Marco Teorico Abril

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CONCEPTOS BÁSICOS DIGESTIÓN ANAEROBIA 1. MARCO TEÓRICO 1.1 MATERIA PRIMA La cáscara de cacao (Figura x) es un subproducto agrícola disponible en gran medida en las plantaciones de cacao en grandes países productores de cacao, como Indonesia, Ghana, Nigeria y Brasil. La cáscara de cacao generada en las plantaciones es en su mayoría desechada como residuo (Falaye y Jauncey, 1999). La cáscara de cacao también se considera como una buena fuente de fibra dietética (Bonvehi y Coll, 1999). Además, la cáscara de cacao se considera como una biomasa altamente fibrosa que contiene una cantidad sustancial de componentes en la pared celular incluyendo celulosa (35%, w / w), hemicelulosa (11%, w / w) y lignina (14%, w / w) (Alemawor et al., 2009). 1.2 LA DIGESTIÓN ANAEROBIA La digestión anaerobia es un proceso biológico por el cual una variedad de microorganismos metabolizan la materia orgánica en ausencia de oxigeno u otros agentes oxidantes (ej. H 2 O 2 ) para producir principalmente metano y dióxido de carbono. (Khanal, 2008). La degradación anaerobia de la materia orgánica requiere la intervención de diversos grupos de bacterias que actúan en cuatro etapas metabólicas que son: la hidrólisis,

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CONCEPTOS BSICOS DIGESTIN ANAEROBIA1. MARCO TERICO1.1 MATERIA PRIMALa cscara de cacao (Figura x) es un subproducto agrcola disponible en gran medida en las plantaciones de cacao en grandes pases productores de cacao, como Indonesia, Ghana, Nigeria y Brasil. La cscara de cacao generada en las plantaciones es en su mayora desechada como residuo (Falaye y Jauncey, 1999). La cscara de cacao tambin se considera como una buena fuente de fibra diettica (Bonvehi y Coll, 1999). Adems, la cscara de cacao se considera como una biomasa altamente fibrosa que contiene una cantidad sustancial de componentes en la pared celular incluyendo celulosa (35%, w / w), hemicelulosa (11%, w / w) y lignina (14%, w / w) (Alemawor et al., 2009). 1.2 LA DIGESTIN ANAEROBIA La digestin anaerobia es un proceso biolgico por el cual una variedad de microorganismos metabolizan la materia orgnica en ausencia de oxigeno u otros agentes oxidantes (ej. H2O2) para producir principalmente metano y dixido de carbono. (Khanal, 2008). La degradacin anaerobia de la materia orgnica requiere la intervencin de diversos grupos de bacterias que actan en cuatro etapas metablicas que son: la hidrlisis, acidognesis, acetognesis, y la metanognesis (Figura x) (Cheng, 2010).La hidrlisis es el primer paso en la digestin anaerbica. Este proceso convierte los residuos de plantas y animales que contienen biopolmeros y materia orgnica en molculas de tamao simple y soluble, como aminocidos, azcares, cidos grasos de cadena larga y glicerina.Los productos solubles generados por las bacterias fermentativas en la etapa hidroltica del proceso son convertidos en una mezcla de cidos orgnicos, hidrgeno y dixido de carbono. Esta etapa se conoce como Acidognesis, que es la generacin de cidos grasos voltiles (AGV), como el cido propinico y butrico. Estos AGV junto con el etanol se convierten en cido actico, hidrgeno y dixido de carbono por accin de otro grupo de bacterias, conocidas como bacterias acetognicas productoras de hidrgeno, durante la etapa de Acetognesis (Khanal, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Madigan et al, 2004).El acetato, el H2, y el CO2 generados en la etapa anterior, son los sustratos primarios para la Metanognesis. Esta variedad de intermediarios, hace que la metanognesis, etapa final del proceso de digestin anaerbica, se realice a travs de tres vas principales: metanognesis hidrogenoflica, metanognesis acetoclstica, y la va metilotrfica. El desarrollo del proceso de produccin de biogs por cualquiera de estas tres vas, depende del sustrato que se encuentre en mayor concentracin en el medio (Khanal, 2008; Madigan et al, 2004; Boone et al, 1993).La metanognesis hidrogenoflica es realizada por