Enzymatic hydrolysis of the Organic Fraction of Municipal Solid Waste
La legislació europea recent requereix la recollida selectiva i la gestió adequada de la fracció orgànica del residu sòlid municipal (FORM) En el marc del projecte europeu SCALIBUR (Horizon 2020, grant agreement No 817788), aquesta tesi avalua la valorització de la FORM en un escenari tipus biorefin...
| Autor: | |
|---|---|
| Formato: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Recursos: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:277568 |
| Acesso em linha: | https://ddd.uab.cat/record/277568 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | FORM FORSU OFMSW Biorefineria Biorrefinería Biorefinery Fermentació en estat sòlid Fermentación en estado sólido Solid-state fermentation Ciències Experimentals |
| Resumo: | La legislació europea recent requereix la recollida selectiva i la gestió adequada de la fracció orgànica del residu sòlid municipal (FORM) En el marc del projecte europeu SCALIBUR (Horizon 2020, grant agreement No 817788), aquesta tesi avalua la valorització de la FORM en un escenari tipus biorefineria basat en l'ús de la hidròlisi enzimàtica per obtenir components químics essencials que puguin ser utilitzats en processos fermentatius. En concret, l'estudi es centra en l'ús de la fermentació en estat sòlid (FES) com una tecnologia per produir biopesticides a partir de la fracció sòlida resultant d'una hidròlisi enzimàtica de la FORM per produir sucres reductors de baix pes molecular. En primer lloc, es va estudiar la hidròlisi enzimàtica utilitzant FORM de gran qualitat (baix contingut d'impropis). Es van optimitzar els paràmetres clau del procés utilitzant un còctel enzimàtic comercial y es va comparar amb un còctel enzimàtic produit dins el projecte SCALIBUR específic per a la FORM. A continuació, es va desenvolupar el procés de FES a escala laboratori (0,5 L) per produir Bacillus thuringiensis (Bt) a partir de l'hidrolitzat sòlid. Es van avaluar mètodes per controlar el pH, identificat com un paràmetre clau per al el desenvolupament del Bt. L'ús d'altres residus urbans com a cosubstrats va resultar una estratègia eficient per mantenir els valors de pH. L'efecte de l'ús de cosubstrats no estèrils en la temperatura del procés es va avaluar en bioreactors de 1.6 L. Les barreges que utilitzaven major quantitat de cosubstrats van mantenir més estable el pH i promoure el creixement del Bt, tot i que van assolir temperatures majors. Després, es va utilitzar un prototip (22 L) per validar l'estratègia utilitzant digestat de llots de depuradora i de FORM com a cosubstrats. A aquesta escala, la producció d'espores, associades a la activitat biopesticida, es va veure reduïda, però mantenint-se competitiva si es compara amb resultats publicats anteriorment. Per altra part, es va avaluar l'estratègia desenvolupada per al cas de l'hidrolitzat sòlid del projecte SCALIBUR en un reactor de 100 L i es van trobar dificultats causades per l'acumulació de calor i la contaminació microbiana. Per últim, es va dur a terme una avaluació preliminar de la proposta de biorefineria en termes econòmics per avaluar la seva viabilitat. Tot i produir bioproductes d'alt valor afegit, el cost dels enzims és un factor limitant. Es proposen configuracions alternatives per reduir el seu impacte, com la producció dels enzims a partir de residus. Aquesta tesi presenta un enfocament nou per a la valorització de la FORM, més enllà del compostatge i digestió anaeròbia, per tenir més alternatives tecnològiques per assolir el principi de sostenibilitat d'assegurat els recursos per a futures generacions. |
|---|