UNIV UN IVER ERSI SIDAD DAD NACIONA NACIONA L A GR GRA A RI RIA A L A MO MOL L IN INA A FACULTAD DE CIENCIAS DEPA DEP A RTAMENTO DE DE BIOLOGIA B IOLOGIA
REVA L ORI REVA ORIZA ZACIO CION N DE RESID RESIDUOS UOS AGROINDUSTRIA A GROINDUSTRIAL L ES PARA PA RA L A PRODUCCION DE BIOLES DE SEGUND SEG UNDA A GEN GENERA ERACIO CION N Blgo. Bl go. Juan Ju an G. G. Ju Jusc sca amaita Mor Morale aless Laboratorio de Biotecnologia Biotecnolo gia Ambiental Ambiental j jjj m @l am amo o l i n a.ed a.edu u .p .pe e
La Molina,2011
SUBPRODUCTOS PARA AL A L IMENTACION HUMANA
SUBPRODUCT SUBPRODUCTOS OS PARA SUBPRODUCTOS AL A L IMENTACION ANIMAL A NIMAL
DEL RESIDUO AL A L
RECURSO
COMPOSTAJ E BIOGAS
VALORIZACION ENERGETICA BIODIESEL
FERMENTACION CON MICROORGANISMOS BIOPROTECTORES
SUBPRODUCTOS PARA AL A L IMENTACION HUMANA
SUBPRODUCT SUBPRODUCTOS OS PARA SUBPRODUCTOS AL A L IMENTACION ANIMAL A NIMAL
DEL RESIDUO AL A L
RECURSO
COMPOSTAJ E BIOGAS
VALORIZACION ENERGETICA BIODIESEL
FERMENTACION CON MICROORGANISMOS BIOPROTECTORES
Clasificaci ó n d e los lo ESIIDUOS l os RES agro groin indus dustr tria iale less se seg g ú n su groi gr oind ndus ustr composici ó n nutritiv nutri tiva a. Recursos
ricos en nitrógeno
Recursos
energéticos:
Grupo
1: Subproductos ricos en carbohidratos estructurales y de bajo contenido en nitrógeno. nitrógeno. Grupo
2: Subproductos ricos en carbohidratos estructurales y en nitrógeno. Grupo
3: Subproductos de bajo contenido en carbohidratos estructurales y en nitrógeno nitrógeno..
Grupo
4: Subproductos de bajo contenido en carbohidratos estructurales y ricos en nitrógeno. Grupo
5: Subproductos ricos en lípidos (grasas).
Residuos de la Agroindustria • En general constituyen una abundante oferta. • Tiene un componente estacional en la mayoría de los casos han sufrido algún pre - proceso o acondicionamiento.
Tomate rojo , crudo Valor nutricional por cada 100g
Energía
20 kcaL
Carbohidratos
4g
- Azúcares
2.6 g
-Grasas
0.2 g
-Proteínas
1g
- Agua
95 g
-Vitamina C 13 mg
22%
MERMA DE LA COSECHA DE TOMATES PARA HACER BIOFERTITOMATE
RESIDUOS VEGETALES DIVERSOS RICOS EN CARBOHIDRADOS
RESIDUOS VEGETALES DIVERSOS RICOS EN CARBOHIDRADOS SOLUBLES Del procesado de 100 kilos de uva se generan unos 25 kilos de desechos, de los que el 50% son pieles de uva, el 25% tallos y el 25% restante semillas.
REVALORIZACION DE EFLUENTES DE LA INDUSTRIA CERVECERA DESESTABILIZACION DE COLOIDES
Sobrenadante para Biofertilizanante
EFLUENTE DE CERVECERICA
Levadura concentrada para alimento
Muchos mas residuos: o La pulpa y los residuos del cultivo del Café incluyendo las aguas de lavado. o Los residuos del cultivo y procesamiento del Arro z (la Cascarilla y la paja). o El Bagazo de la Caña de Azúcar. o Los residuos de la extracción del aceite palma o Residuos del cultivo de la Yuca.
