Usos de la pulpa de caf (página 2)

Según estudios realizados en el país, un 12% del
contenido de la pulpa es proteína. Esta puede incorporarse
hasta en un 20% en dieta para la alimentación del
ganado vacuno, 5% para aves, en un 3%
ganado aviar y en un 16% para porcinos.

La pulpa como combustible.

Según estudios del Centro de Investigaciones
del Café,
la pulpa deshidratada se comporta como buen combustible, capaz de
proveer hasta 4200 Kcal/Kg. Recordando que la pulpa tiene un gran
contenido de humedad, para facilitar su secado se ha planteado
como necesario el prensado de la pulpa por medios
mecánicos. El inconveniente sería que se van a
generar grandes cantidades de licor de prensado con DQO de 60000
a 120000 mg/L y concentraciones de 12 a 24 veces mayores que las
aguas residuales de beneficiado. El prensado por medios
mecánicos requeriría un consumo de
energía muy alto.

Usos del residuo
sólido del café.

Amplios son los usos que posee el residual sólido de la
pulpa del café dado sus potencialidades químicas
como se muestran en la Tabla 5, sin embargo en el país
según el Reunión Nacional de Medio Ambiente
(2001), su uso se limita a la producción de abono orgánico.

Tabla 5. Potencialidades de uso de la pulpa de
café

Proceso
anaeróbico.

El proceso
anaeróbico es aquel en que se efectúa la
degradación de la materia
orgánica en ausencia de oxigeno
molecular como aceptor de electrones (Montalvo, 1973; Tumer y
col, 1983).Tal es el caso por ejemplo, de los procesos de
producción de alcohol, los
procesos de desnitrificación y de digestión
anaerobias, estos dos últimos empleados en el tratamientos
de aguas residuales Meltcalf.y col, (1991).

Los procesos de digestión anaerobia ocurren normalmente
en la naturaleza
siendo los nichos de estos procesos el fondo de los ríos
el lago y el mar, la ciénaga y el tracto intestinal de,
prácticamente todos los animales
según Lubberding y col (1988).

El proceso de digestión anaerobia se emplea en el
tratamiento de residuales sólidos o líquidos,
cuando la concentración de materia orgánica es la
elevada que no resulta económica el tratamiento aerobio.
(Montalvo, 1976; Carty; Smith, 1986).

La ventaja principal de los procesos anaeróbicos con
relación a los aerobios se fundamenta en la
transformación de la materia orgánica a
través de una tecnología de bajo
consumo energético. (Dohanyos y col, 1992),
obteniéndose, de un balance comparativo de energía
y de masa entre ambos procesos, los resultados siguientes:

Durante los procesos aerobios cerca de 60% de la
energía se consume durante la síntesis
de nueva biomasa (células de
microorganismos) y el 40% de la energía se pierde en la
forma de calor de
reacción. En estos procesos cerca del 50% del carbono
contenido en el sustrato se convierte en biomasa y el otro 50%
pasa a dióxido de carbono.

En los procesos anaerobios casi el 90% de la energía
que existe originalmente en el sustrato (residual) se retiene en
el biogás que se produce durante esos procesos
perdiéndose solamente el 7% de la energía inicial,
como calor de reacción. Durante estos procesos cerca del
95% pasa a biogás y solo el 5% es convertido a
biomasa.

Lo anterior trae como consecuencia los aspectos
prácticos siguientes:

En los procesos anaerobios se consume mucho menos
energía externa, fundamentalmente eléctrica, que en
los procesos aerobios, no necesitándose de equipos
mecánicos para el desarrollo de
estos. Además se obtiene energía, en forma de
gas
combustible, útil para cualquier fin
energético.

En los procesos anaerobios solo se generan el 10 al 30% de los
lodos, que se produce en los aerobios lo que disminuye
considerablemente los costos de
disposición final de estos; además, los lodos
anaerobios están mucho mas estabilizados que los
aerobios.

En los procesos anaerobios no se producen aerosoles
potencialmente peligrosos para le ambiente
circundante de la planta de tratamiento.