bacterias metanognicas hidrogenoflicas. Estas bacterias utilizan el H2 producto del catabolismo de otras bacterias del sistema, como bacterias fermentativas, especialmente clostridios y bacterias acetognicas para la produccin de metano. Esta va contribuye con la generacin de un 28% del metano de un proceso de tratamiento anaerobio (Blaich, 1989).La metanognesis acetoclstica es un proceso catablico que contribuye en la generacin del 72% del total del metano producido. En esta va el acetato es convertido en metano. Los grupos de microorganismos implicados en la generacin de metano a partir de acetato se conocen como bacterias metanognicas acetoclsticas (Boone et al, 1993). Dado que el metano es generado principalmente a partir de acetato (produccin acetoclstica) esta etapa tambin puede ser otro paso limitante en el tratamiento anaerobio de residuos (Boone et al, 1993).Finalmente la va metilotrfica cataboliza compuestos que contienen grupos metilo, como el metanol, las mono-, di-, y trimetilaminas, y el sulfuro de dimetilo. El grupo metilo es transferido a un compuesto aceptor de grupos metilos y posteriormente es reducido a metano. Los electrones para la reduccin del metilo se pueden obtener mediante la oxidacin de una fraccin de los grupos metilo a CO2 o mediante el uso de H2 como un donante de electrones (Boone et al, 1993). Esta va es realizada por bacterias homoacetgenas, pero no ha sido ampliamente estudiada.El objetivo final de cada una de estas etapas adems de la produccin de metano es la estabilizacin anaerbica de residuos un residuo, y para lograr esto debe existir una relacin simbitica o sintrfica entre los microorganismos hidrolticos, acetgenos y metangenos. Esta relacin simbitica mantiene el sistema anaerbico bien equilibrado (Khanl, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Madigan et al, 2004; Boone et al, 1993).1.3 PARMETROS OPERACIONALESLos microorganismos anaerobios, especialmente los metanognicos son altamente susceptibles a cambios en las condiciones ambientales. La alta vulnerabilidad de las bacterias metanognicas y la tasa de crecimiento extremadamente baja de un sistema de tratamiento anaerobio, hacen que se requiera de un cuidadoso mantenimiento y vigilancia de las condiciones medioambientales. Algunas de estas condiciones ambientales son la temperatura, el pH, sustancias toxicas, y el potencial redox, la agitacin y la aireacin.1.3.1 TemperaturaLos procesos anaerbicos, son mucho ms dependientes de la temperatura que otros sistemas biolgicos. En un sistema anaerbico, existen tres rangos de temperatura ptima para la metanognesis: psicrfila, mesfila y termfila. Los tipos de conversin anaerbica generalmente aumentan con la temperatura hasta los 60 C. La conversin anaerbica tiene su mxima eficacia en 5 - 15 C para psicrfilos, 35 - 40 C mesfilos, y cerca de 55 C para termfilos (Khanl, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989).La temperatura tiene un efecto significativo sobre la cintica de crecimiento, el rendimiento de biomasa y producto, por tanto, los procesos termfilos presentan mayores rendimientos que los procesos realizados a temperaturas psicrfilas y mesfilas (Khanal, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989). Adems de los procesos de digestin anaerobia termfilos hay reduccin del tiempo de estabilizacin en comparacin con los procesos mesfilos debido al crecimiento ms rpido de los microorganismos. Sin embargo, los procesos termfilos poseen desventajas como una mayor susceptibilidad a la concentracin y tipo de sustrato y a los agentes txicos (Khanl, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989).Por otra parte, algunas investigaciones sugieren que los procesos anaerbicos son capaces estabilizar la variacin de temperatura. La actividad disminuye cuando la temperatura se reduce, pero se recupera inmediatamente cuando la temperatura descienda a un valor ptimo.1.3.2 PH y Alcalinidad Los resultados del tratamiento anaerbico se ven afectados por leves cambios en el pH. Los microorganismos metangenos