Bio-reactores: optimización de la reacción inhibida

Abstract

La competitividad de la fermentación anaeróbica de residuos orgánicos para producir combustibles gaseosos de bajo impacto ambiental ha sido extensamente tratada en la literatura. No obstante el gran número de bio-reactores en servicio –la mayoría de ellos en módulos familiares en países asiáticos- no existen registros de procedimientos de diseño fundados en la optimización de la concentración de sustrato o dinámica de fermentación utilizados. El artículo propone un algoritmo de cálculo de concentración óptima basado en una seudolinealización de la reacción. En adición a la inhibición por concentración de sustrato, el algoritmo incorpora el decaimiento de crecimiento bacteriano por variaciones de temperatura y acidez de la solución. Se exhiben salidas del programa digital implementado para una aplicación paramétrica con datos básicos del bio-reactor piloto de la UTN Confluencia combinados con un rango de constantes de crecimiento e inhibición.

The competitiveness of the anaerobic fermentation of organic waste as source of low-environmental-impact gaseous fuels has been extensively treated in the literature. Notwithstanding the large amount of bioreactors in operation nowadays –most of them implemented on family-size basis in Asian countries- there are so far no records of reactor-design procedures founded on the applied substrate concentration or fermentation dynamics optimization. A pseudo-linearization of the reaction is introduced in this work to define an optimum-concentration figure. In addition to substrate-concentration inhibition, the impact of changes in the solution’s temperature and acidity on culture growth are as well represented. Outputs of the algorithm’s digital implementation for a parametric application with the UTN Confluencia pilot-plant basic data and a range of growth and inhibition constants, are exhibited.