RESIDUOS DE COSECHA Y PROCESAMIENTO DE PAPA PARA FERTILIZANTE Y ALIMENTO DE ANIMALES
REVALORIZACION DE RESIDUOS EN LA INDUSTRIA DE HIDROBIOLOGICOS
RICA FUENTE DE NUTRIENTES PARA LA PRODUCCION DE FERTILIZANES ORGANICOS
INDUSTRIA DE HARINA DE PESCADO
Engraulis ringens ANCHOVETA
RESIDUOS HIDROBIOLOGICOS
PROCESO FERMENTATIVO CON MICROORGANISMOS
GRAS
FERTILIZANTE
La Pesca Industrial
HARINA Y ACEITE DE PESCADO
Congelado Enlatado Curado
GENERAN RESIDUOS
MERCADOS DIVEROS Y SUS RESIDUOS
CULTIVO DE CONCHAS DE ABANICO Y SUS RESIDUOS
BIOFOULING Algas
Poliquetos
Choritos
Ciona
Cangrejos Caracterización del Biofouling
INDUSTRIA PESQUERA RESIDUOS:
Pieles, tejido muscular, huesos, cabeza, cola Usos: Harina de residuos Biodiesel Fertilizante liquido
FERTILIZANTE DE RESIDUOS DE PESCADO
QUEMA DE RESIDUOS DE POTA Km. 3.5 Carretera Paita Sullana
FUENTE: Diario El Comerci o
FERTILIZANTE A PARTIR DE RESIDUOS DE POTA
FERTIGIGAS
PUCALLPA
+CONSORCIO MICROBIANO GRAS + FUENTE DE CARBONO
FERTILIZANTE DE PESCADO
RESIDUOS DE LA ACUICULTURA PARA LA PRODUCCION DE BIOFERTILIZANATES
REVALORIZACION DE RESIDUOS EN LA INDUSTRIA DE AVICOLA
INDUSTRIA AVICOLA 0.05% (15 pollos muertos/día)
Con una Producción de 30.000 Poll os/día.
160 grs. de plum as por pollo.
0.065 lts sangre por pollo.
145 grs. vísceras por pollo
Se desecha 50% de las patas. (30.000/día)
Se desecha 50% de las cabezas. (15.000 /día)
La Organización Mundial de la Salud (OMS) calcula que para el 2015 habrá aproximadamente 2300 millones de adultos con sobrepeso y más de 700 millones con obesidad.*
En Lima y Callao ( MINAG,2010) 1999 Producción de pollo 80´100,200 unidades 2010 Producción de pollo 196´808,788 unidades
Para solucionar el problema: Desarrollar fuentes alternas de combustibles que sean compatibles con el medio ambiente
COMPOSICION QUIMICA DE VISCERAS DE POLLO Agua
63.6%
Proteína
11.63%
Lípidos
23.66%
Cenizas
1.1%
Grasa de pollo, sub producto que se puede obtener de los mataderos y de las industrias alimentarías de carne de pollo y de otras aves
El tejido adiposo
70 a un 75 % de grasa, 20 a 25 % de agua y 6 a 7 % de proteína, Carden et al.(1981)
El biodiesel es uno de los combustibles biodegradables, renovables que pueden ser producidos de manera doméstica e industrial. Como alternativa, permite reducir la dependencia de combustibles fósiles, además de representar una opción para que los países se diversifiquen de acuerdo con sus recursos naturales, pues puede obtenerse de diferentes medios, como aceites de palma, de soya, de girasol, de maíz, aceites usados, grasa animal, entre otros. Aportar soluciones para enfrentar la contaminación ambiental, ofrecer alternativas energéticas limpias y beneficios para la salud, se plantea utilizar grasa animal (sebo bovino, cerdo, aves) como fuente para producir biodiesel.
Biodiesel
INDUSTRIA AVICOLA: Residuo: TRIPAS DE POLLO
Pozo de bombeo de víceras.
