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dc.contributor.advisorCorona González, Rosa Isela
dc.contributor.advisorMéndez Acosta, Hugo Oscar
dc.contributor.authorGarcía Sánchez, Rodolfo
dc.date.accessioned2019-11-29T18:40:27Z-
dc.date.available2019-11-29T18:40:27Z-
dc.date.issued2015
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12104/79872-
dc.identifier.urihttps://wdg.biblio.udg.mx
dc.description.abstractRhodopseudomonas palustris es capaz de producir hidrógeno por fotofermentación a partir de las vinazas tequileras, de aquí que se considere una alternativa prometedora. Sin embargo es necesario incrementar la producción por esta vía para que sea competitiva con respecto a la producción por síntesis química. En este trabajo se evaluaron condiciones de cultivo de R. palustris a partir de vinazas tequileras con el propósito de incrementar la producción de hidrógeno. Para disminuir la inhibición por H2 y CO2 producidos por la bacteria se reemplazó la atmósfera de los cultivos en viales por N2 cada 24 horas durante 15 días de la fermentación, obteniéndose 1,721 mL H2/L de medio de cultivo, en comparación con los cultivos a los que no se les reemplazó la atmósfera fue 3 veces mayor la producción de hidrógeno. Posteriormente, se comparó la adición de diferentes fuentes de nitrógeno (ácido glutámico, extracto de levadura y NH4CI) a las vinazas contenidas en viales, tomando como control las vinazas sin la adición de nitrógeno en forma de sales, se encontró que en las vinazas sin nitrógeno en forma de sales produjo 1,896 mL H2/L de medio, en los medios a los que se añadió nitrógeno en sales la producción fue ligeramente menor aunque estadísticamente esta diferencia no fue significativa. Con el objeto de estudiar el impacto del carbonato de sodio en la producción de hidrógeno se evaluaron diferentes concentraciones de este (0.106, 0.212 y 0.318 g/L), donde se observó que no había diferencia significativa en la producción de H2 en comparación con el control que no contenía carbonato de sodio (1,721 mL H2/L de medio). Diferentes concentraciones de FeCb (0.027, 0.054 y 0.081 g/L) fueron añadidas a las fermentaciones en viales para determinar el efecto del hierro sobre la producción de hidrógeno a partir de las vinazas tequileras encontrándose que el incremento en la concentración de FeCb no aumentó la producción de H2 (1,488 mL H2/L de medio).
dc.description.tableofcontentsÍNDICE DE CONTENIDO ABREVIATURAS Y/O SÍMBOLOS ÍNDICE DE CONTENIDO ............................................................................................................ 1 ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................. V ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................................. VII RESUMEN .................................................................................................................................. 1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 3 JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................................... 5 OBJETIVOS ............................................................................................................................... 6 Objetivo general ...................................................................................................................... 6 Objetivos específicos .............................................................................................................. 6 HIPÓTESIS ................................................................................................................................ 7 CAPÍTULO 1. MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES ........................................................ 8 1.1 Hidrógeno: descripción y propiedades .......................................................................... 8 1.2 Usos del hidrógeno ....................................................................................................... 8 1.3 Producción química del hidrógeno .............................................................................. 1 O 1.3.1 Reformado con vapor .......................................................................................... 1 O 1.3.2 Electrólisis ........................................................................................................... 1 O 1.3.3 Oxidación parcial de hidrocarburos ...................................................................... 1 O 1.3.4 Gasificación de carbón ........................................................................................ 11 1.4 Producción biológica de hidrógeno ............................................................................. 11 1.4.1 Producción de hidrógeno a partir de algas ........................................................... 11 1.4.2 Producción de hidrógeno por fermentación oscura .............................................. 12 1.4.3 Producción de hidrógeno por electrólisis biocatalítica .... ..................................... 12 1.4.4 Producción de biohidrógeno mediante foto-fermentación .................................... 12 1.5 Microorganismos productores de hidrógeno ............................................................... 14 1. 6 Rhodopseudomonas palustris .................................................................................... 16 1. 7 Rutas metabólicas para la producción de hidrógeno por vía biológica ....................... 18 1.7.1 Hidrogenasas ...................................................................................................... 19 1.7.2 Nitrogenasas ....................................................................................................... 19 1.7.3 Conversión del sustrato a hidrógeno ................................................................... 20 1.8 Condiciones de cultivo para la producción de hidrógeno con Rhodopseudomonas .... 21 1.8.1 Relación Carbono/Nitrógeno para la producción de H2 ....... •... •... •... •... •... •... •... •.... 21 1.8.2 Ácidos orgánicos de cadena corta ....................................................................... 21 1.8.3 Carbonato ............................................................................................................ 22 1.8.4 Fuentes de nitrógeno ........................................................................................... 22 1.8.5 Hierro .................................................................................................................. 22 1.8.6 Gases .................................................................................................................. 22 1.8.7 Intensidad de luz ................................................................................................. 23 1.8.8 Ciclos de luz-oscuridad ........................................................................................ 23 1.9 Producción de hidrógeno a partir de materiales de desecho ....................................... 24 1.9.1 Tratamiento biológico de vinazas en la producción de hidrógeno ........................ 25 1.1 O Vinazas tequileras ...................................................................................................... 25 CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS ......................................................................... 28 2.1 Estrategia experimental .............................................................................................. 28 2.2 Materiales ................................................................................................................... 