Anaerobic digestion of lipid-rich waste—Effects of lipid concentration

Abstract

The influence of lipid concentration on hydrolysis and biomethanation of a lipid-rich (triolein) model waste was evaluated in batch. The effect of increasing the concentration of lipid from 5% to 47% (w/w), based on chemical oxygen demand (COD), was investigated. The methane recovery observed was above 93% for all tests. An initial lag phase of approximately 6-10 days was observed for all tests. The methane production rate observed was similar for tests with 5%, 10% and 18% lipid (w/w, COD basis). For higher amounts of lipid (31%, 40% and 47%), a stronger inhibition was observed. However, the process was able to recover from the inhibition. When the effect of addition of lipase on enzymatic hydrolysis of lipids was studied, the results showed that the higher the enzyme concentration, the more accentuated was the inhibition of methane production. The enzyme appears to enhance the hydrolysis but the intermediates produced caused inhibition of the later steps in the degradation process. Since the volatile fatty acid (VFA) profiles presented similar trends for the different concentrations of lipid tested, the major obstacle to methane production was the long-chain fatty acids (LCFA) formation. r

Codigestão anaeróbia dos dejetos de bovinos leiteiros e óleo de descarte

“…Este resultado indica que, a partir deste nível de inclusão de óleo de descarte, as reduções apresentaram quedas, sugerindo que, provavelmente, as maiores inclusões propiciaram acúmulo de ácidos graxos de cadeia longa no meio em digestão, o que pode ter prejudicado a atividade microbiana, diminuindo também sua degradação do material orgânico. O acúmulo de ácidos graxos de cadeia longa foi relatado como limitante para a ocorrência do processo de formação de biogás por CIRNE et al (2007), ao realizarem experimento com inclusões de óleo que variaram de 5 a 47% em relação à DQO total, correspondendo aos valores de 80 até 1.360 gramas de DQO por litro de afluente em digestão. Nestas condições, os autores verificaram que, quando os afluentes superaram 670 gramas de DQO por litro, resultaram em acúmulo de ácidos graxos de cadeia longa (mirístico, palmítico, esteárico e oleico), com limitações nas produções de biogás e formação de metano.…”

“…O entupimento dos biodigestores, a dificuldade de solubilidade dos substratos em função da separação de fases e a flotação da biomassa foram relatados por CIRNE et al (2007) e poderiam limitar a eficiência no processo de digestão de substratos contendo teores lipídicos mais elevados, além da possibilidade de ocorrência de toxicidade causada pelos ácidos graxos de cadeia longa (FERREIRA et al, 2012).…”

Biodigestão anaeróbia de efluente de abatedouro avícola

“…Cirne et al (2007) observaram comportamento semelhante ao encontrado neste estudo, ao avaliarem a influência da concentração de lipídios na hidrólise e na biometanização de resíduos ricos em lipídios, submetidos a diferentes concentrações enzimáticas. Os autores concluíram que a adição de lipase aumentou a hidrólise de lipídios e a produção de metano; no entanto, as vantagens da adição de enzimas sobre os processos de degradação lipídica são minimizadas, na medida em que se elevam os níveis de enzima, mesmo quando os efluentes apresentam altas concentrações de lipídios.…”

Characteristics of Kitchen Waste and the Formation of Floating Brown Particles (FBP) in the Anaerobic Digestion Process

“…The actual methane production, however, is unsatisfactory due to the inhibition of main intermediate by-products (e.g., long-chain fatty acids or LCFAs) derived from the lipid degradation process as well as mass transfer problems for soluble substrates as they become adsorbed to the microbial biomass surface [6]. Later studies demonstrated that samples with higher lipid content produced more methane with relative extensions of initial lag phase time [7]. In the current work, the phenomenon of "fl oating brown particles" (FBP) appeared during AD of KW.…”