Biomethanation of syngas: identification of metabolic pathways from CO in a natural anaerobic consortium

Au cours des dernières décennies, l’intérêt pour la gazéification de biomasses a considérablement augmenté, notamment en raison de la grande efficacité de recouvrement énergétique de ce procédé par rapport aux autres procédés de génération de bioénergies. Les composants majoritaires du gaz de synthèse, le monoxyde de carbone (CO) et l’hydrogène (H2) peuvent entre autres servir de substrats à divers microorganismes qui peuvent produire une variété de molécules chimiques d’intérêts, ou encore produire des biocarburants, particulièrement le méthane. Il est donc important d'étudier les consortiums méthanogènes naturels qui, en syntrophie, serait en mesure de convertir le gaz de synthèse en carburants utiles. Cette étude évalue principalement le potentiel de méthanisation du CO par un consortium microbien issu d’un réacteur de type UASB, ainsi que les voies métaboliques impliquées dans cette conversion en conditions mésophiles. Des tests d’activité ont donc été réalisés avec la boue anaérobie du réacteur sous différentes pressions partielles de CO variant de 0.1 à 1,65 atm (0.09 à 1.31 mmol CO/L), en présence ou absence de certains inhibiteurs métaboliques spécifiques. Dès le départ, la boue non acclimatée au CO présente une activité carboxidotrophique relativement intéressante et permet une croissance sur le CO. Les tests effectués avec de l’acide 2- bromoethanesulfonique (BES) ou avec de la vancomycine démontrent que le CO est majoritairement consommé par les bactéries acétogènes avant d’être converti en méthane par les méthanogènes acétotrophes. De plus, un plus grand potentiel de méthanisation a pu être atteint sous une atmosphère constituée uniquement de CO en acclimatant auparavant la boue. Cette adaptation est caractérisée par un changement dans la population microbienne désormais dominée par les méthanogènes hydrogénotrophes. Ceci suggère un potentiel de production à large échelle de biométhane à partir du gaz de synthèse avec l’aide de biofilms anaérobies.

La pilota de platja : exemple de joc cooperatiu a educació física. 'La pelota de playa : ejemplo de juego cooperativo en educación física'.

Se presenta un juego a realizar con los alumnos de primaria en el área de educación física. Se trata de un juego de pelota en el que prima el trabajo cooperativo entre los integrantes del grupo, en este caso los alumnos. Se pueden introducir diversas variantes pero es importante definirlas antes de iniciar el juego. El material utilizado es sencillo, se trata de una pelota de poco peso o un globo.

Importància de la velocitat de sortida de la pilota i de la precisió com a paràmetres d'eficàcia en el llançament en salt a distància en l'handbol.

Contiene tablas y esquema. Resumen tomado parcialmente del autor

El joc de la pilota en la Comunidad Valenciana.

Construir un modelo general de interpretación del juego deportivo y que el mismo modelo sirva de inspiración teórica. Elaborar un sistema a partir del 'joc de la pilota' valenciano. Diseñar las directrices para la construcción sistémica de dicho juego.. La realización del 'joc de la pilota' en Valencia y sus comarcas.. Analiza las bases teóricas que sustentan la investigación cualitativa. Estudia la base sistémica como paradigma de construcción de su modelo. Aborda el estudio de los juegos de pelota conjugando su historia con su diversidad formal. Elabora el modelo sistémico del 'joc'.. Observación, entrevista.. Gráficas de barras y circulares.. El análisis del espacio revela dos formas posibles de su utilización: espacio con un cierto grado de domesticación y la calle como espacio con menos domesticación. El tiempo presenta formas policrónicas, en que la acción permite atender a varios requerimientos. Los sujetos son los protagonistas de la acción con amplio margen de decisión contractual. La acción motriz revela la red de comunicación y contra-comunicación motriz de las modalidades del 'joc', las cuales constituyen una lógica interna de enfrentamiento desde la visión sociomotriz.. El 'joc de la pilota' permite la socialización además de la actividad física que conlleva. Sobretodo se trata de valorar la diversidad, los antagonismos de los pueblos en que cada uno se autoidentifica. La diversidad se generaliza en un juego que reivindica su unidad a partir de la propia diversidad. Motivar situaciones complejas en el juego nos lleva a una nueva racionalidad en la que se debe improvisar. Es una actividad mucho más libre que los juegos que parten de órdenes y pautas unidireccionales..