Uso: +Biodiesel +Fertilizante
FERTILIZANTE y BIODIESEL DE TRIPAS DE POLLO
Proceso hidrolítico
Biodiesel y glicerol
Biofertilizante
Desechos de la producción de huevos
BIOFERTILIZANTE
REVALORIZACION DE RESIDUOS EN LA INDUSTRIA DE LACTEOS
RESIDUOS DE LA INDUSTRIA LACTEA
Características del suero lácteo fresco
INDUSTRIA LACTEA Residuo : Suero lácteo
Fermentación alcohólica Fermentación láctica Alimento enriquecido con probiòticos Fertilizante lacteo : LACTOFER
REVALORIZACION DE RESIDUOS EN LA INDUSTRIA DEL ETANOL
DESAFIO TECNOLOGICO: Del efluente al subproducto Valorizar la vinaza como FERTILIZANTE
El principal reto de los investigadores es que desde la academia, con la participación de las empresas, algunos residuos no se conciban como contaminantes sino como oportunidades de investigación y de negocio generando valor agregado. La vinaza, de contaminante a fertili zante Estas sustancias, consideradas altamente contaminantes, se podrán utilizar como fertilizantes a muy bajo precio. Su efectividad biológica y su economía son calculadas en casi un cien por ciento.
REVALORIZACION DE RESIDUOS EN LA INDUSTRIA CARNICA
INDUSTR INDU STRIA IA CA CARNIC RNICA A Los re residuo siduoss de las industrias indus trias cárnicas cárnicas están están formados fo rmados por los efluente fluentess procede pro cedentes ntes de las salas salas de d e sacr sacrifi ifici cio, o, sangr sangre e, tripería tri pería,, vaciado de panzas panzas y aguas de lavado de establos . El volumen producido varía considerablemente y depende de la importancia de la instalación, del modo de explotación y del tamaño de las reses sacrificadas (Seoánez. 2002). La sangre es un valioso subproducto debido a su valor nutricional. Cuantitativamente, y en términos generales, corresponde al 7% del peso en vivo v ivo de un animal. animal. Se obtiene de 4 a 6 litros litr os de sangr sangre e por ce c erdo rdo,, y de 20 a 35 lilitr tros os para ani animales males mayores mayor es
INDUSTRIA DE LA CARNE
Tabla 1. Composición química aproximada de sangre (g/100 g porción comestible)
Sangre
Agu a
Proteína*
Grasa
Carbohidratos
80.5
17.3
0.13
0.065
Energía (KJ) 335
(vacuno) * 1.2g globulinas, 2.3g de albuminas albuminas y 13.8g de hemoglobinas
Consumo de agua de lavado, los procesos
de desangrado y evisceración, que en definitiva son los efluentes o desperdicios de los ma m atade taderos ros : 500 litros por cabeza de bovino, equino y porcino porcin o y100 y100 litro litross por ovino ov ino y ca c aprino
PRODUCCION DE FERTILIZANTES A PARTIR DE SANGRE FERTILIZANTE DE SANGRE: •
HEMO BIOL
•
FERTI HEM
APROVECHAMIENTO DE CUERNOS Y CASCOS DE VACUNOS
•FERTILIZANTE RICO EN
NITROGENO ORGANICO
PROBLEMÁTICA DE LOS ESTABLOS
Moscas Gases: Sulfuro de hidrógeno, metano, amonio, cadeverina, putrescina
PRODUCCION ACELERADA DE BIOLES USANDO EXCRETAS FRESCAS DE VACUNO
An á lis is f is ic o q u í m ic o s d e l Fa s t b io i o l 2 0 y o t r o s b io le s
CARACTERIZACIÓ N DEL FAST BIOL 20
Re s u lt a d o s d e l a n á lis i s m ic r o b io ló g ic o s d e l a s e x cr e t a s f r e s c a s y d e l Fa s t b i o l 2 0
No t a : lo s v a lo r e s d e 3 y d e 1 0 in d ic a n a u s e n c i a d e l m ic r o o r g a n i s m o / ND: No d e t e r m in a d o F (1 ) La b r i o d e Ec o l o g í a Mi c r o b i a n a M i n o T a b
