{"id":110672,"date":"2018-03-11T10:36:46","date_gmt":"2018-03-11T10:36:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/desarrollo-de-procesos-bifasicos-de-biodegradacion-de-compuestos-organicos-volatiles-covs\/"},"modified":"2018-03-11T10:36:46","modified_gmt":"2018-03-11T10:36:46","slug":"desarrollo-de-procesos-bifasicos-de-biodegradacion-de-compuestos-organicos-volatiles-covs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/ingenieria-y-tecnologia-quimicas\/desarrollo-de-procesos-bifasicos-de-biodegradacion-de-compuestos-organicos-volatiles-covs\/","title":{"rendered":"Desarrollo de procesos bifasicos de biodegradacion de compuestos organicos volatiles (covs)"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Mar\u00eda Hernandez Garcia <\/strong><\/h2>\n<p>El presente estudio se llev\u00f3 a cabo con el objetivo de resolver dos de las principales limitaciones que presentan los sistemas biol\u00f3gicos convencionales de tratamiento de gases que contienen compuestos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles (covs): (i) la limitada transferencia del cov desde la fase gaseosa hacia la fase acuosa, donde tiene lugar su biodegradaci\u00f3n (especialmente en el caso de tratamiento de covs hidrof\u00f3bicos) e (ii) la inestabilidad de los procesos de degradaci\u00f3n biol\u00f3gicos, la cual es causada por problemas de toxicidad debidos a una operaci\u00f3n del proceso a altas cargas o a aumentos repentinos de carga de covs moderadamente solubles (por ejemplo, btex) y\/o a la acumulaci\u00f3n de metabolitos t\u00f3xicos producidos durante el proceso de biodegradaci\u00f3n.   en este contexto, los sistemas de dos fases (tambi\u00e9n conocidos como sistemas bif\u00e1sicos) son capaces de superar estas limitaciones gracias a la adici\u00f3n de una fase no acuosa (nap) con alta afinidad por el contaminante y sus metabolitos de degradaci\u00f3n. Estrictamente, estos reactores contienen 3 fases (fase acuosa, nap y fase gaseosa) o incluso 4 fases si se consideran los microorganismos, sin embargo estos sistemas reciben com\u00fanmente el nombre de sistemas bif\u00e1sicos. La presente tesis se centr\u00f3 en el desarrollo de sistemas biol\u00f3gicos de dos fases para el tratamiento de covs evaluando los aspectos m\u00e1s significativos de esta prometedora tecnolog\u00eda: selecci\u00f3n de la nap, transferencia de masa, rendimiento y estabilidad de operaci\u00f3n, configuraciones de reactor e influencia de la microbiolog\u00eda del proceso.  para ello, primeramente se llev\u00f3 a cabo una selecci\u00f3n de naps l\u00edquidas y s\u00f3lidas (tambi\u00e9n denominadas pol\u00edmeros) para la biodegradaci\u00f3n de hexano (compuesto modelo elegido debido a su alta hidrofobicidad) en un reactor de tanque agitado (str). Aceite de silicona de 20 y 200 cst (so20 y so200, respectivamente) y kraton g1657 fueron seleccionadas como las naps m\u00e1s adecuadas de acuerdo con el criterio cl\u00e1sico de selecci\u00f3n de naps (alta afinidad del cov por la nap). Sin embargo, a pesar de que las tres naps presentaron valores de afinidad por el hexano similares, experimentos de transferencia en condiciones abi\u00f3ticas mostraron que en presencia de so20 y so200 (naps l\u00edquidas) se obtuvieron mayores tasas de transferencia de hexano que en el caso de la adici\u00f3n de kraton g1657 (nap s\u00f3lida), siendo \u00e9sta \u00faltima similar a la del sistema desprovisto de nap (control). Consecuentemente, mientras que en los experimentos de biodegradaci\u00f3n  de hexano realizados en presencia de so200 se obtuvieron capacidades de eliminaci\u00f3n (ces) de hexano m\u00e1ximas 4 veces superiores a las obtenidas en ausencia de nap, en presencia de kraton g1657 las ces de hexano se mantuvieron similares a las del control.  