Ejemplificaciones para Educación Física : juegos tradicionales y Euskal Pilota.

Material realizado por el seminario de Educación Física Margen Izquierda, integrado por profesorado de diversos centros educativos de Vizcaya. Se dirige al alumnado de la Educación Secundaria Obligatoria y pretende crear las bases y los procedimientos para adquirir, mantener o procurarse una buena condición física. Se divide en dos partes. La primera parte incluye dos unidades didácticas, una sobre Voleibol y otra sobre Deporte Autóctono y Juegos Populares, con una aproximación teórica a la disciplina, su ubicación en el currículo de la ESO, objetivos, contenidos y aspectos metodológicos y de la evaluación, con el diseño de una ficha de observación. La segunda parte consiste en ejemplificaciones de sesiones prácticas, con una amplia variedad de ejercicios y actividades que pueden emplearse como material de apoyo para elaborar la propia programación. No se trata de sesiones-tipo cerradas; las propuestas que se incluyen son una ayuda genérica y con ellas se aportan ideas, ejercicios, conceptos, objetos, todo ello adaptable a cada grupo y a cada aula concretos. Será el profesorado quien los adecúe a las necesidades de su alumnado en razón de la evaluación inicial y de los objetivos trazados.

Dissolution of phosphorus from animal bone char in 12 soils

Heat-treated animal bone char (ABC) has not previously been evaluated for its potential as a phosphorus (P) fertilizer. ABC, Gafsa phosphate rock (GPR) and triple superphosphate fertilizer (TSP) were incubated in 12 soils. Dissolved-P was assessed by extraction with NaOH and bioavailability with the Olsen extractant. The rate of P dissolution from ABC was described almost equally well by the Elovich and Power equations. After 145 days, the fraction of P dissolved ranged from 0 to 73% and to 56% for ABC and GPR, respectively. The most important soil properties determining P dissolution from ABC were pH and P sorption. P dissolution was not significant at soil pH > 6.1 (ABC) and > 5 (GPR) and the lower the pH, the greater the Dissolved-P. Dissolved-P also correlated positively and significantly with inorganic P sorption, measured by the Freundlich isotherm and the P sorption index of Bache and Williams (1971). Soil pH and P sorption index could be combined in multiple regression equations that use readily measured soil properties to predict the potential for ABC dissolution in a soil. Dissolution of P from GPR correlated with soil pH and exchangeable acidity. In comparison with GPR, ABC was a better source of available P, assessed by Olsen-P. In most soils, ABC increased Olsen-P immediately after application, including soils of relatively high pH in which GPR was ineffective. ABC is a P fertilizer of solubility intermediate between GPR and TSP.

Ecological impacts from syngas burning in internal combustion engine: Technical and economic aspects

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

A palavra arbitrária: estudo e tradução de Fenêtres dormantes et porte sur le toit, de René Char

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de syngas em substituição a combustíveis gasoso em processos siderúrgicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Abundant and Stable Char Residues in Soils: Implications for Soil Fertility and Carbon Sequestration

Large-scale soil application of biochar may enhance soil fertility, increasing crop production for the growing human population, while also sequestering atmospheric carbon. But reaching these beneficial outcomes requires an understanding of the relationships among biochar's structure, stability, and contribution to soil fertility. Using quantitative C-13 nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, we show that Terra Preta soils (fertile anthropogenic dark earths in Amazonia that were enriched with char >800 years ago) consist predominantly of char residues composed of similar to 6 fused aromatic rings substituted by COO- groups that significantly increase the soils' cation-exchange capacity and thus the retention of plant nutrients. We also show that highly productive, grassland-derived soils in the U.S, (Mollisols) contain char (generated by presettlement fires) that is structurally comparable to char in the Terra Preta soils and much more abundant than previously thought (similar to 40-50% of organic C). Our findings indicate that these oxidized char residues represent a particularly stable, abundant, and fertility-enhancing form of soil organic matter.