Por cada kilogramo de DQO eliminado por el metabolismo
microbiano, la vía aerobia requerirá de un kW/h. de
energía
eléctrica para el equipo de aeración. Mientras
que la vía anaerobias producirá el equivalente de
3kW/h. como energía química acumulada en el
metano, la
cual puede ser convertida en una maquina de combustión acoplada a un generador
eléctrico de eficiencia media
(20%), lo que resulta en 0,6kW de energía
eléctrica/Kg. de DQO removida según Noloya
(1998).

La aplicación de un proceso aerobio previo a un
sistema
anaerobio puede mejorar la sedimentabilidad del lodo
contribuyendo a mantener valores
constantes del Índice Volumétrico del Lodo y un
control mayor del
fenómeno de abultamiento en el sistema anaerobio
(Díaz; Campos, 2002).

Biogás.

Producto de la degradación anaerobia de la materia
orgánica presente en los desechos, se obtiene al final del
proceso, un gas rico en CH4 (>50%) y CO2 (<50%), el cual
posee además traza de nitrógeno, de
hidrógeno, sulfuro de hidrogeno, vapor de agua, amoniaco y
compuestos aromáticos como, escatol y catecol Chang y col.
(1983). A este gas que tiene la característica de
presentar alto valor combustible se le denomina
biogás.

Antecedentes
Históricos.

El gas metano fue descubierto por Shiley en 1667
llamándosele "Gas de los Pantanos". La historia señala que
Alejandro Volta fue el primer investigador en describir
científicamente la producción de gas combustible en
lodos y sedimentos lacustres 1776.

En 1806 Humphrey Dauy, identificó un combustible
gaseoso rico en metano y dióxido de carbono como resultado
de la fermentación desechos animales en ambiente
húmedo.

La primera unidad utilizada para depurar los sólidos
sedimentados de agua negras o
albañal
domestico, fue desarrollado por Louis H. Mouras de Vesoul, en
Francia fue
denominada "estercolero automático Moura".

En 1889 Gayon descubrió que el gas poseía
propiedades combustibles.

En 1891 Scott y Moncrieff desarrollaron las bases del reactor
anaerobio ascendente con lecho de lodo y filtro anaerobio.

En 1901 Schegon descubrió las características de
las metanobacterias, que interviene en el proceso de
metanogénesis.

En 1904 en Inglaterra se
instalo el primer tanque de doble propósito, el cual se
efectuaba la sedimentación de los sólidos y
tratamientos de los lodos conformados por estos sólidos.
Este fue conocido como tanque hidrolítico Travis.

Una de las primeras instalaciones en Estados Unidos
que empleó tanques de digestión para lodos, fue la
planta de tratamiento de albañales de Baltimore, se
construyeron tres tanques de digestión rectangulares y se
le adicionaron 16 tanques más en la etapa de 1911 a
1921.

En 1916 se aisló por primea vez metanobacterias.
Durante el periodo comprendidote 1920 a 1925 el proceso de
digestión anaerobia fue estudiado intensamente.

Durante la segunda Guerra
Mundial en Francia y Alemania se
construyeron grandes instalaciones de biogás,
desarrollaron las primeras plantas
denominadas "constrúyala usted mismo", que
consistían en digestores continuos (batch). La totalidad
de las instalaciones se construyeron en hormigón con
agitación o mezclado mecánico. El biogás se
almacenaba en tanques independientes y flotantes de cubierta
mecánica. Desde aquí el combustible
llegaba por tuberías a las cocinas o comprimidos en
balones de acero para
tractores. En 1951 se desarrolla el proceso anaerobio de contacto
o lodo activado anaerobio, pudiendo considerarse el punto de
partida de los digestores de segunda generación, en 1956
se diseña la versión actual del reactor con lecho
de lodo (USB).

En 1969 Young y McCarty desarrollaron la versión actual
del filtro anaerobio y Lettinga en el 1979 puso en
práctica el reactor anaerobio de flujo ascendente con
lecho de lodo (UASB). En 1981, Jewell y colaboradores aplicaron
el concepto de lecho
expandido al tratamiento anaerobio de aguas residuales,
según Switzembaum y Jewell. (1978); Letting y col.
(1980).