INDUSTRIA DE LA CRIANZA DE CUYES Granja de Cuyes de Cieneguilla de la UNALM, ya que ésta alberga una población considerable de estos animales, 15 000 ejemplares en promedio, que generan 495 Kg de excretas al día aproximadamente, las cuales son dispuestas al aire libre en zonas establecidas para su acumulación, y luego son vendidas (S/.70,00/Tn) o intercambiadas por forraje. La acumulación de las excretas genera la aparición de moscas y malos olores. Composición química de excreta de cuyes adultos alimentados con diferentes forrajes más un alimento balanceado
Fuente: Saravia et al., 1992a. citado por Chauca, 1997
PROBLEMÁTICA DE EXCRETAS EN UNA GRANJAS DE CUYES PRODUCCION DE FERTILIZANTE A PARTIR DE EXCRETAS DE CUY
DE LOS RESIDUOS DEL BENEFICIO TAMBIEN SE GENERAN BIOFERTILIZANTES
FERTICUY
Problemática de las granjas de cerdos:
Excretas y purines
FERTILIZANTE DE EXCRETAS DE CERDO
BIOSOL
BIOL
ACELERADORES EN LA PRODUCCION DE COMPOST CON DIVERSAS MATERIAS PRIMAS DE LA AGROINDUSTRIA
Fertilizanes de Sangre y Pescado como ACELERADORES DE COMPOSTAJE
COMPOST CERNIDO Y EMPACADO
Pilas en planta de compostaje Antamina
“ Evaluaci ó n de tres diferentes tipos de sustratos (bagacillo, aserr ín e ichu picado) (Residuos org ánicos del comedor)
Conformación de pila 3 (residuos orgánicos + ichu picado)
El área de estudio de esta investigación está ubic ado en la planta de compo staje del Departamento de Medio Ambi ente de la Cia. Minera Antamina, loc alizada en la provincia de San Marcos - Región Ancash a unos 473 km al noreste de Lim a
Etapa experimental Evaluación de los BIOLES DE II-G en ensayos en invernadero Biofertilizantes - IIG Regado c/ los biofertilizantes (tercera semana)
Regado c/ los biofertilizantes (segunda semana)
BIOLES II - G Estos bioles son productos de fermentación homoláctica (bacterias “amistosas”), generados en muy corto tiempo (3 a 5 días), no productores de gases de efecto invernadero, pH bajo ( pH 3.4 ‐ 4), rico en macro y micro nutrientes, bastante estable, con presencia de ácidos orgánicos (Ej. Acido láctico), bacteriocinas y otros productos beneficiosos. La producción de BIOLES DE II‐G son abonos orgánicos líquidos fermentados y constituye una alternativa excelente viable frente al uso de fertilizantes químicos en todos los ámbitos, agricultura convencional y orgánica. Se necesita baja inversión económica para la instalación y funcionamiento. Se adecua a los bioles de biodigestores industriales o familiares y apoya grandemente en la minimización de impacto ambiental.
Biodigestores artesanales Tesis Biólogo: “Efecto de factores físico‐químicos sobre las poblaciones microbianas mesófilas nativas provenientes de biodigestores artesanales” Catherine Coronado. UNALM-CIP
Cosecha de bioles de los biodigestores
PRODUCCION DE BIOGAS
GEOMEMBRANA BIODIGESTOR El biodigestor está fabricado con mangas de geomembrana de PVC con tratamiento anti UV. El biogás generado puede abastecer las necesidades energéticas doméstic as. Así también, el biol y bios ol se pueden emplear para abonar culti vos
Componentes del biogás :
GRANDES BIODIGESTORES TARAPOTO
USO DE BIOLES DE SEGUNDA GENERACION
Nutrientes para microalgas oleaginosas como fuente para la producción de biodiesel
Esquema mostrando el proceso de producción de biodiesel a partir de algas eucariotas. El alga se crece en fotobiorreactores, transformando el CO 2 en biomasa gracias a la luz. Posteriormente se recogen y se lisan. Las grasas se separan del resto de componentes celulares mediante una extracción con solventes orgánicos. Después de evaporar los solventes, las grasas son transformadas en biodiesel.
