VIII International Symposium on Chemistry and Pharmaceutical Sciences

SIIQ

XIII Conference "Chemical Engineering: Development, potentials and challenges"

Effect of pretreatment with efficient microorganisms on anaerobic digestion of rice drying residue.

Abstract

In the central region of Cuba there is a high rice production concentrated in the Agroindustrial Grain Company "Sur del Jíbaro". During production process, large amounts of impurities are generated from rice drying, which have been studied to obtain biogas in co-digestion processes, however, the effect of pretreatments to improve methane yield has not been investigated. The objective of this research is to evaluate the effect of pretreatment and bioaugmentation with efficient microorganisms in anaerobic digestion of rice drying residue and the kinetics of methane production. Efficient microorganisms were used for pretreatment, with 1/100 dilution, in a ratio of 18 mL/g volatile solids of substrate for 48 hours, and for bioaugmentation, microorganisms were added directly to the reactors. Experimental data were fitted to four models of first and second order, for the description of kinetic behavior of the digestion process. The highest methane yield was obtained with pretreatment (366,3 L_N CH₄/ kg volatile solids), a 10 % higher than substrate without pretreatment, while with bioaugmentation there were no significant differences. The models explained between 97,63-99,93 % the improvement of cumulative methane yield obtained experimentally. The study shows that the use of efficient microorganisms is an attractive option to increase waste degradation in anaerobic digestion processes.

Resumen

En la región central de Cuba existe una elevada producción de arroz concentrada en la Empresa Agroindustrial de Granos “Sur del Jíbaro”. Durante el proceso productivo se generan grandes cantidades de impurezas del secado del arroz, las cuales han sido estudiadas para la obtención de biogás en procesos de codigestión, sin embargo, no se ha investigado el efecto de pretratamientos biológicos para mejorar el rendimiento de metano. El objetivo de esta investigación es evaluar el efecto del pretratamiento y la bioaumentación con microorganismos eficientes en la digestión anaerobia del residuo del secado y la cinética de la producción de metano. Para el pretratamiento se emplearon microorganismos eficientes con una dilución 1/100, en una relación 18 mL/g sólidos volátiles de sustrato durante 48 horas y para la bioaumentación se agregaron los microorganismos directamente a los reactores. Para la descripción del comportamiento cinético del proceso de la digestión, se ajustaron los datos experimentales a cuatro modelos de primer y segundo orden. El mayor rendimiento de metano se obtuvo con el pretratamiento (366,3 L_N CH₄/ kg sólidos volátiles), siendo un 10 % superior al sustrato sin pretratar, mientras que con la bioaumentación no hubo diferencias significativas. Los modelos explicaron entre 97,63-99,93 % la variabilidad del rendimiento de metano acumulado obtenido experimentalmente. El estudio demuestra que el uso de microorganismos eficientes constituye una opción atractiva para aumentar la degradación del residuo en procesos de digestión anaerobia.