A partir de esta etapa se han logrado alcanzar grandes
progresos en:

– comprensión del proceso.

-control del proceso.

-dimensionamiento de los reactores.

–diseño
de nuevos modelos.

Actualmente se profundizan los estudios sobre los aspectos
básicos de al anaerobiosis de residuales líquidos y
sólidos que contamina el ambiente. Jewell, (1987

La composición y propiedades del biogás se
detallan en la (figura 4).

La generación de biogás no solo se consigue a
partir de los residuos de los procesos de la digestión de
humanos y animales, puede ser utilizado otros como:

Residuos domésticos

Corteza de coco

Corteza de frutas

Bagazo de caña de azúcar

Cascarilla de arroz, trigo

Madera o residuos forestales

Residuos urbanos y rurales

Residuales de destilerías

Procesos de beneficios del café

Procesos de producción de vinos

Mataderos de aves

Beneficios del
biogás.

El poder calórico del biogás comparado con otros
combustibles aparece en la Tabla 1, presentando valores
intermedios comparados con los demás combustibles
tradicionales.

Tabla 1. Valores caloríficos a 20 oC de
diferentes tipos de combustible.

Aunque existen diferentes tipos de digestores nos referiremos
a los mini biodigestores y específicamente al modelo
Hindú .El biodigestor consta de las siguientes
características:

Un sistema de recepción de la materia
orgánica

Cámara de digestión

Un sistema de descarga de efluentes

Un almacenamiento de
gas (gasómetro)

Perspectivas de
aplicación de la tecnología anaerobia a nivel
mundial.

En muchas partes del mundo existen y se producen enormes
cantidades de residuos agropecuarios, de las industrias
azucareras y sus derivados y de la alimenticia, de origen urbano
(sólidos y líquidos), etc. Que contribuyen
seriamente a la contaminación ambiental, fundamentalmente,
de las aguas superficiales y subterráneas, por lo que se
hace imprescindible purificar estos residuos, antes de su
vertimiento al medio ambiente (Pichardo, 1986; Fiesta y Borja,
1991).

La aplicación de los procesos anaerobios tiene
interesantes perspectivas ya que, no solo se podían
alcanzar resultados positivos en la mejora del medio ambiente,
sino que, además, se obtendrían cantidades
importantes de biogás de múltiples usos, esto
permitiría amortizar en parte en algunos casos totalmente,
la inversión de no solo el proceso anaerobio
sino también de la planta de tratamiento de residuales que
se construya para depurar estos.

El mercado potencial
de la tecnología anaerobia y los grandes espacios que aun
les están reservados para su aplicación se reflejan
en la baja densidad de
reactores anaerobios constituidos para el tratamiento de aguas
residuales. Esta "densidad" se define como el numero de reactores
constituidos por cada millón de habitantes. (Hulshoff Pol,
1998). Por ejemplo, la mayor densidad la representa Holanda, con
5,83 mientras que México y
Brasil,
países líderes en América
Latina, tienen una densidad de 0,46 y 0.40 respectivamente.
La India el
país de mayor densidad en Asia tiene 0,06
rector por cada millón de habitante.

La aplicación de la digestión anaerobia como
método de
tratamiento de la fracción orgánica de los
residuales sólidos municipales a evolucionado en Europa de una
capacidad de 122000 toneladas por año en 1990 a 1023000
toneladas en el 2001. Sin embargo, esto representa, solo el 0.7 %
de la cantidad de la fracción orgánica total
producida en Europa.

Por otra parte como subproducto del proceso anaerobios, en la
mayoría de las ocasiones se obtiene un lodo con
propiedades biofertilizante, que resulta en ciertos casos hasta
mas valiosos desde el punto de vista económico que el
biogás obtenido en el proceso, si se tiene en cuenta los
problemas de
contaminación, secundaria que generan los
fertilizantes químicos, que además resultan caros,
y por otra parte, estos no sirven como acondicionadores de
suelo,
propiedad esta
de la que si presentan los biofertilizantes. Esta propiedad adquiere una
importancia muy significativa en los suelos tropicales
y subtropicales debidos a la rápida degradación que
experimentan las tierras cultivables bajo estas condiciones
climáticas. Las temperaturas en estas regiones
permitirían aprovechar la mayoría del volumen de
biogás generado en el proceso anaerobio, ya que este
requeriría poco calentamiento para alcanzar las
temperaturas requeridas para llevarlo a cabo las cuales se
encuentran entre 32 y 37ºC como optimas en el rango
mesófilo. (Hashimoto, 1992; Carty, 1994)

