia).
    (Universidad del Valle, 2021-05-18) Nuñez, José Manuel; Bahamón Monje, Andrés F.; García Rincón, Paola A.
    En el presente artículo, se evidenció el comportamiento del cacao sometido a cinco tratamientos; FI1 (Fermentación con Inóculo # 1); FI2 (Fermentación con Inóculo # 2); FI3 (Fermentación con Inóculo # 3); FN1 (Fermentación Natural # 1); FN2 (Fermentación Natural # 2) para los clones CCN-51, LUKE-40 y ICS 95. Se evidenció los cambios fitoquímicos donde se evaluó la humedad del grano, pH, Acidez titulable, Aw, Solidos solubles tanto en la almendra seca como en la almendra tostada. Los tratamientos con fermentación natural durante el proceso fueron los que más cambios se obtuvieron durante el proceso de secado y tueste en la acidez y humedad con respecto a los tratamientos de inóculos. Sensorialmente muestran un perfil más aromático y sabores a cacao pronunciados
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    Efecto del pretratamiento térmico sobre la actividad hidrogenónica específica - AHE como herramienta para la selección de inóculos en la fermentación oscura del agua residual del proceso de extracción de almidón de yuca [recurso electrónico]
    (2019-10-30) Cárdenas Urbano, Cristian David; Rodríguez, Jenny Alexandra (Director de Tesis o Trabajo de Grado); Rodríguez Chaparro, Tatiana (Director de Tesis o Trabajo de Grado)
    El hidrógeno ¿ H2 es considerado como el combustible del futuro debido a su alto contenido energético y su naturaleza no contaminante; su producción a través de la fermentación oscura ¿ FO es una alternativa atractiva desde el punto de vista económico y ambiental, en el cual el pretratamiento del inóculo constituye un factor de gran importancia para inhibir los microorganismos consumidores de este biogás y aumentar los rendimientos de producción. Se evaluó el efecto del pretratamiento térmico sobre la Actividad Hidrogenónica Especifica - AHE como herramienta para la selección de inóculos en la fermentación oscura - FO del agua residual del proceso de extracción de almidón de yuca ¿ ARY. Los valores de Y y AHE indicaron que el Lodo Anaerobio Granular Metanogénico - LAGM y el Lodo Anaerobio Acidogénico - LAA con y sin pretratamiento térmico son factibles para ser utilizados como inóculo en ensayos de FO de sustratos complejos como el ARY. El LAGM y el LAA obtuvieron mayores valores promedio de Y (mLBiogásH2.(gGlucosaRemovida)-1) respecto al LAF, según las condiciones de pretratamiento térmico evaluadas de temperatura ¿ T (75, 85 y 100ºc) y tiempo de exposición t (15, 30 y 45min). Estos valores fueron en su orden, para los seis valores más altos correspondientes a: (i) 289,0 (LAA 85ºC-15min), (ii) 286,9 (LAA 75ºC-15min), (iii) 277,0 (LAGM 75ºC-45min), (iv) 276,7 (LAGM SP), (v) 269,7 (LAGM 75ºC-30min) y (vi) 244,6 (LAA 85ºC-30min).
