Producción enzimática mejorada para generar más biogás
El proyecto financiado con fondos europeos DEMETER respondió a este reto mediante el aumento del rendimiento de la enzima productora de biogás «Myceliophthora thermophila» C1 denominada también enzima C1 y redujo sus costes. «Nos propusimos aumentar el rendimiento del proceso de producción de la enzima a escala industrial y el procesamiento posterior, para reducir el coste del producto final y popularizar la enzima para funciones de producción de biogás en toda Europa», informa la coordinadora del proyecto Sandra Hinz. En el transcurso de la iniciativa, se generó a escala de laboratorio un proceso mejorado de fermentación para la producción de la enzima. El equipo científico analizó el protocolo de fermentación usado con anterioridad y ajustó varios parámetros en función de los resultados de un modelo matemático desarrollado a partir de una cepa con producción mejorada para generar una enzima de más calidad. Además, el proceso de producción enzimático se optimizó con el fin de aumentar la concentración enzimática en al menos un 50 %. «El proceso de fermentación mejorado se validó primero en un reactor a escala piloto y en una segunda fase en un reactor de 1 500 litros y 15 metros cúbicos de capacidad», explica Hinz.
Mejora de las propiedades
El trabajo del consorcio generó un aumento en la producción de enzimas en un 50 %. Según Hinz: «Esto supone que en una tanda de fermentación es posible producir un 50 % más de enzimas y, por tanto, no es necesario ejecutar más tandas de producción. Además de aumentar la producción, también se mejoró el procesamiento posterior de la enzima. De hecho, se alcanzó una recuperación enzimática de más del 95 %». Los socios del proyecto comprobaron la eficiencia de la enzima en nueve ensayos a gran escala. «Nos servimos de distintos tipos de plantas de biogás para los ensayos, entre las que incluimos fermentación en seco y en húmedo, y centrales que emplean distintos sustratos. Los datos extraídos de los ensayos a gran escala en las centrales se evaluaron para mostrar que en algunos casos era posible aumentar la eficacia de la degradación del substrato, si bien este factor solía ser por lo normal bajo», comenta Hinz. Los investigadores también señalaron cambios en las propiedades reológicas en forma de un menor consumo de energía en los agitadores, más fluencia del digestato y menos capas de flotación. Se descubrió en las plantas el efecto positivo de la inclusión de la enzima en el proceso de fermentación, lo que indica que es posible mejorar el proceso de producción de biogás mediante la utilización de dosificaciones rentables. En DEMETER se comprobó la eficacia de las enzimas a pequeña y gran escala en pruebas de campo. Hinz observa: «En general, se descubrió que la enzima aumenta un poco la eficacia. La mayor parte de los operadores de plantas informaron de una mayor fluidez en el digestato y una calidad general de este más elevada, lo que supuso una reducción en las complicaciones derivadas de los taponamientos o de las capas flotantes y una disminución de estructuras fibrosas largas en el digestato. Los datos extraídos de un viscosímetro de tubo capilar de nueva creación mostraron sin dudas la capacidad de la enzima para reducir la viscosidad del digestato».
Beneficios económicos y medioambientales
La evaluación tecnoeconómica de los resultados obtenidos en las pruebas de campo apunta a que el sistema de producción de biogás es más rentable si se emplea la enzima C1 en comparación con el sistema tradicional en el que no se emplea enzima alguna. «Es más, una evaluación del ciclo de vida en la que se incluyeron todos los pasos de la producción del biogás (recogida de los materiales de suministro de desecho, producción de enzimas y almacenamiento de biogás) mostró una mejora del impacto medioambiental en comparación con el proceso de producción de biogás tradicional», concluye Hinz.
Palabras clave
DEMETER, enzima, biogás, fermentación, biomasa, enzima C1, evaluación del ciclo de vida
