Optimización del proceso de bioconversión de compuestos orgánicos volátiles en biopolímeros

Abstract

La producción de biopolímeros para sustituir a los plásticos convencionales a partir de sustancias contaminantes o de desecho constituye una alternativa de gran interés a los métodos de tratamiento convencionales. El presente trabajo se centró en la producción de polihidroxibutirato (PHB) empleando la cepa Rhodococcus opacus (DSM 43205), compuestos orgánicos volátiles (COVs) como fuente de carbono y NH4Cl como fuente de nitrógeno. Los ensayos preliminares demostraron que el COV que mejor se adaptó a las condiciones de operación establecidas fue el tolueno, alcanzando un rendimiento de eliminación del 100% y dando lugar a la síntesis de PHB. Posteriormente, se operó un reactor de tanque agitado destinado al crecimiento celular, a la degradación de tolueno y a la producción de PHB. Se empleó una concentración de tolueno de 4 g m-3 y una concentración en nitrógeno variable, limitando en N para optimizar la productividad de PHB alcanzando valores máximos de 39,7% de PHB (en peso) tras 4 días de limitación de N. Además, se observó una eliminación completa de tolueno durante todo el periodo experimental.

The production of bioplastics as substitutes of conventional plastics using waste as carbon source constitutes an interesting alternative to conventional waste management. The present work aimed at the production of polyhydroxybutyrate (PHB) using the strain Rhodococcus opacus (DSM 43205), VOCs as carbon source and NH4Cl as nitrogen. Preliminary assays showed that the VOC that best adapted to the established operating conditions was toluene, reaching a removal performance of 100% and resulting in PHB synthesis. The second trial consisted of a stirred tank reactor for cell growth, toluene degradation and PHB production was operated for 85 days. A toluene concentration of 4 g m-3 and a variable nitrogen concentration were used, limiting N to promote a higher PHB productivity. Maximum PHB values of 39.7% (w/w) were achieved after 4 days of N limitation. A complete toluene abatement was recorded during the experimental period.