son ms susceptibles a la variacin del pH que otros microorganismos presentes en el consorcio microbiano. Los microorganismos anaerobios se pueden agrupar en dos grupos teniendo en cuenta el pH: los acidognicos (pH entre 5,5 6,5) y los metanognicos (pH entre 7,8 8,2). El pH ptimo para una combinacin de estos microorganismos est en un rango 6,8 a 7,4; con un valor ptimo de 7 (Khanl, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Boone et al, 1993).La actividad Metanognica en funcin del pH muestra una drstica disminucin a valores de pH superiores de 8,0 e inferiores a 6,5. El aumento del pH podra ser explicado por el cambio de NH4+ a un compuesto ms txico en forma de NH3. Por otra parte en el proceso de tratamiento anaerobio, la cada en el pH es a menudo causada por la acumulacin de cidos grasos voltiles y / o la generacin excesiva de dixido de carbono (Khanl, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Boone et al, 1993).Sin embargo los sistemas de tratamiento anaerobio poseen la capacidad de amortiguar o mitigar los cambios de pH de manera eficiente, por la alcalinidad natural generada por el sistema, producto de la degradacin de la materia orgnica, principalmente de las protenas. Cada mol de compuestos orgnicos de nitrgeno en teora genera un equivalente de alcalinidad, entonces el N-amonio reacciona con el dixido de carbono produciendo durante la reaccin bioqumica bicarbonato de amonio, lo que contribuye a la alcalinidad (Khanal, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Boone et al, 1993). Cuando AGVs comienzan a acumularse en el reactor anaerbico, y se neutralizan por la alcalinidad presente en el reactor, el pH se mantiene estable (Khanl, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Boone et al, 1993).La estabilidad de un sistema de tratamiento anaerobio tambin puede ser evaluada por la relacin AGV/ALK (alcalinidad). Para el tratamiento anaerobio, esta relacin debe ser de 0,1 0,25; para que sea favorable para el sistema y no haya riesgo de acidificacin. Un aumento de esta relacin por encima de 0,3 0,4 indica fallas en el digestor y son necesarias medidas correctivas. Una relacin de 0,8 o superior, significa reduccin del pH, inhibicin de la produccin de metano y el fracaso del digestor (Khanl, 2008). El pH deseado durante la operacin del reactor puede lograrse ya sea controlando el efluente de alimentacin o el pH en el reactor en s.1.3.3 Materiales txicosLa toxicidad de los procesos anaerbicos, est mediada por el afluente de sustancias presentes en los residuos como, metales pesados, compuestos halogenados, cianuro, y el fenol, o subproductos de las actividades metablicas de los microorganismos como el amonaco, los sulfuros, y los cidos Grasos Volatiles (AGVs). En algunos casos, la tolerancia se manifiesta por la afinidad de los microorganismos a las sustancias txicas. Estas observaciones constituyen un avance importante para la viabilidad del tratamiento anaerobio en situaciones difciles, en particular para el tratamiento de aguas y otros residuos industriales que contienen concentraciones significativas de compuestos txicos (Khanal, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Madigan et al, 2004; Blaich, 1989).1.3.3.1 AmonioMuchos desechos agroindustriales, especialmente los que estn relacionados con la crianza y procesamiento de ganado, generan altos niveles de amoniaco. El amonaco puede estar presente en el residuo utilizado como sustrato para el reactor o puede ser producido durante la degradacin anaerbica de los compuestos orgnicos nitrogenados como las protenas o aminocidos. El tratamiento anaerbico de estos residuos a menudo no tiene xito, debido a altas concentraciones de este compuesto (Khanal, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Madigan et al, 2004; Blaich, 1989 ). Concentraciones de amnico entre 50 y 1000 mg/L no presentan reacciones adversas, pero concentraciones superiores a 1500 mg/L presentan inhibicin de la metanognesis por efecto txico.El nitrgeno libre del NH3 es la forma ms txica del