por otro lado, se realiz\u00f3 un estudio de degradaci\u00f3n de una mezcla de covs de diferentes hidrofobicidades: metil etil cetona (mek), tolueno y hexano en un str bif\u00e1sico con 2 mezclas diferentes de naps s\u00f3lidas: mezcla a (50% de hytrel 8206 con alta afinidad por mek y 50% de ruedas de goma recicladas (rrts) con alta afinidad por el hexano y tolueno) y mezcla b (33.3% de hytrel 8206 con afinidad por mek, 33.3% de engage 8842 con afinidad por el tolueno y 33.3% de engage 8100 con afinidad por el hexano). Estas mezclas de pol\u00edmeros fueron seleccionadas de acuerdo a su alta afinidad por los covs. Las ces de los tres compuestos fueron evaluadas en estado estacionario a una carga nominal de 88 \u00c2\u00b1 3 gm-3 h-1. Adicionalmente se evalu\u00f3 la robustez del proceso mediante aumentos de carga repentinos de 2 y 3.6 veces la carga nominal. La adici\u00f3n de la mezcla de pol\u00edmeros a provoc\u00f3 un empeoramiento del rendimiento del proceso. Este deterioro del proceso fue probablemente debido a la interacci\u00f3n entre alguno de los covs con alguno de los componentes de las rrts, la cual podr\u00eda haber causado la liberaci\u00f3n de alg\u00fan compuesto de las rrts t\u00f3xico para las c\u00e9lulas del medio de cultivo. Por otra parte, la adici\u00f3n de la mezcla de pol\u00edmeros b no dio lugar a ninguna mejora en el rendimiento del proceso cuando \u00e9ste oper\u00f3 bajo carga nominal constante, en comparaci\u00f3n con el sistema operado en ausencia de naps. Sin embargo, las ces de tolueno y mek fueron superiores a las obtenidas durante la operaci\u00f3n del sistema sin naps bajo incrementos de carga de 2 y 3,6 veces, respectivamente, en presencia de la mezcla de pol\u00edmeros b.  por otra parte, se estudi\u00f3 la influencia de la presencia de naps en la hidrofobicidad de bacterias del g\u00e9nero pseudomonas a largo plazo. Para ello, se realizaron experimentos de degradaci\u00f3n de hexano y tolueno por p. Aeruginosa y p. Putida, respectivamente, en presencia de so200 y heptametilnonano (hmn) bajo condiciones de operaci\u00f3n en continuo y en batch. Mientras que la hidrofobicidad de p. Aeruginosa en presencia de hmn aument\u00f3 a lo largo del proceso de degradaci\u00f3n de hexano en continuo y en batch, la hidrofobicidad de p. Putida solamente se vio ligeramente incrementada cuando el proceso de degradaci\u00f3n de tolueno tuvo lugar en modo continuo. Sin embargo, la hidrofobidad de ninguna especie aument\u00f3 en presencia de so200.   el siguiente estudio fue desarrollado con el objetivo de aislar microorganismos adecuados para sistemas bif\u00e1sicos, los cuales se corresponder\u00edan con microorganismos con bajas constantes de afinidad (ks) por los covs a degradar. Una menor ks permitir\u00eda que los microorganismos trabajaran de manera m\u00e1s eficiente a bajas concentraciones de covs, condiciones a las que com\u00fanmente est\u00e1n expuestos los microorganismos en los sistemas de dos fases. El proceso de aislamiento de bacterias degradadoras de hexano se llev\u00f3 a cabo a partir de fango activo en presencia y en ausencia de hmn (su presencia conlleva concentraciones m\u00e1s bajas de hexano en la fase acuosa como consecuencia de su alta afinidad por el hexano). Sin embargo, las bacterias aisladas en presencia y en ausencia de hmn exhibieron valores de ks similares (0.26 &#8211; 0.42 mg hexano l-1).   