Resumen en español

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.