nitrgeno para los microorganismos metanognicos, ya que el amoniaco o la molcula no ionizada del nitrgeno pueden penetrar a la clula a travs de la membrana celular y en concentraciones muy bajas es capaz de causar la muerte celular. La toxicidad del amonio puede aumentar con la temperatura, los sistemas anaerobios termfilos son ms susceptibles al amonio que los sistemas anaerobios mesfilos, esto ocurre porque en los sistemas mesfilos los microorganismos sufren un proceso de afinidad a concentraciones aumentadas de amonio. Por otra parte, el in amonio (NH4 +) es menos toxico para la poblaciones microbianas del consorcio, ya que ayuda a mantener la neutralidad del reactor (Khanal, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Madigan et al, 2004; Blaich, 1989 ).1.3.3.2 Toxicidad de los Sulfuros El sulfuro se produce durante el tratamiento anaerbico de los efluentes que contengan residuos de azufre y que adems sean ricos en bacterias sulfato-reductoras. El sulfuro tambin es producido durante la degradacin del azufre que contiene la materia orgnica (protenas) presentes en los residuos, tales como el estircol de cerdo. El sulfuro de hidrgeno (H2S) es considerado txico para los microorganismos metangenos por presentar una forma ionizada (Khanal, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Barton, 1995; Blaich, 1989).1.3.3.3 cidos Grasos Voltiles El nivel de los AGV es un indicador de la estabilidad de un sistema. Durante la degradacin anaerbica, la materia orgnica compleja hidrolizada genera compuestos de ms bajo peso molecular, incluyendo cidos grasos de cadena corta (AGCC) (C-2-C-6). Esto incluye principalmente actico, propinico y butrico y cantidades menores de isobutrico, isovalrico, y caproico. En un sistema anaerbico eficiente, la concentracin de AGVs en el efluente es relativamente baja. Sin embargo cuando la relacin simbitica entre microorganismos acidognicos y metanognicos se rompe, los AGVs se acumulan (Khanal, 2008; Bulock y Kristlansen, 1989; Boone et al, 1993).La inhibicin de los microorganismos metanognicos debido a la toxicidad, a cambios en los factores ambientales, o a las condiciones de limitacin de nutrientes provoca la acumulacin de AGVs principalmente acetato, adems de hidrgeno, ocasionando a su vez una disminucin de los valores de pH. Pero este efecto negativo causado por la acumulacin de AGVs se puede mitigar manteniendo el pH dentro del rango ptimo (6.8 - 7.4).1.3.4 AgitacinSe realiza cuando se necesita obtener mezclas homogneas entre el sustrato o alimento de reactor y los microorganismos presentes en el consorcio metanognico, debido al alto contenido de slidos de los mismos. Por otra parte la agitacin brinda ventajas al proceso como una distribucin adecuada de los nutrientes, distribuye homogneamente el calor dentro del reactor y previene la acumulacin de sustancias txicas como los AGVs. La agitacin usada en procesos de digestin anaerbica pueden ser de dos tipos mecnica por recirculacin de gas y el uso de una u otra depende del tamao del reactor y de la disposicin de tecnologa (Bulock y Kristlansen, 1989).1.3.5 Tiempo de retencin hidrulica (TRH)En la digestin anaerbica, el tiempo necesario para la degradacin de materiales orgnicos completamente se conoce como el tiempo de retencin. Burke (2001) afirm que el momento en que los materiales permanecen durante un nmero fijo de das en el digestor se llama tiempo de retencin hidrulica. Los parmetros del proceso tales como la composicin y la temperatura de los residuos, afectan el tiempo de retencin hidrulica de la digestin anaerobia (Monnet, 2003). El tiempo de retencin hidrulica (TRH) puede ser medido dividiendo el volumen del reactor con la tasa de flujo diario. En trminos de la produccin de gas, existe una relacin entre el tiempo de retencin hidrulica y los slidos voltiles. Por lo tanto, la TRH es un parmetro importante que se utiliza para determinar el tiempo requerido para que los microbios crezcan y el tiempo requerido para la conversin de materia orgnica en biogs (Burke, 2001).