En otras regiones esto constituye una limitante para el
proceso principalmente en los países fríos, ya que
el biogás producido tiene que ser utilizado en su mayor
parte en el propio proceso para auto mantenerlo
energéticamente. (.Smart y Boyko, 1977). Sin embargo para
los países tropicales y subtropicales en vías de
desarrollo donde existe condiciones de clima muy
favorable para la biometanogénisis y que, en su
mayoría posee limitados recursos
energéticos.

Degradación anaerobia de la materia
orgánica.

Está bien establecido que para el diseño de un
sistema de tratamiento biológico resulta esencial la
comprensión de las actividades ecológicas,
bioquímicas y fisiológicas de los microorganismos
que están involucrados en el proceso.

Es objetivo
central de este capítulo es ofrecer un estudio de lo
reportado en la literatura sobre el
conocimiento de la microbiología y bioquímica
de la digestión anaerobia; discutir las
características fundamentales de los microorganismos que
intervienen en el proceso así como delinear aquellos
aspectos en los que aún quedan cuestiones por
esclarecer.

El proceso de digestión anaerobia de residuales es
simplemente una intensificación tecnológica de
procesos que ocurren normalmente en la naturaleza. En estos
sistemas, donde
las especies SO42-, 02, o NO3 no se encuentran disponibles,
actúa como aceptor de electrones un compuesto
orgánico.

A través de reacciones de oxidación –
reducción, los electrones son transferidos de un compuesto
reducido (donante de e') a otro más oxidado (aceptor de
e-). La energía liberada por la reacción es
almacenada en las células bacterianas en forma de
ésteres de fosfato ricos en energía (ATP), los
cuales son utilizados por las propias células para todas
las reacciones que sustentan el crecimiento microbiano.

La cantidad de energía liberada en un proceso,
expresada por los cambios de energía libre de una
reacción (AG0), es dependiente del estado de
reducción de los compuestos que actúan como
oxidantes o como reductores.

La cantidad de ATP ganada por las células es
dependiente de la eficiencia del metabolismo. La mayoría
de las bacterias
anaerobias trabajan con una eficiencia oscila entre 25 y 50%
(Thayer y col; Bacter, 1977).

El metano es uno de los principales productos
finales de la descomposición de la materia orgánica
en ambientes anaerobios.

La digestión efectiva de la materia orgánica a
metano requiere del metabolismo coordinado y combinado de
diferentes grupos de
microorganismos los cuales pueden diferenciados sobre la base de
los sustratos que utilizan y los productos metabólicos
finales formados. (Zeikus, 1980) El esquema biológico
involucra reacciones de multi – organismos con multi –
sustratos que se llevan a cabo en serie y en paralelo Moletta,
(1998).

Este proceso biológico, de producción de metano,
a partir del material orgánico complejo ha sido descrito
según diferentes mecanismos. Entre éstas se
encuentran siguientes:

Metanogénesis en una sola
fase.

De acuerdo con este mecanismo, el CH4 y el C02 se forman,
directamente, a partir, de los compuestos
orgánicos complejos.

En 1906, Ornelianski reportó el aislamiento de un
cultivo puro de una bacteria metanógena que fermentaba la
celulosa. A partir de aquí, y en adelante, todos esfuerzos
realizados para reaislar tal bacteria fueron infructuosos, no
pudiéndose obtener ninguna bacteria celulolitica que
produjera CH4.

Barker, en 1956, dudó de la pureza del microorganismo
aislado por Omelianski.

Esta bacteria denominada inicialmente Mathanobacillus
omellanskii, más tarde identificada corno una
asociación simbiótica de dos especies microbianas,
por lo que debía ser el mecanismo que describiera el
proceso.

Metanogénesis en dos
fases.