29 2.2.1 Cepa .................................................................................................................... 29 2.2.2 Vinazas tequileras ............................................................................................... 29 2.2.3 Conservación de Rhodopseudomonas palustris DSM 123 .................................. 29 2.2.4 Medio de cultivo para producción de hidrógeno ................................................... 31 2.3 Producción de hidrógeno por fermentación en viales .................................................. 31 2.3.1 Difusión de gas nitrógeno en las vinazas tequileras ............................................ 32 2.3.2 Fuentes de nitrógeno para la producción de biohidrógeno ................................... 32 11 2.3.3 Producción de biohidrógeno utilizando diferentes concentraciones de carbonato de sodio 33 2.3.4 Producción de biohidrógeno utilizando diferentes concentraciones de cloruro férrico 33 2.4 Producción de biohidrógeno en reactor por lote .......................................................... 34 2.4.1 Intensidad de luz ................................................................................................. 35 2.4.2 Ciclos de luz-oscuridad ........................................................................................ 35 2.5 Métodos ...................................................................................................................... 35 2.5.1 Determinación de biomasa .................................................................................. 36 2.5.2 Determinación de hidrógeno ................................................................................ 36 2.5.3 Determinación ácidos orgánicos de cadena corta ................................................ 36 2.5.4 Determinación de fructosa ................................................................................... 37 2.5.5 Determinación de pH ........................................................................................... 37 2.5.6 Determinación de la demanda química de oxígeno (DQO) .................................. 37 2.5.7 Determinación de azúcares totales ...................................................................... 38 2.5.8 Determinación de azúcares reductores ................................................................ 38 2.5.9 Medición de sólidos suspendidos volátiles (SSV) y totales (SST) ........................ 38 2.5.1 O Determinación de nitrógeno total ......................................................................... 38 2.5.11 Determinación de fósforo total ............................................................................. 39 2.5.12 Determinación de hierro ...................................................................................... 39 2.5.13 Determinación de sulfatos ................................................................................... 39 2.5.14 Determinación de fenoles .................................................................................... 39 CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................... 40 3.1 Caracterización de las vinazas tequileras ................................................................... 40 3.2 Efecto de la difusión de gas en las vinazas tequileras ................................................ 41 3.3 Evaluación de diferentes fuentes de nitrógeno para la producción de hidrógeno ........ 50 3.4 Estimación de la producción de hidrógeno utilizando diferentes concentraciones de carbonato de sodio ................................................................................................................ 55 3.5 Comparación de diferentes concentraciones de cloruro férrico ................................... 59 111 3.6 Evaluación de la intensidad de luz .............................................................................. 63 3.7 Evaluación de ciclos de luz-oscuridad ........................................................................ 71 CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................ 75 4.1 Conclusiones .............................................................................................................. 75 4.2 Recomendaciones ...................................................................................................... 76 Bibliografía ................................................................................................................................ 77 ANEXOS ................................................................................................................................... 87 A. Curva de calibración para determinación de peso seco ................................................. 87 B. Curva de calibración para determinación de hidrógeno .................................................. 87 C. Curva de calibración para determinación de ácido láctico .............................................. 87 D. Curva de calibración para determinación de ácido acético ............................................ 88 E. Curva de calibración para determinación de ácido fórmico ............................................. 88 F. Curva de calibración para determinación de ácido isovalérico ....................................... 88 G. Curva de calibración para determinación de ácido succínico ......................................... 89 H. Curva de calibración para determinación de ácido propiónico ....................................... 89 1. Curva de calibración para determinación de ácido valérico ............................................ 89 J. Curva de calibración para determinación de ácido isobutírico ........................................ 90 K. Curva de calibración para determinación de ácido butírico ............................................. 90 L. Determinación de azúcares reductores .......................................................................... 90 M. Determinación de azúcares totales ................................................................................ 91 N. ANOVA del efecto de la difusión de gas en las vinazas tequileras ................................. 91 O. ANOVA de la evaluación de diferentes fuentes de nitrógeno para la producción de biohidrógeno ......................................................................................................................... 92 P. ANOVA de la estimación de la producción de biohidrógeno utilizando diferentes concentraciones de carbonato de sodio ................................................................................ 92 Q. A NOVA de la comparación de diferentes concentraciones de cloruro férrico ................. 92 R. ANOVA de la evaluación de la intensidad de luz ............................................................ 93 S. ANOVA de la evaluación de ciclos de luz-oscuridad ...................................................... 93
dc.formatapplication/PDF
dc.language.isospa
dc.publisherBiblioteca Digital wdg.biblio
dc.publisherUniversidad de Guadalajara
dc.rights.urihttps://wdg.biblio.udg.mx/politicasdepublicacion.php
dc.titleEvaluación de condiciones de cultivo para incrementar la producción de hidrógeno con Rhodopseudomonas palustris a partir de vinazas tequileras
dc.typeTesis de Maestria
dc.rights.holderUniversidad de Guadalajara
dc.rights.holderGarcía Sánchez, Rodolfo
dc.type.conacytmasterThesis-
dc.degree.nameMAESTRIA EN CIENCIAS EN PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS-
dc.degree.departmentCUCEI-
dc.degree.grantorUniversidad de Guadalajara-
dc.degree.creatorMAESTRO EN CIENCIAS EN PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS-
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