Producción de biogás a partir de la digestión anaeróbica de residuos de descarne de la piel de paiche (Araima gigas)

Abstract

La descomposición de residuos sólidos orgánicos en rellenos sanitarios o botaderos libera gases de efecto invernadero, por lo que su valorización energética representa un aporte significativo a la sostenibilidad ambiental. Además, las energías renovables desempeñan un papel fundamental en la mitigación del cambio climático. En la presente tesis se evaluó la producción de biogás a partir de residuos del descarne de pieles de Paiche (Arapaima gigas), obtenidos del proceso de curtido en el CITEccal – Lima. Se planteo la hipótesis de que este residuo, presenta un rendimiento de biogás superior al de otro residuo pesquero, reportados en la bibliografía revisada.

Inicialmente, se realizó un análisis químico proximal para determinar la composición fisicoquímica del residuo. Posteriormente, se llevó a cabo la biodigestión anaeróbica en diferentes porcentajes de dilución de este residuo, junto con el inóculo del laboratorio de biogás del ITP, utilizando biodigestores tipo batch con agitadores continuos y siguiendo el Estandar Aleman VDI 4630 (2016). Los experimentos concluyeron a los 57 días, mostrando que las muestras de residuos diluidas al 12,5% y 25% lograron rendimientos de biogás de 384,75 Ln/K𝑔 y 337,48 Ln/K𝑔 SV respectivamente, siendo valores muy cercanos al valor de 400,00 Ln/K𝑔 SV (residuos de la piel de Tilapia); valor planteado en la hipótesis.

Finalmente, se analizó el comportamiento temporal de la producción acumulada de biogás mediante modelos dinámicos. El modelo de Gompertz modificado presentó un mejor ajuste comparado con el modelo de Primer Orden, probablemente debido a la ausencia de producción de biogás en los primeros días y al comportamiento sigmoideo, posiblemente influido por sustancias inhibidoras.

The decomposition of organic solid waste in landfills or dumps releases greenhouse gases, so their energy recovery represents a significant contribution to environmental sustainability. In addition, renewable energies play a fundamental role in climate change mitigation. This thesis evaluated the production of biogas from the waste of Paiche (Arapaima gigas) skin fleshing, obtained from the tanning process at CITEccal - Lima. It was hypothesized that this waste has a higher biogas yield than other fishery waste reported in the literature. Initially, a proximate chemical analysis was carried out to determine the physicochemical composition of the waste. Subsequently, anaerobic biodigestion was carried out at different dilution percentages of this waste, together with the inoculum from the ITP biogas laboratory, using batch type biodigesters with continuous stirrers and following the German Standard VDI 4630 (2016). The experiments concluded after 57 days, showing that the waste samples diluted at 12.5% and 25% achieved biogas yields of 384.75 Ln/Kg SV and 337.48 Ln/Kg SV respectively, being values very close to the value of 400.00 Ln/Kg SV (Tilapia skin waste); value raised in the hypothesis. Finally, the temporal behavior of cumulative biogas production was analyzed using dynamic models. The modified Gompertz model presented a better fit compared to the First Order model, probably due to the absence of biogas production in the first days and the sigmoidal behavior, possibly influenced by inhibitory substances.