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    Estudio cinético de la biodegradación de vapores BTXs en reactores "BATCH" fundamento para la mejora de los procesos en un biofiltro percolado
    (Universidad del Valle, 2015) Lozano Caicedo, Sandra Marcela; Silva Vinasco, Juan Pablo
    En la presente investigación, se estudia la cinética de eliminación de vapores Benceno, Tolueno y Xileno en reactores ¿batch¿. Para tal propósito, se utilizó un lodo proveniente de la PTAR de la fundación Smurfit: Cartón de Colombia S.A. Inicialmente este lodo se caracterizó midiendo la concentración de sólidos totales, sólidos suspendidos volátiles, pH y cantidad de agua. Posteriormente, se aclimató en un periodo de 37 días dosificando e incrementando una mezcla equimolar de los contaminantes en líquido. Se inoculó en reactores con un volumen de 250 mL, adicionando solución nutritiva. Para estudiar los sustratos individuales se utilizaron 3 reactores en duplicado (tolueno, benceno y xileno) y se hicieron 4 corridas con una duración de 11 horas cada una. La dosis inicial aplicada de cada contaminante se aumentó en cada corrida: 30 ¿L, 60 ¿L, 90 ¿L y 120 ¿L. En la corrida número 4, se trabajó con 4 reactores en duplicado adicionales donde se adicionaron mezclas diferentes de sustrato: equimolar, predominio de tolueno, predominio de benceno y predominio de xileno. En cada reactor se estudió el cambio en la concentración en el tiempo de los contaminantes y de biomasa. Para los contaminantes se tomaron muestras gaseosas utilizando la técnica del ¿HEADSPACE¿, y para la biomasa se utilizó el método de ¿Bradford¿ para cuantificación de proteínas. Los resultados indicaron que los compuestos individuales se degradaron siguiendo una cinética que se ajustó más al modelo propuesto por Haldane que al modelo de Monod, esto atribuido a que la ecuación de Haldane tiene en cuenta el fenómeno de inhibición que se presenta al utilizar concentraciones altas de contaminantes como fueron las trabajadas en el presente estudio. Los parámetros cinéticos obtenidos ¿*, Ks y Ki permitieron reportar el tolueno como el compuesto más fácil y rápidamente biodegradable. Por otro lado, las mezclas de BTX se ajustaron al modelo ¿SKIP¿, del que se obtuvieron los parámetros de interacción entre los sustratos. Cuando se evaluaron las mezclas de BTX se concluyó que el tolueno disminuye su velocidad de degradación debido a la relación antagónica de toxicidad que representan para él, los otros dos compuestos.
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    Evaluación de la influencia de la relación S/I y la temperatura de operación sobre la digestión anaerobia de residuos de alimentos con un inóculo de procedencia psicrofílica
    (Universidad del Valle, 2023) Moreno Escandón, Laura; Torres Lozada, Patricia; Rodríguez-Jiménez, Lina Mariana
    En el presente trabajo de investigación se evaluó experimentalmente: la influencia de la temperatura de operación (10, 15 y 27°C) sobre las actividades metabólicas de un inóculo psicrofílico (actividad hidrolítica específica -AHE, actividad acidogénica específica -AAE y actividad metanogénica específica -AME) y ii.el efecto simultáneo de la temperatura de operación (10, 15 y 27°C) y la relación S/I (0.20, 0.5, 1.0 gSVsustrato·gSVinóculo-1 ) sobre el PBM, mediante un diseño factorial de variables cuantitativas . Se aplicaron adicionalmente modelos cinéticos de Primer Orden (PO), Gompertz Modificado (GM) y Función Logística (FL) con el fin de determinar la influencia de las distintas condiciones experimentales sobre la constante de hidrólisis (Kh), la tasa máxima de producción (Rmáx) y la fase de latencia (λ). Los resultados se analizaron mediante un análisis de varianza ANOVA (p<0,05) y la implementación de un modelo de regresión, que corresponde a una superficie de respuesta de segundo orden. Se encontró que la temperatura influye en la actividad microbiana del inóculo psicrofílico (Valor-p < 0,05) con mayor incidencia en la AME y la AHE, siendo vital la caracterización de la calidad del inóculo a la temperatura en la que se va a llevar a cabo el proceso de digestión anaerobia; las mayores actividades del inóculo se presentaron a 27°C (AHE:0,153 gDQOglu/gSV*d; AAE:1,945 gDQOglu/gSV*d y AME:0,021 gDQO/gSV*d). Los resultados experimentales del PBM y la aplicación de los modelos cinéticos, ratificaron que tanto el proceso de DA empleando un inóculo psicrofílico, como las constantes cinéticas (Kh, Rmáx y λ), son influenciadas por la relación S/l y la temperatura de operación, siendo más sensibles a cambios en la temperatura de operación que en la relación S/I. A mayor temperatura y menor relación S/I se observó un mayor rendimiento del proceso (27°C y