Produzione di bioetanolo da scarti lignocellulosici della canna da zucchero: condizioni di saccarificazione e fermentazione simultanee (SSF) e aspetti ambientali del processo

Il presente studio ha avuto l’obiettivo di indagare la produzione di bioetanolo di seconda generazione a partire dagli scarti lignocellulosici della canna da zucchero (bagassa), facendo riscorso al processo enzimatico. L’attività di ricerca è stata svolta presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica dell’Università di Lund (Svezia) all’interno di rapporti scambio con l’Università di Bologna. Il principale scopo è consistito nel valutare la produzione di etanolo in funzione delle condizioni operative con cui è stata condotta la saccarificazione e fermentazione enzimatica (SSF) della bagassa, materia prima che è stata sottoposta al pretrattamento di Steam Explosion (STEX) con aggiunta di SO2 come catalizzatore acido. Successivamente, i dati ottenuti in laboratorio dalla SSF sono stati utilizzati per implementare, in ambiente AspenPlus®, il flowsheet di un impianto che simula tutti gli aspetti della produzione di etanolo, al fine di studiarne il rendimento energetico dell’intero processo. La produzione di combustibili alternativi alle fonti fossili oggigiorno riveste primaria importanza sia nella limitazione dell’effetto serra sia nel minimizzare gli effetti di shock geopolitici sulle forniture strategiche di un Paese. Il settore dei trasporti in continua crescita, consuma nei paesi industrializzati circa un terzo del fabbisogno di fonti fossili. In questo contesto la produzione di bioetanolo può portare benefici per sia per l’ambiente che per l’economia qualora valutazioni del ciclo di vita del combustibile ne certifichino l’efficacia energetica e il potenziale di mitigazione dell’effetto serra. Numerosi studi mettono in risalto i pregi ambientali del bioetanolo, tuttavia è opportuno fare distinzioni sul processo di produzione e sul materiale di partenza utilizzato per comprendere appieno le reali potenzialità del sistema well-to-wheel del biocombustibile. Il bioetanolo di prima generazione ottenuto dalla trasformazione dell’amido (mais) e delle melasse (barbabietola e canna da zucchero) ha mostrato diversi svantaggi: primo, per via della competizione tra l’industria alimentare e dei biocarburanti, in secondo luogo poiché le sole piantagioni non hanno la potenzialità di soddisfare domande crescenti di bioetanolo. In aggiunta sono state mostrate forti perplessità in merito alla efficienza energetica e del ciclo di vita del bioetanolo da mais, da cui si ottiene quasi la metà della produzione di mondiale di etanolo (27 G litri/anno). L’utilizzo di materiali lignocellulosici come scarti agricolturali e dell’industria forestale, rifiuti urbani, softwood e hardwood, al contrario delle precedenti colture, non presentano gli svantaggi sopra menzionati e per tale motivo il bioetanolo prodotto dalla lignocellulosa viene denominato di seconda generazione. Tuttavia i metodi per produrlo risultano più complessi rispetto ai precedenti per via della difficoltà di rendere biodisponibili gli zuccheri contenuti nella lignocellulosa; per tale motivo è richiesto sia un pretrattamento che l’idrolisi enzimatica. La bagassa è un substrato ottimale per la produzione di bioetanolo di seconda generazione in quanto è disponibile in grandi quantità e ha già mostrato buone rese in etanolo se sottoposta a SSF. La bagassa tal quale è stata inizialmente essiccata all’aria e il contenuto d’acqua corretto al 60%; successivamente è stata posta a contatto per 30 minuti col catalizzatore acido SO2 (2%), al termine dei quali è stata pretrattata nel reattore STEX (10L, 200°C e 5 minuti) in 6 lotti da 1.638kg su peso umido. Lo slurry ottenuto è stato sottoposto a SSF batch (35°C e pH 5) utilizzando enzimi cellulolitici per l’idrolisi e lievito di birra ordinario (Saccharomyces cerevisiae) come consorzio microbico per la fermentazione. Un obiettivo della indagine è stato studiare il rendimento della SSF variando il medium di nutrienti, la concentrazione dei solidi (WIS 5%, 7.5%, 10%) e il carico di zuccheri. Dai risultati è emersa sia una buona attività enzimatica di depolimerizzazione della cellulosa che un elevato rendimento di fermentazione, anche per via della bassa concentrazione di inibitori prodotti nello stadio di pretrattamento come acido acetico, furfuraldeide e HMF. Tuttavia la concentrazione di etanolo raggiunta non è stata valutata sufficientemente alta per condurre a scala pilota un eventuale distillazione con bassi costi energetici. Pertanto, sono stati condotti ulteriori esperimenti SSF batch con addizione di melassa da barbabietola (Beta vulgaris), studiandone preventivamente i rendimenti attraverso fermentazioni alle stesse condizioni della SSF. I risultati ottenuti hanno suggerito che con ulteriori accorgimenti si potranno raggiungere gli obiettivi preposti. E’ stato inoltre indagato il rendimento energetico del processo di produzione di bioetanolo mediante SSF di bagassa con aggiunta di melassa in funzione delle variabili più significative. Per la modellazione si è fatto ricorso al software AspenPlus®, conducendo l’analisi di sensitività del mix energetico in uscita dall’impianto al variare del rendimento di SSF e dell’addizione di saccarosio. Dalle simulazioni è emerso che, al netto del fabbisogno entalpico di autosostentamento, l’efficienza energetica del processo varia tra 0.20 e 0.53 a seconda delle condizioni; inoltre, è stata costruita la curva dei costi energetici di distillazione per litro di etanolo prodotto in funzione delle concentrazioni di etanolo in uscita dalla fermentazione. Infine sono già stati individuati fattori su cui è possibile agire per ottenere ulteriori miglioramenti sia in laboratorio che nella modellazione di processo e, di conseguenza, produrre con alta efficienza energetica bioetanolo ad elevato potenziale di mitigazione dell’effetto serra.