1.4 PRETRATAMIENTOS Los principales efectos que tienen los pretratamientos sobre diferentes sustratos, como se informa en la literatura, es la reduccin del tamao de partcula, la solubilizacin y la mejora de biodegradabilidad. Entre los principales pretratamientos se encuentran:1.4.1 Pretratamientos mecnicos1.4.1.1 Trituracin mecnicaMolienda para reduccin de partcula del tamao de malla inferior a 40, tiene un efecto mnimo en los rendimientos de la hidrlisis, as como la tasa de hidrlisis de la biomasa (Chang y Holtzapple, 2000).1.4.1.2 UltrasonidoEs una tcnica empleada para extraer lignina y hemicelulosa, en Yu et al. (2009), emplearon este mtodo a 25C y diferentes perodos de tiempo entre 10 a 60 min., encontrando que el mejor tiempo de residencia fue de 30 min.; sin embargo, su efecto sobre la biomasa es muy superficial comparado con mtodos como el pretratamiento con H2O2.1.4.2 Pretratamiento trmico1.4.2.1 Explosin por vaporEn este tipo de pretratamiento la materia prima es calentada en un rango de 150 a 180C, donde la hemicelulosa y seguida a ella la lignina son solubilizadas (Bobleter, 1994). Temperaturas superiores a 180 C solubiliza la hemicelulosa (Beall y Eickner, 1970). Durante los procesos trmicos una parte de la hemicelulosa es hidrolizada y forma cidos, estos son asumidos como catalizadores para hidrolizar la hemicelulosa (Gregg y Saddler, 1996).1.4.2.2 Agua lquida a alta temperatura.En este proceso se somete la biomasa al efecto de agua caliente a una temperatura entre 170 230C por un tiempo de 46 min. El objetivo de este pretratamiento es solubilizar principalmente la hemicelulosa de la celulosa para hacerla ms accesible y evitar la formacin de inhibidores. Para evitar la formacin de inhibidores, el pH debe mantenerse entre el 4 y 7 durante el pretratamiento. Mantener el pH entre 4 y 7 minimiza la formacin de monosacridos y, por lo tanto, tambin la formacin de productos de degradacin que puede seguir catalizando la hidrlisis del material celulsico durante el pretratamiento (Kohlmann et al, 1995).1.4.3 Pretratamientos qumicos1.4.3.1 Hidrlisis cidaEs un proceso qumico que emplea catalizadores cidos para transformar las cadenas de polisacridos que forman la biomasa (hemicelulosa y celulosa) en sus monmeros elementales. Este tipo de hidrlisis utiliza diferentes clases de cidos: sulfuroso, clorhdrico, sulfrico, fosfrico, ntrico y frmico (Galbe y Zacchi, 2002). Siendo solamente usados a nivel industrial los cidos clorhdrico y sulfrico. Los mtodos industriales de hidrlisis cida se agrupan en dos tipos: los que emplean cidos concentrados (10-30%), trabajan a bajas temperaturas (170-190C) y mayor tiempo de residencia; y los que utilizan cidos diluidos (1-5%), a temperaturas ms altas (160-240C), y tiempo de reaccin de 6-12 segundos.La principal reaccin que ocurre durante el pretratamiento cido es la hidrlisis de hemicelulosa, especialmente xilano como glucomanano. La hemicelulosa puede ser sometida a reacciones hidrolticas produciendo monmeros, como furfural, HMF y otros productos (Fengel y Wegener, 1984). Durante el pretratamiento cido la lignina es rpidamente condensada y precipitada en ambientes cidos (Liu y Wyman, 2003).1.4.3.2 Hidrlisis bsicaSe lleva a cabo con NaOH diluido donde se sumerge el material lignocelulsico, a 60C por 24 horas, produciendo un hinchamiento de la biomasa, teniendo lugar reacciones como solvatacin y saponificacin. Esto provoca un estado de infl amacin de la biomasa, lo que la hace ms accesible para enzimas y bacterias. Disoluciones de lcalis fuertes dan lugar a hidrlisis alcalina, degradacin y descomposicin de polisacridos y rompimiento de radicales finales. La prdida de polisacridos es causada principalmente por el rompimiento de radicales finales y reacciones hidrolticas (Fengel y Wegener, 1984).1.4.3.3 Oxidacin hmedaUn pretratamiento oxidativo consiste en la adicin de un compuesto oxidante, como el perxido de hidrgeno o cido peractico a la biomasa, que est sumergida en el agua. Durante el pretratamiento oxidativo puede tener lugar reacciones como sustitucin electroflica, el desplazamiento de cadenas laterales, rompimientos de vnculos de alquil, aril, ter o de ncleos aromticos (Hon y Shiraishi, 2001).1.4.4 Pretratamientos biolgicoEn este tratamiento el material lignocelulsico se somete a la accin de determinados microorganismos, como los hongos de la podredumbre blanca, marrn o blanda. El objetivo es degradar la lignina y la hemicelulosa, eliminando las barreras que protegen la celulosa y hacindola ms accesible al posterior ataque enzimtico. Los hongos de la podredumbre marrn atacan principalmente la celulosa, mientras que los de la podredumbre blanda y blanca atacan la celulosa y la lignina. Los de la podredumbre blanca se han mostrado como los ms efectivos en el tratamiento biolgico de los materiales lignocelulsicos (Fan et al, 1987). Las ventajas del pretratamiento biolgico son el bajo requerimiento energtico y las suaves condiciones ambientales en la que se produce el proceso. Como inconveniente debe citarse que la tasa de hidrlisis es demasiado lenta. 1.5 InculosLa hidrlisis o conversin biolgica de la celulosa y los dems componentes presentes en la materia orgnica, se puede realizar utilizando diferentes consorcios de microorganismos anaerobios como inculo o cultivo primario. Los inculos ms estudiados son el lodo anaerobio proveniente de plantas de tratamiento primario de aguas residuales y el lquido ruminal (Osorio et al, 2007; Cardona et al, 2004). Sin embargo, en pases como China y Mxico se han utilizado inculos obtenidos a partir de otras fuentes como lixiviados de vertedero, estircol de cerdo o vaca, compostaje, cultivos puros de microorganismos aislados de diferentes ambientes (Moreno et al, 2002).El lquido ruminal ha sido ampliamente estudiado como inculo o cultivo primario para el arranque de reactores metanognicos, debido a la alta actividad metanognica y celuloltica que presenta. Estos microorganismos, poseen una alta capacidad para descomponer polisacridos como la celulosa, lignocelulosa y hemicelulosa a sus respectivos monmeros. De esta manera, se ha demostrado una mayor eficiencia de los reactores, cuando se utilizan microorganismos ruminales en vez de lodos anaerobios, en procesos de degradacin de sustratos vegetales (Burke, 2006; Khanal, 2008). El estircol bovino y el estircol de cerdo poseen una alta eficiencia en la produccin de metano, y la posibilidad de adaptarse fcilmente a diferentes sustratos. Estas caractersticas los convierte en excelentes inculos para la digestin anaerobia de residuos (Campos, 2001). Por otro lado, el uso del lodo proveniente tratamiento de aguas residuales es interesante, debido a los altos rendimientos de produccin de CH4 obtenidos (aproximadamente entre 70 y 85%). Sin embargo, este ltimo posee una baja afinidad por sustratos de tipo vegetal (Khanal, 2008). Para mejorar los porcentajes de rendimiento de biogs en pases como Estados unidos y Espaa, se han utilizado sistemas de co-digestin, realizando mezclas de estos inculos, en diferentes proporciones, con el fin de aumentar la biodegradabilidad del sustrato (Buenda et al, 2009)La eleccin del tipo de inculo, o de la mezcla a utilizar, en el caso de la codigestin, depende del rendimiento y produccin de metano por unidad de sustrato. Es decir, por su actividad hidroltica, metanognica y su afinidad al sustrato.1.6 Tipos de digestores Para llevar a cabo procesos industriales de digestin, se puede diferenciar entre dos tipos de reactores. Un tipo de reactor es el que se