Sustainable Bioproduction of Volatile Fatty Acids Through Fermentation of Organic Wastes

Abstract

[Resumen] La situación medioambiental actual conllevó a un aumento de 1a conciencia ciudadana y política sobre la importancia de la recuperación de recursos a partir de residuos. En este trabajo se aborda el estudio de la valorización de diferentes residuos orgánicos a través de la fernentación acidogénica para producir ácidos grasos volátiles (AGV). Los AGV son compuestos de alto valor añadido en el mercado con múltiples aplicaciones en la industria biotecnológica. Para la presente tesis se seleccionaron residuos orgánicos procedentes de diferentes orígenes agro industriales y urbanos generados en grandes cantidades en Galicia. Se evalúo el potencial acidogénico de estos residuos tanto en experimentos en modo discontinuo ( experimentos en batch) como en régimen semicontinuo en reactores a escala laboratorio. Además, se estudió el efecto de diferentes parámetros como el pH, la temperatura y el tiempo de retención hidráulico, entre otros, sobre la producción de AGV. También se realizaron estudios donde se evaluó el efecto de la co-digestión entre residuos de diferente origen en la fermentación acidogénica. Además, se determinaron las poblaciones microbianas implicadas en el proceso de producción de AGV mediante técnicas de secuenciación masiva.

[Resumo] A situación medioambiental actual provocou un aumento da conciencia pública e política sobre a importancia de recuperar recursos dos residuos. Neste traballo abórdase o estudo da valorización de diferentes residuos orgánicos a través da fermentación acidoxénica para producir ácidos graxos volátiles (AGV). Os AGV son compostos con alto valor engadido no mercado con múltiples aplicacións na industria biotecnolóxica. Para a presente tese escolléronse para o estudo residuos orgánicos de diferentes fontes agroindustriais e urbanas xerados en grandes cantidades en Galicia. O potencial acidoxénico <lestes residuos avaliouse tanto en experimentos en modo descontiuo ( experimentos por batch) como en réxime semicontinuo en reactores a escala laboratorio. Ademais, estudouse o efecto de diferentes parámetros como o pH, a temperatura e o tempo de retención hidráulica, entre outros, sobre a produción de AGV. Tamén se levaron a cabo estudos onde se avaliou o efecto da co-dixestión entre residuos de diferente orixe na fermentación acidoxénica. Ademais, as poboacións microbianas implicadas no proceso de produción de AGV foron determinadas por técnicas de secuenciación masiva.

[Abstract] The current envirorunental situation led to an increase in public and political awareness of the importance of recovering resources from waste. This work addresses the study of the valorization of different organic wastes through acidogenic ferrnentation to produce volatile fatty acids (VFA). VFA are compounds with high added value in the market with many applications in the biotechnology industry. For the present thesis organic wastes from different agro-industrial and urban origins, generated in big quantities in Galicia, were selected. The acidogenic potential ofthese wastes was evaluated both in discontinuous mode (batch experiments) and in semi-continuous mode in laboratory-scale reactors. In addition, the effect of different parameters, such as pH, temperature, and hydraulic retention time, among others, on VF A production was studied. Studies were also carried out to evaluate the effect of co-digestion between wastes from different source on the VF A production. Moreover, the microbial populations involved in the acidogenic fennentation process were determined using next generation sequencing techniques.