Una vez recolectado el material vegetal y orgánico, y configurado el biodigestor, se pusieron en marcha los biodigestores. Primero se agregaron los residuos vegetales a los digestores, seguidamente el agua correspondiente y finalmente el licor ruminal. Las cantidades de cada componente fueron de acuerdo a la Tabla 8. El licor ruminal fue agregado al final para evitar el mayor tiempo de contacto con el oxigeno del ambiente y así mantener sus condiciones anaerobias. Finalmente se sellaron los digestores herméticamente con la finalidad de tener un ambiente anaeróbico en el que los microrganismos anaerobios del licor ruminal puedan digerir el material orgánico.
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Figura 13. Bioles obtenidos y almacenados en botellas de plástico.
4.4.1. Control de parámetros de biodigestión pH
Durante los 60 días de fermentación se tomaron mediciones de ph cada 3 días con la ayuda del pH metro del laboratorio H-101. Asimismo, todos los días se tomaron mediciones de temperatura con la ayuda de un termómetro de mercurio de 180°C. Estos parámetros fueron evaluados para observar que el proceso de digestión anaerobia se esté realizando correctamente. Por otro lado, se observaron cambios de color en los diferentes tratamientos (Figura 13 y 14). El cambio de color a verde oscuro nos indica la finalización del proceso de biodigestión.
Figura 14. Imagen de los nueve bioles de licor ruminal de llama al día 6, día 30 y día 60 para observar cambio de color.
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Figura 15. Imagen de los nueve bioles con licor ruminal de vacuno al día 6, día 30 y día 60 para observar su cambio de color
En la Figura 15 se observa que en los primeros días el pH se mantiene ácido debido a que los microrganismos recién se están adecuando a su nuevo ambiente. Sin embargo, después la mayoría de tratamientos aumentan el pH y se mantienen alrededor de 6 o 7, indicando que se esta realizando con éxito la biodigestión. Según McCarty (1964), citado por Soria et al. (2001), el rango óptimo del pH para lograr una mayor eficiencia en la biodigestión es entre 6.6 a 7.6. La biodigestión, cuando mantiene este rango de pH, es un indicador de que esta operando correctamente. Además, el equilibrio ácido-base que tiene lugar en la operación de biodigestores anaerobios es muy importante por la presencia de los diversos tipos de microorganismos que están en el medio y que requieren ser neutralizados para restituir el pH hacia la neutralidad (Mejia, 1996).
Figura 16. Curva de pH de los bioles con licor ruminal de llama y vacuno durante los 60 días de biodigestión.
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Por todo lo expuesto se puede concluir que en este experimento el pH se mantuvo dentro de los rangos deseables (6-7.5) para un proceso de biodigestión adecuado.
Temperatura
La medición de este parámetro es importante debido a que en las diferentes etapas de la fermentación anaerobia hay microorganismos sensibles a cambios bruscos de temperatura. Además, los cambios de temperatura varían mucho la cantidad de días que necesita la biodigestión, por lo que en climas cálidos el tiempo de producción de biol puede ser menor a el tiempo de producción en climas fríos, donde debe dejarse mayor tiempo para que finalice la biodigestión anaerobia.
Figura 17. Curva de Temperatura de los bioles con licor ruminal de llama y vacuno. En la Figura 16 se muestran los gráficos de la medición de temperatura para los 60 días de biodigestión. Asimismo, se ve el aumento de temperatura en los 2 primeros días para los 18 bioles. Esto debido a que los microorganismos necesitan un tiempo para adaptarse a su nuevo ambiente. Se puede ver un aumento de temperatura en el día 22 debido a que colocamos algunos focos de mayor voltaje para generar un ambiente más cálido y favorecer la biodigestión. Un ambiente cálido reduce el número de días de la digestión. La temperatura óptima de fermentación se encuentra entre 25ºC y 35ºC (Suquilanda, 1995), y en nuestro caso observamos que la temperatura se encuentra mayormente dentro de este rango. De esta forma se favorece el aumento de la población de los microorganismos
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digestivos y su crecimiento, además de aumentar la eficiencia de los microrganismo en la degradación de los residuos agrícolas
Tabla10. Rendimiento de los 18 tratamientos. Liquido ingresado(ml ) Liquido extraído(ml) Liquido Producido(ml) Materia Solida Ingresada (Residuo Vegetal) Rendimiento (%) BIOL 1 1050 1450 400 1050 38.0952 BIOL 2 700 1270 570 1400 40.7143 BIOL 3 1400 1630 230 700 32.8571 BIOL 4 600 840 240 600 40.0000 BIOL 5 400 810 410 800 51.2500 BIOL 6 800 890 90 400 22.5000 BIOL 7 1050 2050 1000 1050 95.2381 BIOL 8 700 1900 1200 1400 85.7143 BIOL 9 1400 1970 570 700 81.4286 BIOL 1050 1370 320 1050 30.4762 BIOL 700 1070 370 1400 26.4286 BIOL 1400 1620 220 700 31.4286 BIOL 600 810 210 600 35.0000 BIOL 400 690 290 800 36.2500 BIOL 800 1040 240 400 60.0000 BIOL 1050 2000 950 1050 90.4762 BIOL 700 1450 750 1400 53.5714 BIOL 18 1400 2010 610 700 87.1429
Una vez cumplido el tiempo de la biodigestión (60 días) se obtuvo los bioles, los cuales se procedieron a colar de manera individual para luego medir su volumen final y así evaluar su rendimiento. El rendimiento de cada tratamiento se ve en la Tabla 9.
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Figura 18. Rendimiento expresado en porcentaje de los 18 tratamientos.
En la Figura 17 podemos observar el rendimiento de los 18 biodigestores, donde se aprecia que el tratamiento 7 tiene un mayor rendimiento en comparación con los otros 17. Asimismo, notamos que junto al tratamiento 7 el tratamiento 16 tiene un buen rendimiento, ambos son producidos con la misma proporción y con el mismo residuo vegetal. La proporción 1:1 y el residuo vegetal del brócoli nos generan una buena productividad en comparación a las demás proporciones y residuos agrícolas .
También podemos observar que no hay una gran diferencia entre los tratamientos producidos con licor ruminal de llama y los tratamientos producidos con licor ruminal de vacuno. De acuerdo a la gráfica los porcentajes de rendimiento varían mucho en cada tratamiento.
4.5. Evaluación de Biol