Biometanazione della frazione organica di rifiuti solidi urbani da raccolta indifferenziata mediante codigestione con refluo zootecnico o addizione di solfuro di sodio

Il presente elaborato è stato finalizzato allo sviluppo di un processo di digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU oppure, in lingua inglese OFMSW, Organic Fraction of Municipal Solid Waste) provenienti da raccolta indifferenziata e conseguente produzione di biogas da impiegarsi per il recupero energetico. Questo lavoro rientra nell’ambito di un progetto, cofinanziato dalla Regione Emilia Romagna attraverso il Programma Regionale per la Ricerca Industriale, l’Innovazione e il Trasferimento Tecnologico (PRRIITT), sviluppato dal Dipartimento di Chimica Applicata e Scienza dei Materiali (DICASM) dell’Università di Bologna in collaborazione con la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Ferrara e con la società Recupera s.r.l. che applicherà il processo nell’impianto pilota realizzato presso il proprio sito di biostabilizzazione e compostaggio ad Ostellato (FE). L’obiettivo è stato la verifica della possibilità di impiegare la frazione organica dei rifiuti indifferenziati per la produzione di biogas, e in particolare di metano, attraverso un processo di digestione anaerobica previo trattamento chimico oppure in codigestione con altri substrati organici facilmente fermentabili. E’ stata inoltre studiata la possibilità di impiego di reattori con biomassa adesa per migliorare la produzione specifica di metano e diminuire la lag phase. Dalla sperimentazione si può concludere che è possibile giungere allo sviluppo di metano dalla purea codigerendola assieme a refluo zootecnico. Per ottenere però produzioni significative la quantità di solidi volatili apportati dal rifiuto non deve superare il 50% dei solidi volatili complessivi. Viceversa, l’addizione di solfuri alla sola purea si è dimostrata ininfluente nel tentativo di sottrarre gli agenti inibitori della metanogenesi. Inoltre, l’impiego di supporti di riempimento lavorando attraverso processi batch sequenziali permette di eliminare, nei cicli successivi al primo, la lag phase dei batteri metanogeni ed incrementare la produzione specifica di metano.