Mejora de la digestión anaeróbica de proteínas para procesadores de carne
por Dan McKeaton, Químico e I+D, Aquafix, Inc.
Resumen
Qwik-Zyme P es un producto biocatalizador diseñado para ayudar en la hidrólisis de proteínas complejas en aminoácidos libres. En este estudio, evaluamos el impacto de Qwik-Zyme P en la hidrólisis de proteínas avícolas mediante pruebas de absorción de oxígeno en muestras recogidas de un efluente de laguna anaeróbica, que entra en una cuenca de aireación. Un aumento de la tasa de absorción de oxígeno indica una mejora de las tasas de degradación aeróbica de las aguas residuales efluentes anaeróbicas. Como los sistemas anaeróbicos tienden a ser ineficaces en la degradación de proteínas, esperábamos que el efluente anaeróbico tuviera un alto contenido en proteínas. Esta prueba se realizó en dos ensayos (19-5/20, 26-5/28). Observamos un aumento en la magnitud de la pendiente de captación de oxígeno del 138% cuando calculamos la pendiente a partir de los puntos de datos medios en los dos ensayos.
Métodos
Antes de llevar a cabo este análisis final, realizamos diversas pruebas. El método incluido aquí representa el método final utilizado. Estas pruebas se realizaron por triplicado y se repitieron con dos conjuntos de muestras distintos para confirmar los resultados.
Muestra de efluente anaeróbico
Para este análisis se recogieron muestras de efluentes anaerobios. Como los sistemas anaerobios suelen tener dificultades para degradar las proteínas, se pensó que el efluente anaerobio de una instalación avícola tendría un alto contenido en proteínas. Las muestras se recogieron y enviaron en hielo y se almacenaron en el frigorífico. El tiempo de almacenamiento en el frigorífico (una semana) no pareció marcar la diferencia en nuestro análisis del efluente anaeróbico. Todas las pruebas se realizaron en el plazo de una semana desde la recepción de las muestras.
Muestras bacterianas para análisis
En nuestro análisis, utilizamos nuestra mezcla bacteriana patentada Yellow el 20/5/21, y nuestra mezcla bacteriana patentada Purple el 26/5/21. Ambas mezclas son muy similares y se consideraron intercambiables en este análisis. Ambas mezclas son muy similares y se consideraron intercambiables en este análisis. Las muestras bacterianas se activaron añadiendo 100 ppm de melaza de fórmula QLF Bio-P. Después de añadir la melaza, las mezclas Amarillo/Púrpura se dejaron incubar a temperatura ambiente (23⁰C) durante la noche (aproximadamente 18 horas). Se creía que esto permitiría la degradación completa de la melaza aplicada para evitar que la melaza interfiriera con los resultados de absorción de oxígeno.
Equipamiento
Para las pruebas de captación de oxígeno utilizamos YSI-Multilab 4010-3W con 3 sondas YSI ProOBOD. Se necesitó un adaptador de 3 vías para conectar las 3 sondas al medidor. Mezclamos nuestros reactores a 500 RPM utilizando placas de agitación magnética para asegurar una mezcla completa.
Procedimiento de captación de oxígeno
Para las pruebas de absorción de oxígeno, preparamos una mezcla de nuestro producto bacteriano activado, efluente anaeróbico y agua del grifo declorada. Esta mezcla de 30 mL de bacterias activadas, 330 mL de efluente anaeróbico y 540 mL de agua del grifo declorada se mezcló bien y luego se distribuyó entre 3 botellas DBO separadas que se llenaron completamente (300 mL por botella DBO). Se aplicó Qwik-Zyme P a 10 ppm a cada uno de nuestros reactores Qwik-Zyme P. No se aplicó ningún aditivo a los controles. Como se ha indicado anteriormente, las pruebas se realizaron por triplicado. Las sondas y las placas de agitación magnética se rotaron en cada prueba para asegurar la consistencia entre las sondas. Los reactores se prepararon como sigue:
5/19/21-5/20/21
Sonda nº 32
Sonda #70
Sonda nº 72
5/25/21-5/28/21
Sonda nº 32
Sonda #70
Sonda nº 72
Las celdas rojas de la tabla anterior indican un fallo de la tapa del sensor en la sonda nº 72. Esto requirió una tercera serie para completar nuestro triplicado. Esto requirió un tercer ensayo para completar nuestro triplicado.
Las mediciones de oxígeno se recogieron cada 5 minutos durante toda la prueba. El punto de tiempo de 0-5 minutos no se tiene en cuenta en nuestro análisis, ya que este punto de tiempo tiende a variar mucho de un reactor a otro y está muy influido por la puesta en marcha. Las pruebas se realizaron durante un total de 240 minutos a temperatura ambiente.
Resultados
Conclusión
En esta prueba, las mejoras en la tasa de absorción de oxígeno confirmaron que el efluente anaeróbico de esta instalación avícola tenía un alto contenido de proteína residual, y que Qwik-Zyme P ayudaba en la degradación de esta proteína. El aumento del 138% en la magnitud de la pendiente -observado al calcular la pendiente a partir de la media de los puntos de datos entre los dos ensayos- es un cambio relativamente grande en las tasas de absorción de oxígeno en comparación con lo que hemos observado en otros ensayos de absorción de oxígeno. Esta prueba sugiere que es probable que el efluente anaeróbico de las instalaciones cárnicas y avícolas tenga un alto contenido en proteínas. Al comparar las muestras de control frente a las probadas con Qwik-Zyme P, los resultados indican que Qwik-Zyme P sería eficaz para ayudar a la degradación anaeróbica de los residuos avícolas en aplicaciones típicas. Sería beneficioso realizar estas pruebas en otras instalaciones similares para confirmar estos resultados.