PRODUCCION DE MICROALGAS PARA PROTEINAS Y BIODIESEL USANDO FERTILIZANTES LIQUIDOS DE VACUNOS
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION
USO DE BioLac EN AGUAS RESIDUALES Y RESIDUOS SOLIDOS EN UNA GRANJA DE CERDO PARA LA PRODUCCION DE BIOFERTILIZANTES
Análisis Microbiológicos * Coliformes Fecales * Coliformes Totales
Materiales Utilizados •Fuente de carbono de fácil uso • Cilindro de 20 L. •Inocluantes BioLac •pHmetro • Ambiente Temperado
1-. Agua del Día + Excretas. Muestras : 20 litros.
2-. Excretas del mismo Día
3-. Agua Externa de poza la cual contenía Agua + Excretas.
Control ( Agua del Día + Excretas) Coliformes Totales (NMP / 100 mL)
16 x 107
Coliformes Fecales (NMP / 100 mL)
22 x 106
Control ( Excretas ) Coliformes Totales (NMP / 100 mL) Coliformes Fecales (NMP / 100 mL)
11 x 107
70 x 104
Control ( Agua Externa de poza + Excretas ) Coliformes Totales (NMP / 100 mL)
Coliformes Fecales (NMP / 100 mL)
35 x 104
33 x 102
5
DIAS DESPUES
Usando B-Lac ( Agua del Día + Excretas) Excretas de porcino + agua (interior) A
B
C
Coliformes Totales (NMP / 100 mL)
< 1.8
< 1.8
< 1.8
Coliformes Fecales (NMP / 100 mL)
< 1.8
< 1.8
< 1.8
Usando Bio Lac ( Excretas ) Excretas de porcino (sólido) C Coliformes Totales (NMP / 100 mL)
4
Coliformes Fecales (NMP / 100 mL)
<3
Usando Bio Lac ( Agua Externa de poza + Excretas ) Excretas de porcino + agua (exterior) A
B
C
Coliformes Totales (NMP / 100 mL)
< 1.8
< 1.8
< 1.8
Coliformes Fecales (NMP / 100 mL)
< 1.8
< 1.8
< 1.8
BIOLES La producción de abonos líquidos fermentados, denominados bioles, constituye una alternativa viable frente al uso de fertilizantes químicos en las poblaciones rurales debido al constante suministro de insumos como estiércol de diversos animales domésticos y rastrojos de cosechas, una baja inversión económica para la instalación y funcionamiento de sistemas de procesamiento de materias primas y la generación de un mínimo impacto ambiental.
Producci ó n de bioles
Biogás Biol Biosol
INSUMOS PARA LA BIODIGESTION
Etapas de digestión anaeróbica 1. Hidrólisis y acidogénesis Polisacáridos Polipéptidos Lípidos
Azúcares simples Péptidos y aa Ác. grasos y glicerol
Ácidos orgánicos (acético, propiónico, etc.) Consumo de O2 disuelto en el medio 2. Acetogénesis y homoacetogénesis Acetato, H y CO Acetato a partir de H y CO ₂
₂
₂
3.Metanogénesis CH
₄
₂
Tabla 1: Diseño de los tratamientos para los biodigestores ubicados en el CIP – Huancayo. Huancayo.
Revisión bibliográfica de tra trtratamientos atamientos tamientos emple mpl eados con mayor frecuencia por el MINAG, ONG’s y agricul gri cultor tore es de cada cada zona on a estud st udiada iada Fuente de N Fuenteest de N
Fuente de Fuente de C de microorganismos uso inmediato y NPK orgánico inorgánico Tabla 2: Diseño de los tratamientos para los biodigestores ubicados en el CIP – Lima. Lima.
Biodigestores artesanales Tesis Biólogo: “Efecto de factores físico‐químicos sobre las poblaciones microbianas mesófilas nativas provenientes Catherine ne Coro nado. UNALM-CIP UNALM-CIP de biodigestores artesanales” Catheri
Cosecha de bioles de los biodigestores
PRODUCCION DE BIOGAS
GEOMEMBRANA BIODIGESTOR El biodigestor está fabricado con mangas de geomembrana de PVC con tratamiento anti UV. El biogás generado puede abastecer las necesidades energéticas doméstic as. Así también, el biol y bios ol se pueden emplear para abonar culti vos
Componentes del biogás :
GRANDES BIODIGESTORES TARAPOTO
COMPOSICION QUIMICA DE ALGUNOS BIOLES