S/I de 0,20 - Media:148,9 mLCH4/gSV, Error estándar:4,27). Al disminuir la temperatura de operación de 27°C a 15°C y 10°C, la producción de biometano se redujo un 62,53 % y 73,59 % respecto a 27°C, respectivamente. Los tres modelos cinéticos mostraron que a mayor temperatura se alcanza un mayor ajuste (>0,95), el cual disminuye a medida que decreció la temperatura (15°C: >0,90 y 10°C: >0,83), lo que indica que los modelos cinéticos aplicados se ajustan mejor a las condiciones de temperatura mesofílica que psicrofílica. Respecto a las bajas temperaturas (10 y 15°C), el modelo de GM fue el que presentó mejor ajuste (maximizando R2 y minimizando el RMSE). En general, la temperatura de operación presentó mayor efecto que la relación S/I sobre la Kh. Este tipo de trabajos de investigación permiten ampliar la visión relacionada con el efecto simultáneo de dos o más variables sobre el comportamiento de la digestión anaerobia psicrofílica, lo anterior con el objetivo de que el proceso biológico pueda ser escalado a futuro y la tecnología se implemente en las regiones más frías y vulnerables económicamente del país como una alternativa de aprovechamiento de residuos orgánicos que permita la obtención de metano sin demandar grandes costos energéticos en sistemas de calefacción; para lo anterior es importante seguir estudiando diferentes tipos de inóculos y parámetros como el tamaño de partícula y tipo de sustrato empleando en la determinación de las actividades metabólicas.
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    Evaluación del efecto del pretratamiento químico de un inóculo para la producción de hidrógeno a través de la fermentación oscura de Vinaza
    (Universidad del Valle, 2019) Chávarro Girón, Manuela; Bahamón Pinzón, Juan Carlos; Rodríguez Victoria, Jenny Alexandra; Mañunga, Tatiana
    El hidrógeno es el combustible que cuenta con la más alta eficiencia energética, cuya combustión tiene como subproductos vapor de agua y energía. La generación de hidrógeno a través de la fermentación oscura de agua residual agroindustrial propone una simbiosis entre la industria agrícola y la energética, donde los residuos de una industria se convierten en la materia prima de la otra. De acuerdo con esto, la vinaza es un subproducto de la generación de etanol caracterizado por tener una carga orgánica que le proporciona alta capacidad contaminante, lo cual la convierte en un sustrato ideal para su aprovechamiento a través de la fermentación oscura mediante para la generación de hidrógeno. En este trabajo de investigación se evaluó el efecto del pretratamiento químico sobre un inóculo para la producción de hidrogeno a través de la fermentación oscura de la vinaza. Se estudiaron los factores: ácido (H2SO4 - HCl), pH (2 - 3) y tiempo de exposición (6 horas ¿ 24 horas), para determinar las condiciones de pretratamiento que permiten obtener una mayor generación de hidrógeno. Se utilizó como inóculo lodo del reactor UASB de la PTAR del matadero de CAVASA, previo al pretratamiento se llevó a cabo una adaptación progresiva del inóculo a la vinaza. Para iniciar el pretratamiento se adiciona el ácido al inóculo hasta alcanzar el valor de pH correspondiente, una vez concluido el tiempo de exposición se adiciona Na3HPO4 como alcalinizante hasta alcanzar un pH de 5,3 para dar por terminado el pretratamiento. Para realizar los ensayos en los que se evaluó el potencial bioquímico de hidrógeno se adicionó al reactor el inóculo pretratado y el sustrato (vinaza al 15%) en proporciones que permitieran mantener una relación carbohidratos:SV de 2:1, posteriormente se sellaron de forma hermética los reactores y se dio inicio a la agitación. Se realizó el monitoreo de la generación de H2 de manera indirecta, a través de la medición de la presión de biogás. A partir de esta información se generaron curvas de presión y volumen en función del tiempo, y se tomaron las muestras de biogás en viales Exetainer estériles y sellados al vacío. Los resultados mostraron que la generación de hidrógeno se ve afectada principalmente por el tiempo de exposición al pretratamiento. Tras comparar los resultados obtenidos para cada pretratamiento se determina que el pretratamiento óptimo fue pH 2 por 6 horas utilizando H2SO4. Aplicando el pretratamiento óptimo, al utilizar vinaza como sustrato, se obtuvo una producción de 0,0303 mol H2/Lsustrato, fracción de hidrógeno en el biogás 0,47 mol H2/mol biogás, y eficiencia para la generación de hidrógeno de 0,77 mol H2/mol glucosa. Al utilizar sacarosa como sustrato, se obtuvo una producción de 0,177 mol H2/Lsustrato, fracción de hidrógeno en el biogás 0,71 mol H2/mol biogás, y eficiencia para la generación de hidrógeno de 3,3 mol H2/mol glucosa.
