Producción de bioplásticos en un biorreactor de membranas sumergidas a partir de diferentes relaciones C/N

Abstract

Within the need to find new materials to secure a sustainable world development renewable materials have been developed in the last decade. Among them we must highlight polyhydroxyalkanoates (PHAs) a group of biodegradable polyesters synthesized by numerous bacteria as carbon and energy storage compounds under stress conditions caused by the limitation of an essential nutrient, therefore PHA represent an attractive alternative to petrochemically derived plastics. In this regard mixed microbial cultures in wastewaters management for PHA production has brought attention as a way to recover wastewater organic carbon by biological treatment. The objective of the present study was to analyze the impact of nutrients limitation in PHA production integrated into a wastewater treatment process using a membrane bioreactor with continuous feeding operation and a C:N ratio of 20 and 25 which lead to obtained up to 16.6% and 12.67% cell dry weigh respectively. The PHA extracted were characterized resulting in similar thermal and chemical properties which demonstrated that mixed microbial cultures can achieve a uniform PHA production.

Dentro de la búsqueda por un desarrollo sustentable, la producción de nuevos biomateriales ha ido en constante aumento durante las últimas décadas, en este sentido sobresalen los polihidroxialcanoatos (PHA) una familia de poliésteres producidos intracelularmente por distintos microorganismos bajo condiciones limitadas de nutrientes. Los PHA son un material con gran potencial biotecnológico que representa una alterativa prometedora para la sustitución de los plásticos de origen petroquímico. Siguiendo esta línea, dentro de la gestión de aguas residuales la producción de PHA a través de cultivos microbianos mixtos (CMM) es una oportunidad para la recuperación de carbono orgánico mediante el tratamiento biológico. En el presente estudio se estudia el impacto de la relación de nutrientes durante la producción de PHA en un sistema continuo de tratamiento de aguas residuales utilizando un biorreactor de membranas sumergida (BRM) operado bajo una relación de nutrientes C:N de 20 y 25 obteniendo un rendimiento de acumulación de 16.6% p.s.c (peso seco celular) y 12.67% respectivamente. Por medio de la caracterización térmica se observó que las variaciones de la relación de nutrientes no afectan las propiedades térmicas ni químicas del material, por lo que se sugiere que se puede lograr una producción uniforme de PHA mediante CMM.