modelos cineticos en la digestion anaerobia
Páginas: 15 (3622 palabras)
Publicado: 10 de septiembre de 2013
MODELOS CINETICOS EN LA DIGESTION ANAEROBIA
J. A. Lobos
Universidad Católica de Valparaíso
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil Bioquímica.
Resumen
El siguiente trabajo corresponde a un estado del arte del tema de la modelación cinética en la digestión anerobia.
En el se presentan los distintos modelos cinéticos que se encuentran en laliteratura para cada una de las etapas en las que se puede clasificar este tipo de procesos : Hidrólisis, fermentación, acetogenesis y metanogenesis.
Así mismo se discuten las bases para la generación de un modelo cinético considerando los balances de materia tanto para componentes metabólicos como poblaciones bacterianas.
Se considera también los limitaciones termodinamicas de las etapa deacetogenesis presentándose modelos que incluyen la influencia de ellas en las cinéticas de crecimiento.
INTRODUCCION
Los procesos de digestión anerobia son ampliamente utilizados en la actualidad con el objetivo de minimizar la carga contaminante tanto de residuos líquidos como sólidos.
El gran interés despertado por este tipo de procesos, frente a otros de naturaleza biológica, comoson los de tratamiento aerobio, radica en ciertas ventajas especialmente importantes cuando se desea seleccionar un tipo de tratamiento. Entre estas se puede mencionar la menor producción de biomasa celular o lodos, minimizando los costos de tratamiento y disposición de ellos, la disminución de los inputs energéticos, la producción de una mezcla gaseosa o biogas con un valor energético considerabley por ultimo, su especial aplicación a residuos con alta concentración de materia orgánica, gracias a las elevadas concentraciones celulares que pueden ser logradas en las variadas configuraciones de reactores empleadas en estos tratamientos.
No obstante lo anterior el sistema es bastante sensible a las distintas perturbaciones que puedan presentarse, por ejemplo aumento en las cargas orgánicasalimentadas a los reactores, variación del pH, acumulación de compuestos intermediarios y otras. De esta forma un sistema operando en condiciones reales, donde este tipo de perturbaciones son comunes, es inestable y un estricto control sobre el debe de efectuarse para mantener la operación continua del reactor. Hasta el día de hoy este control ha sido principalmente efectuado en base alconocimiento empírico alcanzado.
Es así que resulta muy interesante el abocar esfuerzos a desarrollar modelos dinámicos que consideren el comportamiento de las principales variables del sistema y que permitan desarrollar un control automático sobre este tipo de procesos.
Dentro de los modelos que pueden ser desarrollados son de mucho interés los de tipo cinético ya que no solo permiten establecerestrategias de control, sino también alcanzar un grado de conocimiento mucho mayor de la forma en la cual es desarrollado el proceso de digestión del residuo, teniendo principalmente en cuenta las relaciones celulares que establecen la principales poblaciones microbianas presentes en el proceso y la cinética particular de cada una de estas poblaciones.
En el caso de la digestión anerobia el construirun modelo cinético requiere del conocimiento de las distintas etapas metabólicas que son desarrolladas , identificando los principales componentes de este metabolismo, y clasificando de alguna manera adecuada las principales poblaciones celulares involucradas.
El siguiente trabajo tiene por objetivo el mostrar las diversas consideraciones que se encuentran en la literatura para la obtención deun modelo cinético en la digestión anaerobia y por supuesto sentar las bases principales en las cuales estos modelos deben ser desarrollados.
FUNDAMENTOS :
METABOLISMO DE LA DIGESTION ANAEROBIA (Soubes,1994):
El proceso de digestión anaerobia puede ser dividido principalmente en cuatro etapas, la hidrólisis de macromoléculas, la fermentación de los monomeros generados en la hidrólisis, la...
MODELOS CINETICOS EN LA DIGESTION ANAEROBIA
J. A. Lobos
Universidad Católica de Valparaíso
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil Bioquímica.
Resumen
El siguiente trabajo corresponde a un estado del arte del tema de la modelación cinética en la digestión anerobia.
En el se presentan los distintos modelos cinéticos que se encuentran en laliteratura para cada una de las etapas en las que se puede clasificar este tipo de procesos : Hidrólisis, fermentación, acetogenesis y metanogenesis.
Así mismo se discuten las bases para la generación de un modelo cinético considerando los balances de materia tanto para componentes metabólicos como poblaciones bacterianas.
Se considera también los limitaciones termodinamicas de las etapa deacetogenesis presentándose modelos que incluyen la influencia de ellas en las cinéticas de crecimiento.
INTRODUCCION
Los procesos de digestión anerobia son ampliamente utilizados en la actualidad con el objetivo de minimizar la carga contaminante tanto de residuos líquidos como sólidos.
El gran interés despertado por este tipo de procesos, frente a otros de naturaleza biológica, comoson los de tratamiento aerobio, radica en ciertas ventajas especialmente importantes cuando se desea seleccionar un tipo de tratamiento. Entre estas se puede mencionar la menor producción de biomasa celular o lodos, minimizando los costos de tratamiento y disposición de ellos, la disminución de los inputs energéticos, la producción de una mezcla gaseosa o biogas con un valor energético considerabley por ultimo, su especial aplicación a residuos con alta concentración de materia orgánica, gracias a las elevadas concentraciones celulares que pueden ser logradas en las variadas configuraciones de reactores empleadas en estos tratamientos.
No obstante lo anterior el sistema es bastante sensible a las distintas perturbaciones que puedan presentarse, por ejemplo aumento en las cargas orgánicasalimentadas a los reactores, variación del pH, acumulación de compuestos intermediarios y otras. De esta forma un sistema operando en condiciones reales, donde este tipo de perturbaciones son comunes, es inestable y un estricto control sobre el debe de efectuarse para mantener la operación continua del reactor. Hasta el día de hoy este control ha sido principalmente efectuado en base alconocimiento empírico alcanzado.
Es así que resulta muy interesante el abocar esfuerzos a desarrollar modelos dinámicos que consideren el comportamiento de las principales variables del sistema y que permitan desarrollar un control automático sobre este tipo de procesos.
Dentro de los modelos que pueden ser desarrollados son de mucho interés los de tipo cinético ya que no solo permiten establecerestrategias de control, sino también alcanzar un grado de conocimiento mucho mayor de la forma en la cual es desarrollado el proceso de digestión del residuo, teniendo principalmente en cuenta las relaciones celulares que establecen la principales poblaciones microbianas presentes en el proceso y la cinética particular de cada una de estas poblaciones.
En el caso de la digestión anerobia el construirun modelo cinético requiere del conocimiento de las distintas etapas metabólicas que son desarrolladas , identificando los principales componentes de este metabolismo, y clasificando de alguna manera adecuada las principales poblaciones celulares involucradas.
El siguiente trabajo tiene por objetivo el mostrar las diversas consideraciones que se encuentran en la literatura para la obtención deun modelo cinético en la digestión anaerobia y por supuesto sentar las bases principales en las cuales estos modelos deben ser desarrollados.
FUNDAMENTOS :
METABOLISMO DE LA DIGESTION ANAEROBIA (Soubes,1994):
El proceso de digestión anaerobia puede ser dividido principalmente en cuatro etapas, la hidrólisis de macromoléculas, la fermentación de los monomeros generados en la hidrólisis, la...
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