Este mecanismo se basa en la división del proceso en
dos fases, referida primera a la fase de producción de
ácidos
y la segunda a la de producción de gas. De acuerdo con
esta premisa, las bacterias ácido-formadoras
podrían descomponer material orgánico complejo
hasta ácidos grasos de cadena corta, como fórmico,
acético, propiónico, butírico y en menor
cantidad el valérico y el isovalérico. Estos
ácidos grasos bajo peso molecular son denominados
ácidos grasos volátiles (AGV) debido a que puede
ser destilado a presión
atmosférica. El ácido propiónico se produce,
principalmente partir de la fermentación de los carbohidratos
y las proteínas presentes en los residuos, alrededor del
30% de los compuestos orgánicos, contenidos en estos
residuos, convertido a este ácido antes de que finalmente
pase a CH4. El ácido acético es el intermediario
más abundante y se forma prácticamente a partir de
todos los compuestos orgánicos. En el caso de sustratos
complejos el ácido acético es precursor de cerca
72% del CH4 formado durante la anaerobiosis y conjuntamente con
el propio contribuye al 85% de la producción total de CH4,
según puede apreciarse en la (Figura 6).

Una proporción elevada del 15% del CH4 restante
proviene de la degradación de otros ácidos como
fórmico y butírico, entre otros compuestos.

Figura 6. Producción de metano en la
anaerobiosis de sustratos complejos.

Las baterías formadas de CH4, por su parte,
podrían convertirse estos ácidos orgánicos
simples en CH4 y CO2. Esta teoría
fue considerada igualmente no satisfactoria, por cuanto el
aislamiento de bacterias metanógenas que utilicen
ácidos orgánicos de más de dos átomos
de carbono ha sido reportado excepcionalmente, además de
que la propia descomposición del ácido
acético también tiene sus dificultades.

Metanogénesis en
multietapas.

Desde inicio de siglo, se observó que el hidrógeno se producía a partir de la
descomposición del material orgánico cuando la
producción de CH4 era muy baja y la explicación de
estos fue obtenida con Methabacillus omelianskii, el cual
jugó un importante papel en el estudio de bacterias
metanógenas al identificarse como una de las asociaciones
simbióticas de dos especies bacterianas. Una de ellas
utiliza etanol y produce acetatos e hidrógeno y se le
denomina organismo "S" y la otra, nombrada Methanobacterium,
utiliza hidrógeno para reducir el CO2 a CH4 de acuerdo con
la ecuación siguiente:

Bryan, (1967), planteó que la oxidación de
etanol a acetato es totalmente inhibida por presiones de
hidrógeno de 49,03 kPa, por lo que los requerimientos de
este gas por parte de las bacterias metanógenas estimulan
el crecimiento del organismo "S" al mantener bajas
concentraciones de hidrógeno en el medio. La transferencia
de hidrógeno entre estas especies permite la
conversión de etanol y C02 a acetato y CH4,
respectivamente. Por otra parte, la pureza de cultivos
metanógenos que descompongan propionatos, butiratos y
valeratos no ha sido confirmada de acuerdo con lo reportado en la
literatura. Es por esto, que se pensó en la existencia de
un tercer grupo de
bacterias involucradas en este proceso y que fuesen capaces de
convertir compuestos aromáticos, ácidos grasos y
alcoholes en
ácido acético, H2, y dependiendo del sustrato,
también en C02 según Perry ; Wolfe (1976).

En la actualidad diferentes autores han considerado que la
digestión anaerobia procede en varías etapas
sucesivas (Mcinerney, 1980; Yang y col, 1988) tales como
Hidrólisis o licuefacción. En esta etapa los
compuestos orgánicos son solubilizados por enzimas
excretadas por bacterias hidroliticas que actúan en el
exterior celular por lo que se consideran exoenzimas. La
hidrólisis es por tanto, la conversión de los
polímetros en sus respectivos monómeros.

Acidogénesís. En esta etapa los compuestos
orgánicos solubles que comprenden los productos de la
hidrólisis son convertidos en ácidos
orgánicos tales corno acético, propiónico y
butírico, fundamentalmente (Joubert; Brito, 1987).

