Hidrolisis térmica de biomasa celular, separación y fermentación de productos

Abstract

Los lodos de depuradora son un residuo generado diariamente en grandes cantidades y que necesitan una gestión adecuada debido a sus potenciales peligros para la salud y el medioambiente. Aunque actualmente existen métodos para su gestión, éstos se centran en la estabilización, minimización y aprovechamiento energético mediante la producción de biogás, pero ignoran su gran potencial como recurso renovable. El lodo está compuesto por microorganismos, y, por ende, por biomoléculas, como proteínas, carbohidratos o ácidos húmicos. Todas ellas tienen un alto valor comercial debido a sus posibles aplicaciones. Para poder purificar estas biomoléculas es necesario acometer en primer lugar la rotura del lodo. Aunque existen multitud de técnicas de diferente naturaleza para ello, los tratamientos hidrotérmicos son una excelente alternativa. Estas técnicas se basan en la aplicación de altas temperaturas y presiones que permiten conseguir dos objetivos al mismo tiempo: la estabilización y minimización del lodo y la solubilización de sus componentes. Los tratamientos hidrotérmicos pueden llevarse a cabo en atmósferas inertes, denominándose hidrólisis térmica y produciendo reacciones de hidrólisis que llevan a la rotura de las células y la liberación de los componentes intracelulares; o en atmósferas oxidantes, denominándose oxidación húmeda y presentando reacciones hidrolíticas y de oxidación, que transforman los compuestos solubilizados en moléculas con grupos carboxilo, carbonilo, éter, hidroxilo, etc. Aunque la bibliografía proporciona información sobre los cambios que sufre el lodo, hasta ahora obviaba el potencial de estos tratamientos para generar hidrolizados que permitan recuperar las biomoléculas de interés. Por ello, esta tesis pretende explorar la posibilidad de recuperar las biomoléculas de interés presentes en los efluentes de la oxidación húmeda y de la hidrólisis térmica de lodos de depuradora. Debido al porcentaje del lodo que suponen los ácidos húmicos, su interferencia con algunos procesos de precipitación de y su baja biodegradabilidad, se estudió de forma específica su comportamiento durante los procesos de oxidación húmeda, buscando así ahondar en el conocimiento sobre el efecto de variables de operación como la temperatura, la presión o el pH de la disolución en la evolución de distintos parámetros de los ácidos húmicos y los productos que se generan a partir de ellos.