Modelación de la generación de metano a partir de suero lácteo y excreta de ganado en codigestión anaerobia

Introduction: the production of biogas is a sustainable alternative for the energy use of organic waste. This investigation presents the study and modeling of biogas production, generated by the co-digestion of livestock excreta and cheese whey. Method: Anaerobic Digestion (DA) experiments were carried out, using hermetic reactors, at room temperature monitored for 75 consecutive days based on the biochemical methane potential (BMP) method. The logistic models were used: exponential maximum growth, Gompertz and Richards modified to represent the kinetics of the methane production phenomenon. Results and discussions: the maximum methane production rate, the duration of the lag phase, and the accumulated methane production potential were determined. The residual sum of squares and the correlation coefficient were compared to identify the mathematical model that best describes the phenomenon. It was found that there is a potential for the generation of biogas and the use of the residues experienced in this work in co-digestion. Conclusions: experimentation and mathematical modeling allowed to describe the phenomenon of biogas production, with residues from the dairy industry and livestock systems. The results of the research show the potential to incentivize energy production in the regional agricultural sector, based on DA technology, taking advantage of the dairy industry waste under the concept of circular economy.
Resumen Introducción: la producción de biogás es una alternativa sostenible para el aprovechamiento energético de los residuos orgánicos. Esta investigación presenta el estudio y modelación de la producción de biogás, generada por la codigestión de excreta de vaca y suero de leche. Método: se realizaron experimentos de Digestión Anaerobia (DA), utilizando reactores herméticos, a temperatura ambiente monitoreados por 75 días consecutivos con base en el método de potencial bioquímico de metano (BMP). Se utilizaron los modelos logísticos: exponencial de crecimiento máximo Gompertz y Richards modificados para representar la cinética del fenómeno de producción de metano. Resultados y discusiones: se determinó la tasa máxima de producción de metano, la duración de la fase lag, y el potencial de producción de metano acumulado. Se comparó la suma de cuadrados residual y el coeficiente de correlación para identificar el modelo matemático que mejor describe el fenómeno. Se encontró que existe un potencial para la generación de biogás y el aprovechamiento de los residuos experimentados en codigestión. Conclusiones: la experimentación y modelación matemática permitió describir el fenómeno de la producción de biogás, con residuos de la industria láctea y de los sistemas pecuarios. Los resultados de la investigación presentan el potencial de incentivar la producción de energía, en el sector agropecuario regional, a partir de la tecnología DA aprovechando los residuos de la industria láctea bajo el concepto de economía circular.