Acetogénesis. Se le conoce también como
acidogénesis intermediaria en la cual los productos
correspondientes son convertidos en ácido acético,
hidrógeno y dióxido de carbono.

Metanogénesis. En esta etapa metabólica el CH4
es producido a partir del ácido acético o de
mezclas de H2
y C02, pudiendo formarse también a partir de otros
sustratos tales como ácido fórmico y metanol.

Las cuatro etapas metabólicas que ocurren en los
procesos de digestión anaerobia pueden ser representadas
según la (Figura 7).

En la (Figura 8) se presenta otro esquema de las etapas
metabólicas (Cairo; Paris y col, 1988; Lema, Méndez
y col, 1988; Fernández-Polanco, 1988). Sin embargo, en la
realidad, el número de interacciones llevado a cabo por
los microorganismos que intervienen en la digestión
anaerobia es mayor.

En un proceso de digestión anaerobia bien balanceada,
los productos de una etapa metabólica son convertidos en
la próxima, por lo que al final se obtiene la completa
conversión del material orgánico biodegradable
presente en el afluente a productos tales como CH4, CO2, H2, S8,
NH3, etc (Thiele; Zeikus y col, 1988).

Anaerobiosis de
los sustratos más importantes.

Desde el punto de vista bioquímico resulta conveniente
el estudio del proceso dividido en dos grandes etapas: la no
metanógena y la metanógena.

En la etapa no metanógena las moléculas
orgánicas complejas se convierten en pequeñas
unidades por la acción
de enzimas exocelulares cuya presencia ha sido bien establecida.
Así ocurren toda una serie de reacciones de acuerdo con
los compuestos (sustratos) que prevalecen en el residual a ser
tratado.

Etapa no
metanogénica.

Anaerobiosis de polisacáridos.

Los polisacáridos son los principales materiales de
la fermentación anaerobia estando formados de carbono,
hidrógeno y oxigeno. Según el grado de su
hidrólisis hay monosacáridos, oligosacáridos
y polisacáridos y éstos últimos pueden
hidrolizarse en compuestos más pequeños denominados
monosacáridos. Los oligosacáridos son aquellos que
contienen dos o seis monosacáridos después de la
condensación, mientras que los que contienen muchos
sacáridos se conocen propiamente como
polisacáridos. Hay gran variedad de éstos entre los
que se incluyen, como más importantes, la celulosa, la
hemicelulosa, el almidón, el gel de pectina y xilanos.

La celulosa es componente importante en muchos residuales y
por ejemplo, junto con la hemicelulosa, representa cerca del 50%
de los sólidos totales de un importante residuo
agrícola, como es la paja de diferentes cereales y de un
30-50% del estiércol Gijzen y col, (1987).

La celulosa es un polisacárido que se compone de
unidades de glucosa unidas
con cadena glucosídica del tipo β-D-1-4. La gran
mayoría de toda la celulosa natural existe en la forma de
una cadena larga sin ramificaciones y su peso molecular puede
llegar a cientos de- miles y millones de unidades. Un gran
número de moléculas de celulosa se integran en
haces que se llaman microfibrilas. La microfibrila junto con la
lignina y la hemicelulosa son de estructuras
sumamente densas. La celulosa pura se degrada fácilmente
por efecto de los microorganismos en los biodigestores
anaerobios, en tanto, que la que ocurre en la naturaleza, por su
combinación con lignina, etc. no es fácil de
descomponer por acción rnicrobiana.

Algunos microorganismos anaerobios pueden combinar la celulosa
para formar un complejo celulosa-enzima, es decir, una enzima
compuesta, que está formada por C,, C. y
β-glucosidasa. Gracias a la acción de estas enzimas,
la celulosa se hidroliza en glucosa. Las enzimas son de dos
tipos, una es una exoenzima que se disuelve en el fluido de
fermentación y la otra es una enzima adherida a la
superficie de la
célula.

Si se torna la celulosa corno el único recurso de
carbono para la producción del biogás, aparecen
tres máximos, y el segundo muestra la mayor
producción de gas. En el proceso de fermentación,
los microorganismos que utilizan el butirato se multiplican
aceleradamente. Cuando se detiene la fermentación hay un
aumento marcado en la cantidad de microorganismos que utilizan el
ácido butírico y el acético, que
podrán incrementarse en miles de veces.