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    Influencia de la temperatura sobre la generación de gas metano a partir de la digestión anaerobia de residuos de alimentos.
    (Universidad del Valle, 2021) Diaz Vargas, Jackeline; Garcia Garcia, Ana Julieth; Torres Losada, Patricia
    La generación de residuos sólidos municipales (RSM) es una problemática a nivel mundial que han ido incrementando a lo largo de los años, estimándose un aumento del 70% de producción para el año 2050. De éstos, el 44% son biorresiduos de origen municipal (BOM),los cuales incluyen principalmente residuos de alimentos (RA). Su disposición en los rellenos sanitarios (RSa) es una fuente importante de contaminación de las fuentes hídricas y el suelo, además de la generación de olores y de gases de efecto invernadero -GEI (i.e CH4, CO2) que aportan al calentamiento global. Dado lo anterior, se han implementado estrategias para el aprovechamiento de éstos;en los últimos años la Digestión Anaerobia (DA) se ha convertido en una importante alternativa tecnológica para la gestión de los RSM tanto para el control de la contaminación como para la obtención de energía renovablealternativa a los combustibles fósiles (biogás compuesto principalmente por CH4) y acondicionador de suelos (biosólidos o digestatos). Los procesos de la DA se ven influenciados por varios factores ambientales y operacionales, siendo la temperatura uno de los parámetros más significativos. Por lo anterior, en este se llevó a través de ensayos de Potencial Bioquímico de Metano (PBM), la incidencia de la temperatura psicrofílica (20±5°C), mesofílica (35±5 oC) y termofílica (55±5 oC), sobre la producción de CH4 y mediante el ajuste de los datos experimentales se aplicaron tres modelos cinéticos (Primer Orden, Gompertz Modificado y de Función Logística) que permitieron determinar el PBM especifico acumulado, la constante de hidrólisis, tasa máxima de producción de CH4 y el tiempo de letargo (fase de latencia). De acuerdo con los resultados experimentales, se obtuvo una producción máxima de 107 (± 21,04) mL CH4 /g.SV para temperatura termofílica, seguida de 82 (± 11,10) mL CH4 /g.SV para mesofílica y 48 (± 18,91) mL CH4 /g.SV para psicrofílica, lo cual concuerda con lo reportado por algunos autores donde indican que a mayores temperaturas se favorece la velocidad de crecimiento de microorganismos, la actividad microbiana y el rendimiento. A través del ajuste del modelo de primer orden se estimó que el valor de la constante de hidrólisis (kh) fue de 0,010, 0,017 y 0,025 d-1 para los digestores operados a 20, 35 y 55 °C, respectivamente, lo que indicó un ligero incremento de la tasa de hidrólisis en los tratamientos conforme se aumentó la temperatura. El análisis estadístico de los resultados experimentales obtenidos indica que los tres modelos cinéticos evaluados presentan un buen ajuste (R2 > 0,98) con los datos experimentales. El modelo de Primer Orden arrojó los mayores R2 para los digestores a 35 y 55 °C y logró describir correctamente la tasa de hidrólisis para todas las temperaturas de estudio. Por otro lado, aunque el modelo Gompertz Modificado presentó un mayor R2 comparado con el de Función Logística, este último describió mejor el comportamiento de producción teórica de CH4 con relación a los datos de Pmáx y λ.