Fungal pretreatment of citrus waste improves the hydrolysis and acidogenesis of the organic fraction of urban solids wastes Translated title: El pretratamiento fúngico de residuos cítricos aumenta la hidrólisis y acidogénesis de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos

Abstract

ABSTRACT This work shows the increase in hydrolysis and acidogenesis of the organic fraction of urban solid waste (OFUSW) by the action of fungal hydrolytic enzymes obtained by solid-state fermentation (SSF) with Aspergillus niger C25B28 on citrus wastes (CW) without sterilization or the addition of nutrients. To quantify the hydrolysis and acidogenesis of the organic fraction of urban solid waste, three treatments were studied in triplicate: OFUSW plus 10 % fresh CW (RC treatment), and OFUSW plus 10 % citrus wastes pretreated by SSF (RCA treatment). The mixtures were packed into an anaerobic hydrolytic leaching bed reactor. The results showed that SSF decreased the limonene concentration by 97 %, removing 20 % of fiber and 46 % of fat from fresh CW. Pectinases (37 U/g DM [dry matter]), cellulases (33 U/g DM), xylanases (98 U/gDM), and proteases (0.2 U/gDM) were produced. Significant differences were observed between the different treatments: the greatest reduction in total solids (24 %), the highest removal efficiency of organic matter as chemical oxygen demand (COD), and the reduction of fats (23 % and 28 %, respectively), was achieved in RCA, compared to those obtained in the reactors with OFUSW and ReC without pretreatment. The production rate of volatile fatty acids (VFA) was 1.4 gVFA/Ld for RCA, 4.5 times higher than in the reactors without pretreatment.

Translated abstract

RESUMEN Este trabajo muestra el aumento de la hidrólisis y acidogénesis de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos (FORSU) por la acción de enzimas hidrolíticas obtenidas mediante fermentación en medio sólido (FMS) con Aspergillus niger C25B28, sobre residuos cítricos (ReC) sin esterilización y sin adición de nutrientes. Para cuantificar la hidrólisis y acidogénesis de la FORSU se estudiaron tres tratamientos por triplicado: FORSU (R); FORSU más 10 % de ReC (RC) y tratamiento de la FORSU más 10 % de ReC pretratados por FMS (RCA). Las mezclas se empaquetaron en reactores anaerobios hidrolíticos de lecho escurrido. Los resultados muestran que la FMS disminuyó en un 97 % la concentración de limoneno y removió el 20 % de fibra más el 46 % de grasa de los ReC frescos. Se produjeron pectinasas (37 U/g materia seca [MS]), celulasas (33 U/g MS), xilanasas (98 U/g MS) y proteasas (0.2 U/g MS). Se observaron diferencias significativas entre los distintos tratamientos: en los rectores con RCA se obtuvo la mayor reducción de los sólidos totales (24 %), la mayor eficiencia de remoción de la materia orgánica como demanda química de oxígeno y la reducción de grasas (23 % y 28 %, respectivamente) en porcentajes superiores a los obtenidos en los reactores con FORSU y con ReC sin pretratar. La tasa de producción de ácidos grasos volátiles fue de 1.4 gAGV/Ld para RCA, 4.5 veces mayor que para los reactores sin pretratamiento.