Optimización múltiple de respuestas en la codigestión anaerobia de aguas residuales de café con estiércoles

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Publicado: oct. 18, 2016
Palabras clave:
diseño de mezclas, superficie de respuesta, remoción de solidos volátiles, producción de metano.

Contenido principal del artículo

Yans Guardia Puebla
Universidad de Granma

Resumen

Un diseño de mezclas simplex centroide, seguido de un análisis de las respuestas usando la metodología de las superficies de respuestas (RSM) y la optimización múltiple de respuestas (MRO) se utilizó para maximizar la producción de metano y el porcentaje de remoción de sólidos volátiles (SV) en la codigestión anaerobia de tres diferentes sustratos: agua residual de café (CW), estiércol vacuno (CM) y estiércol porcino (PM). El análisis de las superficies de respuestas fueron estudiadas de acuerdo a las respuestas seleccionadas, y mostraron que los mejores modelos de ajuste fueron el cuadrático (R2= 97,3) y el cúbico especial (R2= 93,2), respectivamente. La MRO mostró que la mezcla óptima, agua residual de café = 44% y estiércol porcino = 56%, alcanzó un alto valor en la función de conveniencia global D (87,3%). A esas condiciones se predicen altos valores de producción de metano de 1,09 L metano L-1d-1 y de porcentaje de remoción de SV de 80,5%.

Detalles del artículo

Cómo citar
Guardia Puebla, Y. (2016). Optimización múltiple de respuestas en la codigestión anaerobia de aguas residuales de café con estiércoles. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 25(3), 54–64. Recuperado a partir de https://revistas.unah.edu.cu/index.php/rcta/article/view/453
Número
Vol. 25 Núm. 3 (2016): julio-agosto-septiembre
Sección
Artículos Originales

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Biografía del autor/a

Yans Guardia Puebla, Universidad de Granma

Dr.C., Departamento de Ingeniería Mecánica

Citas

AIYUK, S.; FORREZ, I.; LIEVEN, D.K.; VAN HAANDEL, A.; VERSTRAETE, W.: “Anaerobic and complementary treatment of domestic sewage in regions with hot climates—A review”, Bioresource Technology, 97(17): 2225-2241, noviembre de 2006, ISSN: 0960-8524, DOI: 10.1016/j.bior tech.2005.05.015.

ÁLVAREZ, J.A.; OTERO, L.; LEMA, J.M.: “A methodology for optimising feed composition for anaerobic co-digestion of agro-industrial wastes”, Bioresource Technology, 101(4): 1153-1158, febrero de 2010, ISSN: 0960-8524, DOI: 10.1016/j.biortech.2009.09.061.

CLESCERL, L.S.; GREENBERG, A.E.; EATON, A.D. (eds.): Standard Methods for Examination of Water & Wastewater, [en línea], Ed. Amer Public Health Assn, 20.a ed., 1325 p., enero de 1999, ISBN: 978-0-87553-235-6, Disponible en: http://www.amazon.com/Standard-Methods-Examination-Water-Wastewater/dp/0875532357?ie=UTF8&*Version*=1&*entries*=0, [Consulta: 3 de junio de 2016].

DIDIER, C.; ETCHEVERRIGARAY, M.; KRATJE, R.; GOICOECHEA, H.C.: “Crossed mixture design and multiple response analysis for developing complex culture media used in recombinant protein production”, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 86(1): 1-9, 15 de marzo de 2007, ISSN: 0169-7439, DOI: 10.1016/j.chemolab.2006.07.007.

ESPINOZA, E.F.M.; PELAYO, O.C.; GUTIÉRREZ, P.H.; GONZÁLEZ, Á.V.; ALCARAZ, G.V.; BORIES, A.: “Multiple response optimization analysis for pretreatments of Tequila’s stillages for VFAs and hydrogen production”, Bioresource Technology, 99(13): 5822-5829, septiembre de 2008, ISSN: 0960-8524, DOI: 10.1016/j.biortech.2007.10.008.

FANG, C.; BOE, K.; ANGELIDAKI, I.: “Anaerobic co-digestion of by-products from sugar production with cow manure”, Water Research, 45(11): 3473-3480, mayo de 2011, ISSN: 0043-1354, DOI: 10.1016/j.watres.2011.04.008.

MONTGOMERY, D.C.: Design and analysis of experiments, [en línea], no. solc. QA279 .M66 2013, Ed. John Wiley & Sons, Inc., 8.a ed., Hoboken, NJ, 730 p., 2013, ISBN: 978-1-118-14692-7, Disponible en: http://www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-EHEP002024.html, [Consulta: 3 de junio de 2016].

MURTO, M.; BJÖRNSSON, L.; MATTIASSON, B.: “Impact of food industrial waste on anaerobic co-digestion of sewage sludge and pig manure”, Journal of Environmental Management, 70(2): 101-107, febrero de 2004, ISSN: 0301-4797, DOI: 10.1016/j.jenvman.2003.11.001.

NEVES, L.; OLIVEIRA, R.; ALVES, M.M.: “Anaerobic co-digestion of coffee waste and sewage sludge”, Waste Management, 26(2): 176-181, 2006, ISSN: 0956-053X, DOI: 10.1016/j.wasman.2004.12.022.

RAO, P.V.; BARAL, S.S.: “Experimental design of mixture for the anaerobic co-digestion of sewage sludge”, Chemical Engineering Journal, 172(2–3): 977-986, 15 de agosto de 2011, ISSN: 1385-8947, DOI: 10.1016/j.cej.2011.07.010.

STATPOINT TECHNOLOGIES: Statgraphics Centurion, [en línea], (Versión 16.1 (XV)), [Windows], ser. Centurion, 21 de mayo de 2010, Disponible en: http://statgraphics-centurion.software.informer.com/download/.

WARD, A.J.; HOBBS, P.J.; HOLLIMAN, P.J.; JONES, D.L.: “Optimisation of the anaerobic digestion of agricultural resources”, Bioresource Technology, 99(17): 7928-7940, noviembre de 2008, ISSN: 0960-8524, DOI: 10.1016/j.biortech.2008.02.044.

WU, X.; YAO, W.; ZHU, J.; MILLER, C.: “Biogas and CH4 productivity by co-digesting swine manure with three crop residues as an external carbon source”, Bioresource Technology, 101(11): 4042-4047, junio de 2010, ISSN: 0960-8524, DOI: 10.1016/j.biortech.2010.01.052.

YETILMEZSOY, K.; DEMIREL, S.; VANDERBEI, R.J.: “Response surface modeling of Pb(II) removal from aqueous solution by Pistacia vera L.: Box–Behnken experimental design”, Journal of Hazardous Materials, 171(1–3): 551-562, 15 de noviembre de 2009, ISSN: 0304-3894, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.06.035.

ZHANG, T.; LIU, L.; SONG, Z.; REN, G.; FENG, Y.; HAN, X.; YANG, G.: “Biogas Production by Co-Digestion of Goat Manure with Three Crop Residues”, PLOS ONE, 8(6), 25 de junio de 2013, ISSN: 1932-6203, DOI: 10.1371/journal.pone.0066845, Disponible en: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0066845, [Consulta: 6 de junio de 2016].