B2.3. Configuración de trabajo con el piloto y escalado

Previo a la adaptación de los microrganismos se llevaron a cabo una serie de procesos para la adecuación de los medios de laboratorio a los procedimientos de trabajo en la biolixiviación:

 

- Desarrollo de protocolos de seguridad e higiene laboral

- Estudio de procesos de esterilización del medio y fungibles

- Estudio de los microorganismos presentes en las condiciones de reacción que puedan competir con los Acidithiobacillus ferroxidans.

- Tratamiento previo de limpieza de la fracción no metálica de PCB para la biolixiviación

- Testeos de funcionamiento de equipos durante el escalado (250 ml – 1 L – 10 L – 50 L)

Fracción no metálica de PCB tratada con NaCl saturado y posterior limpieza a fin de separar componentes potencialmente tóxicos

 

Proceso de adaptación y escalado de Acidithiobacillus ferroxidans la fracción no metálica obtenida tras el tratamiento mecánico de los PCB:

 

El proceso de escalado consta de 6 etapas:

- Etapa 1: Inoculación de viales

- Etapa 2: Adaptación a 250 ml

- Etapa 3: Adaptación con PCB a 250 ml

- Etapa 4: Adaptación a con PCB a 1 L

- Etapa 5: Adaptación a con PCB a 10 L

- Etapa 6: Adaptación a con PCB a 50 L

Etapas1-3 del proceso de adaptación y escalado.

 

Etapas 4-6 del proceso de adaptación y escalado.

B2.2. Construcción del piloto e instalación

Se ha llevado a cabo la construcción de un prototipo de 50 L para las operaciones de biolixiviación de la fracción no metálica de los PCB tras el tratamiento mecánico mediante los microrganismos Acidithiobacillus ferroxidans.

 

 

Prototipo de 50 L construido para el proyecto BIOTAWEE

 

El prototipo consta del siguiente equipamiento para controlar las condiciones de operación durante la biolixiviación:

 

- Analizador de pH que facilitará tanto la supervisión de la evolución del pH de la reacción como un posible control a pH constante.

- Controlador de la agitación + varilla con aireación para una agitación controlada que no entorpezca la evolución de los microorganismos y que incorpora aireación en la varilla para mejorar la recirculación del aire en beneficio de las reacciones aerobias que tienen lugar.

- Controlador de T que nos permite un control preciso lo cual es de gran importancia para las reacciones y supervivencia de los microorganismos.

B2.2. Construcción del piloto e instalación

Se ha realizado el diseño de la tecnología necesaria para reproducir el proceso, aumentando la escala hasta una capacidad de 50L. Se ha contactado a los proveedores y la revisión de las ofertas está casi completa.

Tecnología diseñada para el reactor de 50 L.

 

Mientras tanto, se ha realizado la revisión del material de laboratorio necesario para la prueba. Antes de iniciar la prueba en un reactor de 50L, los microorganismos tienen que adaptarse previamente al PCB en matraces de 250ml, aumentando el volumen progresivamente, siendo el volumen previo al reactor de 50L un reactor de 10L ya propiedad de INATEC. Este reactor, equipado con sensores y agitación, ha sido revisado y ya se ha encargado todos los reactivos y material necesario para trabajar con los microorganismos.

 

Prueba realizada en el reactor de 10 L para comprobar el rendimiento. 

B2.1. Obtención y preparación de muestras.

El procesamiento ejecutado con los PCB incluye varias etapas de trituración y separación hasta la obtención de una fracción no metálica para probar mediante tecnología de biolixiviación. La siguiente figura muestra los tres pasos globales del proceso por los cuales pasa el material hasta conseguir la fracción final:

 

Los PCB a través de los procesos de trituración y separación.

 

1er PASO: El proceso comienza con la trituración del material en una fragmentadora.

2o PASO: El material se introduce en el molino durante varios ciclos.

3er PASO: El objetivo de este paso es separar la fracción metálica de la no metálica.

 

MATERIAL PARA BIOLIXIVIZACIÓN: La fracción no metálica obtenida en el paso anterior es la seleccionada para ser utilizada en el proceso de biolixiviación que llevará a cabo el consorcio BIOTAWEE.

A1.3. Esquema principal para el tratamiento microbiológico de PCBs de RAEE.

16 Octubre 2020 A1. Estudio de factibilidad. 206 Views
Figure 3a
PCBs de WEEE en las instalaciones de Reydesa en Legutio, España, 17 de julio de 2018.
Foto de A. Menert.

 

Figure 3b
PCBs WEEE molidos y densitométricamente separados de Reydesa, aumento 10X.
Foto de S. Kuuse.

 

Figure 3c
Residuos electrónicos biolixiviados (origen estonio), ampliación 10X.
Foto de S. Kuuse.

A1.2. Estudio del potencial de biodegradación microbiana de especies indígenas de ARGCON5 con experimentos de cultivo de biolixiviación en microcosmos con el sistema de medición OxiTop AN.

16 Octubre 2020 A1. Estudio de factibilidad. 128 Views
Figure 2a
Matraces del sistema de medición OxiTop AN que contienen PCBs de WEEE en el medio de crecimiento inoculados con ARGCON5 y el medio de crecimiento e inóculo tras 100 días de experimento. El matraz con PCBs de WEEE es notablemente más oscuro.
Foto de A. Menert.

 

Figure 2b
Matraces del sistema de medición OxiTop AN que contienen PCB de WEEE en medio de crecimiento inoculado con ARGCON5 adaptado a los desechos electrónicos, con medio de crecimiento e inóculo solamente y con PCB de WEEE en medio de crecimiento (sin inóculo), en 10 días del experimento. En el matraz con todos los componentes agregados, las burbujas de gas indican la degradación de la materia orgánica.
Foto de A. Menert.

 

Figure 2a
Matraces del sistema de medición OxiTop AN con PCB de WEEE en agua destilada. La fase líquida es cristalina sin la turbidez típica del crecimiento bacteriano.
Foto de A. Menert.

A1.1. Preparación del inóculo para los experimentos de cultivo de biolixiviación.

16 Octubre 2020 A1. Estudio de factibilidad. 131 Views
Figure 1a
El inóculo CELMS No EEUT ARGCON5 se cultiva en tubos de ensayo en un agitador termostatizado a t = 37 °C previo a su introducción en el experimento de bioilixiviación.
Foto de S. Sipp Kulli.

 

Trás el pre-cultivo, queda demostrado el crecimiento de bacterias dad la notable turbiedad en los tubos de ensayo con el inóculo.
Foto de S. Sipp Kulli.

 

Figure 1c
Los colaboradores de BiotaTec Kärt Ukkivi, MSc y Anne Menert, PhD están examinando la calidad del inóculo CELMS No EEUT ARGCON5. El inóculo ha crecido y está listo para ser agregado a la fracción no metálica de PCB de WEEE.
Foto de S. Sipp Kulli.