Potencial Energético del Sustrato Hidrolizado de Broza de Páprika (Capsicum Annuum) y Estiércol Bovino Mediante Digestión Anaerobia Metanogénica en un Sistema Hptc-Rm

Abstract

En la etapa de cosecha, la actividad de desbroce en cultivos de ají páprika (Capsicum annuum L. var longum) deja broza que es quemada provocando contaminación ambiental, el presente trabajo de investigación demuestra que es posible utilizar la broza de páprika (BP) y estiércol bovino (EB) para la elaboración de un sustrato hidrolizado (SH) como insumo para la generación de biogás mediada por digestión anaerobia (DA) en un sistema Rottaler Modell (RM) de alta eficiencia y temperatura controlada (HPTC) (High Performance and Temperature Controlled), para ello se caracterizó el material biológico con el objetivo de elaborar un sustrato (S) pretratado mediante digestión hidrolítica (DH) utilizando un diseño central compuesto, el S elaborado con agregados en estado de materia fresca (MF) a partir de los insumos caracterizados presentó una relación sustrato/inóculo (S) menor a 0.5 valor sugerido para evitar errores en los ensayos acorde a la norma alemana Verein Deutscher Ingenieure (VDI 4630). En los ensayos de metanización se utilizó lodos de siembra (LS) y efluente recirculante (ER) de la planta HPTC-RM del fundo de la Universidad Católica de Santa María (UCSM) ubicado en Majes, los ensayos se realizaron en reactores Batch Lab en un volumen de 500cm3 a una carga del 20% con un contenido de sólidos totales (ST) del 10%, el volumen de biogás se midió en un sistema MEDPOST 2015 y el metano (CH4) se cuantificó con un equipo Multitec 540 de Sewerin, a partir de los resultados optimizados se obtuvieron los parámetros reales de 5.60 para él %BP(ST) y 85.40 para él %ER generando 116.89 Ncm3 de biogás con una calidad del 75.60 %Vol de (CH4) en un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 17.38 días, el resultado estadístico fue un R-cuadrado ajustado igual a 72.12% (P<0.05) para la optimización de CH4 utilizando Statgraphics Centurión, la validación se realizó en un volumen de 5L generando 1232.37 Ncm3 de biogás con una calidad de 75.78%Vol de CH4 en un TRH de 17 días, en conclusión se obtuvo un potencial energético (PE) de 9603.69 Kj/h con un rendimiento en relación a la metanización de los sólidos volátiles (SV) del SH de 10.0280 Ncm3 de CH4/g*SVSH utilizando como modelo de estudio el escalamiento para la instalación de una planta HPTC-RM de 30m3 en el Fundo Pampa Baja pudiendo generar ingresos por la venta del fertilizante líquido y aprovechamiento del biogás, el análisis con indicadores económicos mostraron un Valor Actual Neto (VAN) de S/.8,437.55, una tasa interna de retorno (TIR) del 10% y un periodo de recuperación de la inversión (PRI) de 5 meses y 13 días a partir de una tasa del 0.08% con un flujo de caja proyectado a 6 meses. PALABRAS CLAVE: Broza de páprika, digestión anaerobia, HPTC-RM, sustrato hidrolizado, efluente recirculante, lodo de siembra, optimización, metanización y biogás.