utiliza para la siembra y cultivo de microorganismos y el otro tipo de reactor es el que se puede utilizar para llevar a cabo el proceso de digestin de produccin contnua. Para el cultivo de los microorganismos que se utilizan en la digestin es necesario tener un reactor especializado donde se llevan a cabo las reacciones de degradacin. En el reactor de produccin contnua se coloca el inculo para que se lleve a cabo la produccin deseada (Atkinson, 1996). Se detallan a continuacin los modos de operacin ms importantes.1.6.1 Operacin discontnuaUn reactor tipo batch tiene un funcionamiento por lotes, donde el reactor es cargado a su nivel mximo de operacin, se cierra y se lleva a cabo la digestin anaerbica durante el tiempo que se requiera. La principal caracterstica del reactor batch es que no existe transferencia de masa durante el proceso. Es decir los reactantes son introducidos al inicio de la operacin, y lo productos son extrados al final de la digestin. Es por esto que al reactor batch se lo conoce como un reactor discontinuo, ya que no hay entrada ni salida de componentes al reactor durante la operacin. Para operar el digestor tipo batch la biomasa es suministrada en el primer paso. Una vez cargado el reactor se mantiene hermticamente cerrado para que no ingrese oxgeno y as se mantengan las condiciones anaerbicas hasta que la digestin se haya completado. La operacin se divide en dos etapas. Primero se deben desarrollar los microorganismos para luego seguir con la etapa de produccin de biogs. El inculo es una poblacin microbiana inicial, la cual es introducida en el digestor para que se reproduzca y lleve a cabo la degradacin de la materia orgnica. El tiempo que se requiere para llevar a cabo la digestin depende principalmente de la cantidad de materia orgnica y de las condiciones de operacin. Es vital para el proceso evitar el contacto de las bacterias con oxgeno y mantener la temperatura estable en los niveles ptimos de operacin (Atkinson, 1996). Los digestores batch son utilizados cuando la cantidad de materia que se desea tratar es pequea. Otro factor que determina el uso de un digestor batch es el costo ya que los reactores batch requieren de menor tecnologa y pueden ser armados de forma artesanal y pueden ser operados de manera manual (Karaj, 2009).1.6.2 Flujo continoUn reactor de flujo continuo es aquel que tiene un afluente y un efluente continuos. En el reactor de flujo continuo se tiene un intercambio de masa a lo largo del tiempo de operacin.En el proceso convencional de flujo continuo, una cantidad especfica de materia prima es adicionada al reactor diariamente, y ese mismo volumen de lodos es removido del digestor, manteniendo el volumen del digestor constante. Se han utilizado diferentes modos de mezcla en los digestores, desde una agitacin continua hasta sistemas sin ningn tipo de agitacin. En el flujo continuo se busca llegar al estado estacionario mediante el control de las condiciones de operacin que son la concentracin de sustrato, el pH y la temperatura (Winkler, 1994).Una de las desventajas que puede presentar una operacin de flujo continuo es el arrastre de microorganismos en operaciones de caudales elevados. El arrastre de microorganismos ocurre cuando los efluentes son muy altos, pues el flujo que sale del digestor acarrea microorganismos, dejando as al reactor con una concentracin pequea de los mismos. Si no hay una alta concentracin de microorganismos dentro del reactor, no ocurre la digestin. Para solucionar este tipo de inconveniente se han diseado diferentes arreglos y configuraciones de reactores, en los cuales, por ejemplo se adiciona al afluente microorganismos, o se separa los microorganismos del efluente por diversos medios y se los retorna al reactor (Atkinson, 1996).