KINETICS OF BIOGAS GENERATION FROM MICROBREWERIES ORGANIC WASTES | CINÉTICA DE GENERACIÓN DE BIOGAS A PARTIR DE RESIDUOS ORGÁNICOS DE UNA MICROCERVECERÍA

Inglés. The kinetics of methane generation was studied based on the anaerobic digestion of organic waste from a microbrewery. In particular, the effect of temperature and the concentration of total solids (TS) were analyzed through assays carried out in an anaerobic batch digester. The experiments were done using initial TS contents of 3%, 6%, and 10% at a digestion temperature of 30°C, and at temperatures of 20, 30, and 40°C with initial TS of 6%. The results indicated that temperature does not affect the total methane generated with 6% TS, but it does affect the initial speed of generation, which increases at higher temperatures. However, the concentration of TS affected both the total volume of methane generated, which increased at higher TS due to the greater availability of substrate, and the initial speed of generation, resulting in lower values with high TS concentrations, and indicating the inhibition of the reaction at high concentrations. Based on the experimental data, a kinetic model was applied that considers the availability of substrate as a limiting factor for biogas generation and assumes that the maximum methane generation is achieved immediately after the onset of each experiment. In addition, a model based on zero-order kinetics was developed for the first stage of the process in the case of 10% TS. The model was validated by comparing the theoretical and experimental values, resulting in a deviation of less than 20% in 73% of the cases, indicating that the model predicts satisfactorily the generation of methane under the conditions studied.

Español; castellano. Se estudió la cinética de generación de metano a partir de la digestión anaeróbica de residuos or- gánicos de una microcervecería. En particular se analizó el efecto de la temperatura y concentración de sólidos totales (TS) en ensayos realizados en un digestor anaeróbico batch. Los experimentos fueron llevados a cabo con contenidos iniciales de TS de 3%, 6% y 10% a una temperatura de diges- tión de 30°C, y por otro lado a temperaturas de 20, 30 y 40°C con 6% de TS. Los resultados indicaron que la temperatura no incide en el metano total generado a un 6% de TS, pero sí afecta la velocidad inicial de generación, aumentando ésta a mayor temperatura. La concentración de TS incidió en el volumen total de metano generado, el que aumentó a mayores TS dada la mayor disponibilidad de sustrato y además en la velocidad inicial de generación, obteniéndose valores inferiores para altas concentraciones de TS, indicando inhibición de la reacción a altas concentraciones. A partir de los datos experimentales se aplicó un modelo cinético que considera la disponibilidad de sustrato como factor limitante para la generación de biogás y supone que se logra máxima generación de metano inmediatamente después de iniciado cada experimento. Se desarrolló además un modelo basado en una cinética de orden 0 para la primera etapa del proceso para el caso de 10% de TS. El modelo fue validado comparando los valores teóricos con valores experimentales obteniéndose una desviación menor al 20% en un 73% de los casos, indicando que el modelo predice satisfactoriamente la generación de metano bajo las condiciones estudiadas.