para evaluar la influencia de las caracter\u00edsticas de los microorganismos en la degradaci\u00f3n de covs en sistemas bif\u00e1sicos, se llev\u00f3 a cabo un estudio de degradaci\u00f3n de hexano en presencia de so200, mediante tres consorcios aislados de manera diferente que presentaron diferente grado de hidrofobicidad hacia so200. Dentro de este estudio tambi\u00e9n se evalu\u00f3 el efecto de la acumulaci\u00f3n de metabolitos en la degradaci\u00f3n de hexano. Incrementos de hasta 16 veces en la ce de hexano fueron obtenidos en el caso de los 2 consorcios totalmente hidrof\u00f3bicos en comparaci\u00f3n con las ces observadas en el control. En el caso del consorcio hidrof\u00edlico el incremento fue de 9 veces. Se observ\u00f3 tambi\u00e9n que un incremento en la concentraci\u00f3n de metabolitos presentes en el caldo de cultivo produjo el deterioro del proceso de degradaci\u00f3n de hexano, mientras que altas tasas de intercambio de medio fresco evitaron la acumulaci\u00f3n de altas concentraciones de metabolitos y por tanto  la inhibici\u00f3n del proceso de degradaci\u00f3n de hexano.   la influencia del porcentaje de nap y la velocidad de agitaci\u00f3n en la tasa de transferencia de covs desde la fase gaseosa a la fase acuosa fueron evaluadas en un reactor str bif\u00e1sico con 20% de so200. Adicionalmente se desarroll\u00f3 un modelo mecan\u00edstico con el objetivo de determinar la fracci\u00f3n m\u00e1xima de hexano transferida hacia la fase acuosa (\u00edYs*) a diferentes porcentajes (v\/v) de so200 (0-30%) y velocidades de agitaci\u00f3n (100-300 rpm). Dicho modelo, basado en balances de materia y ecuaciones de transferencia, predijo (con un error medio del 7%) un rendimiento m\u00e1ximo cuando el reactor oper\u00f3 con un 20 % de so200 y a una velocidad de agitaci\u00f3n de 200 rpm. Adicionalmente, este estudio fue ampliado a reactores airlift (alrs) y biofiltros percoladores (btfs) operados a diferentes caudales de gas (1-3 l min-1) en presencia y ausencia de so200. Los modelos presentaron una bondad de ajuste de 0.98, 0.98 y 0.70  para el caso del str, btf y alr de dos fases, respectivamente. Los sistemas bif\u00e1sicos presentaron un mejor rendimiento en t\u00e9rminos de transferencia que los sistemas de una sola fase, siendo el btf el que exhibi\u00f3 mayores valores de \u00edYs* (0.87-0.58). Finalmente se llev\u00f3 a cabo un an\u00e1lisis de sensibilidad para el caso del btf bif\u00e1sico en base al modelo desarrollado, que permiti\u00f3 establecer las condiciones \u00f3ptimas de operaci\u00f3n del mismo.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Desarrollo de procesos bifasicos de biodegradacion de compuestos organicos volatiles (covs)<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Desarrollo de procesos bifasicos de biodegradacion de compuestos organicos volatiles (covs) <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Mar\u00eda Hernandez Garcia <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Valladolid<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 28\/07\/2011<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Ra\u00fal Mu\u00f1oz Torre<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: pedro a. Garc\u00eda encina <\/li>\n<li>christian Kennes (vocal)<\/li>\n<li>xavier Gamisans noguera (vocal)<\/li>\n<li>Jos\u00e9 Manuel G\u00f3mez montes de oca (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Mar\u00eda Hernandez Garcia El presente estudio se llev\u00f3 a cabo con el objetivo de resolver dos de [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[305,12451],"tags":[21672,121736,165860,142151,193071,40765],"class_list":["post-110672","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ingenieria-y-tecnologia-quimicas","category-valladolid","tag-christian-kennes","tag-jose-manuel-gomez-montes-de-oca","tag-maria-hernandez-garcia","tag-pedro-a-garcia-encina","tag-raul-munoz-torre","tag-xavier-gamisans-noguera"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110672","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=110672"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110672\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=110672"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=110672"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=110672"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}