Uso de pretratamiento y nuevo buffer para optimizar la producción de hidrógeno biológico

Abstract

El objetivo de este trabajo es optimizar la producción de hidrógeno biológico por fermentación oscura a partir de cultivos bacterianos mixtos, utilizando glucosa como fuente de carbono. Para ello se evaluó el efecto en rendimientos y porcentajes de hidrógeno, al aplicar un pretratamiento con calor del inóculo. Esto permitió alcanzar porcentajes mayores de hidrógeno y rendimientos algo superiores con respecto a cultivos sin pretratamiento. También se evaluaron distintas soluciones amortiguadoras para regular el pH del medio. Comparamos el buffer comercial MES con un buffer acético-acetato de preparación propia. Éste último mantuvo el pH en valores cercanos al pKa del ácido acético, que es uno de los principales productos de fermentación. Además, al ser más económico, se lo utilizó para realizar un escalado en lote en un biorreactor de 5 litros tipo tanque agitado, logrando obtener un rendimiento entre los más altos reportados para cultivos mixtos.

The objective of this work is to optimize the production of biological hydrogen by dark fermentation from mixed bacterial cultures, using glucose as carbon source. This paper evaluates the effect on the yield and percentage of hydrogen produced when applying a heat pretreatment to the inoculum. Results show that higher percentages of hydrogen and higher yields are obtained when applying this pretreatment. Different buffer solutions were also evaluated to regulate the pH of the medium, comparing commercially available MES buffer against an acetate based buffer prepared in our laboratory. The latter maintained the pH close to pKa of acetic acid, which is one of the main fermentation products. Additionally, this buffer was used to scale the batch process in a 5-liter stirred tank bioreactor, achieving yields among the highest reported for mixed cultures.