La hemicelulosa es una mezcla de pentosas y hexosas
policondensadas. El gel de pectina es un tipo de pentosas
polícondensadas que representan escasa proporción
de los recursos de fermentación metanógena
según Breure y col, (1985). El almidón es un
compuesto de alto peso molecular formado por uniones
1,4-glucosídicas.

En condiciones anaerobias, estos tres grupos de materiales
pueden hidrolizarse y convertirse en pentosa y hexosa, con lo
cual sufren una nueva degradación en el proceso de
fermentación de sacáridos.

La lignina es un tipo de compuesto amorfo, de polímeros
cíclicos, que suele existir en combinación con la
celulosa, la hemicelulosa y productos parecidos, que son
compuestos complejos difíciles de degradar por los
microorganismos. Algunos piensan que la lignina podría
formar un ácido vegetal fermentado que tendría un
efecto acelerado sobre el metabolismo de los microorganismos del
proceso.

Anaerobiosis de los lípidos.

Los lípidos constituyen un gran grupo, que incluye las
grasas y los
aceites, las ceras, los fosfolipidos, los glicolipidos y los
esteroides, que son insolubles en agua y solubles en solventes de
éter y cloroformo.

Los lípidos presentes en los materiales de
fermentación para la producción del biogás
están representados principalmente por las grasas. Se
componen de glicerol y ácidos grasos. En condiciones
anaerobias, las grasas se hidrolizan fácilmente para
convertirse en dicarboxil-fosfoacetina, y, siguiendo la
trayectoria de fermentación, forma ácido
pirúvico. Los
ácidos grasos sufren una β-oxidación y forman
la acetoacilcoenzima A (CH3CO-SCoA) y luego ácido
acético. El hidrógeno liberado en la
β-oxidación puede reducirse para formar metano.

Anaerobiosis de las proteínas.

Por la acción de las proteasas las proteínas se
hidrolizan y éstas se convierten en péptidos y
aminoácidos. Estos productos pueden ser aprovechados por
los microorganismos para sintetizar sustancias celulares o para
degradarlos aún más en sustancias de menor peso
molecular, como los ácidos grasos, H2S, los aminos, los
fenoles, el amoníaco, etc., según mecanismos de
desaminación oxidativa.

Los ácidos grasos volátiles de bajo masa
molecular pueden transformarse para formar metano; el
amoníaco en cambio, puede
emplearse ya sea como fuente nitrogenada para sintetizar los
componentes celulares o para formar bicarbonato de amonio, con el
cual se aumenta el ión HC0-3 y se eleva la alcalinidad del
medio favoreciendo la formación del metano.

La posibilidad de utilizar el residuo sólido para la
obtención de biogás s factible La tecnología
que puede ser utilizada consiste en la acumulación de los
residuos en un tanque que garantice la concentración,
hidrólisis y acidogénesis del sustrato, para ello
pueden utilizarse agitación con control de pH, de este
recipiente se pasa mediante tuberías de PVC, el material
con las concentraciones requeridas de materia orgánica
para el biodigestor, el gas obtenido puede ser utilizado
directamente para producir calor o pasar por filtros para entrar
en el sistema de alimentación de un motor de
combustión interna y generar electricidad

CONCLUSIONES

La factibilidad
científica y técnica para la producción de
biogás a partir del residuo sólido del beneficio
húmedo del café es conocida. Es necesario manejar
adecuadamente los residuales líquidos,
incorporándolos al proceso de metanogénesis para la
producción de biogás con fines térmicos y
eléctricos, lo que garantiza la sustitución parcial
de combustibles fósiles disminuyendo el manejo inadecuado
de los mismos y los problemas de contaminación.

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Autor:

MSc Raisa María Castillo Ramos

Máster en Ciencias en
Agro Ecología.

Profesora de Química de la Universidad de
Pinar del Río

Dra. Leila R. Carballo Abreu.

Dra. Noarys Pérez Díaz.

Pinar del Rio.

Cuba.

2008