Presentación2

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Sostenibilidad
Desarrollo sostenible sin afectar el
medio ambiente, salud,
productividad y garantizar la
seguridad alimentaria para el
bienestar de la humanidad
Producción Pecuaria
• La carne y huevos de aves de corral son productos alimenticios asequibles
y de calidad consumidos por la mayoría de las poblaciones y etnias del
mundo.
• Los avances en el conocimiento y la tecnología han favorecido el
crecimiento y la intensificación de la producción ANIMAL en los países en
desarrollo, que experimentan un crecimiento demográfico y unas
limitaciones económicas cada vez mayores.
• Las cuestiones relacionadas con el medio ambiente, la salud humana y la
calidad de vida de las personas que viven cerca y lejos de las unidades de
producción de aves de corral Y OTROS ANIMALES hacen de LA GESTIÓN DE
LOS RESIDUOS UN FACTOR FUNDAMENTAL PARA EL CRECIMIENTO Y LA
SOSTENIBILIDAD a largo plazo de la producción de aves de corral en las
instalaciones de mayor escala ubicadas cerca de zonas urbanas y
periurbanas.
Gestión de residuos
• La gestión de los subproductos avícolas como posibles contaminantes se
centra en los problemas de calidad del agua y el aire, y en algunos casos
de calidad del suelo (FAO, 2008; Nahm y Nahm, 2004; Williams, Barker y
Sims, 1999).
• Entre los problemas específicos bien documentados figura la degradación
de las aguas superficiales y/o las aguas subterráneas cercanas como
resultado del aumento de la carga de nutrientes como el nitrógeno y el
fósforo (y, en determinados emplazamientos, el potasio).
• Los problemas relativos a la calidad del aire son menos conocidos e
incluyen el destino y efectos del amoníaco, el sulfuro de hidrógeno, los
compuestos orgánicos volátiles (COV) y las partículas de polvo emitidas
por las instalaciones de producción de aves de corral.
• Las emisiones de gases de efecto invernadero y los efectos sobre la salud
relacionados con olores molestos son también temas relevantes y
actuales, debido al cambio climático global y al aumento de las
poblaciones humanas en las proximidades de las explotaciones de aves de
corral, respectivamente.
Problema
• La sociedad humana y la vida en el planeta se entrelazan y se encuentran
en un punto crítico.
• Hoy en día el mundo depende los combustibles de origen fósil para cubrir
más del 80% de sus necesidades de energía.
• Estamos afrontando amenazas y retos sin precedentes en materia de
producción y suministro de energía, e incremento en los precios de
productos alimenticios y fuentes de energía fósiles, los cuales están
asociados con la dependencia de nuestras economías en estas fuentes de
energía y el incremento del precio del petróleo a nivel global.
• Una amenaza importante con consecuencias sociales es EL CAMBIO
CLIMÁTICO RELACIONADO CON EL INCREMENTO DE LA CONCENTRACIÓN
DE CO2 en la atmósfera y la pobre de calidad del aire debido a sustancias
contaminantes también concentradas en ella.
Lavoisier
“En la naturaleza nada es creado,
ni nada es perdido,
todo es transformado”
La naturaleza ofrece alternativas para la
transformación de los residuos contaminantes
en otros no contaminantes por acción de
sistemas biológicos.
Clasificación de los residuos
• ACTIVIDAD AGROPECUARIA:
• Residuos animales (excrementos sólidos y semisólidos, desechos de faena,
cadáveres, sobrantes de suero y leche); vegetales (restos de cosechas y
cultivos.
• ACTIVIDAD AGROINDUSTRIAL
• INDUSTRIA LÁCTEA
• INDUSTRIA FRIGORÍFICA
• INDUSTRIA CEREALERA
• INDUSTRIA ACEITERA Y GRANOS OLEAGINOSOS
• INDUSTRIA DE LA PESCA
• INDUSTRIA FORESTAL
• RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: Residuos sólidos domiciliarios y residuos de
• limpieza barrido y mantenimiento.
Tipos de residuos
• RESIDUOS INORGÁNICOS: origen mineral y sustancias
o compuestos sintetizados por el hombre. Metales,
plásticos, vidrios, etc. Agrotóxicos, agroquímicos,
fitosanitarios y agroveterinarios, por su origen
sintético y efecto residual.
• RESIDUOS ORGÁNICOS: origen en los seres vivos,
animales o vegetales como consecuencia de las
funciones fisiológicas de mantenimiento y
perpetuación o son producto de la explotación
humana de los recursos bióticos.
Produccion de desechos
• Con la generación de desechos sólidos en
promedio de 0,92 kg/hab/día, se estima que
la población urbana (360 millones) en América
Latina y el Caribe se está produciendo 330.000
toneladas diarias de residuos sólidos
municipales, y unos 1.188 millones de
toneladas anualmente. Los rellenos sanitarios
y vertederos lixivian contaminantes en aguas
subterráneas y además generan metano.
Tecnología: parte de Solución
• Las sociedades humanas pueden usar los conocimientos
adquiridos, experiencia, TECNOLOGIA e innovación para crear
nuevas oportunidades que aseguren una mejor calidad de
vida para las generaciones presentes y futuras.
• Dentro de este contexto, la agricultura moderna puede jugar
un papel primordial en la construcción de sociedades
sostenibles, mediante la producción de alimentos y la
producción y utilización de biomasa no alimenticia para la
generación de energía, combustible y bioproductos.
Conversión de masa a energía
• En general, la adopción de tecnologías y procesos de conversión de los
residuos agrícolas, forestales y municipales para la producción de
bioenergía, biocombustibles y bioproductos protege la salud de los
humanos, recursos naturales (suelo, agua y aire) y vida silvestre, así como
también contribuye a reducir los insumos químicos para la producción de
alimento y fibra.
• Dentro de los beneficios claves para el medio ambiente se incluye la
reducción de emisión de GEI debido a la sustitución de fuentes de energía
fósiles por las renovables para producir electricidad, calor y combustibles
alternativos en base a la biomasa no alimenticia.
• La protección a los seres humanos y la vida silvestre se da mediante la
conversión de los estiércoles animales a formas energéticas y
bioproductos diversos. Esta conversión permite reducir el riesgo de
contaminación del agua y aire con patógenos como el E. Coli 0157 y la
Salmonella y Campylobacter, así como por la adición excesiva de nitrógeno
y fósforo de los estiércoles a los suelos cultivables.
Contaminación & resistencia a
antibióticos
• La conversión de la biomasa a productos útiles
ayuda en prevenir la contaminación del agua
con sustancias provenientes del estiércol
animal que interrumpen el sistema endocrino
o que crean resistencia a los antibióticos, lo
cual contribuye a mejorar el nivel de bioseguridad tanto en las zonas rurales como
urbanas.
BIOREMEDIACION
• Utilización
de
sistemas
biológicos
(microorganismos, enzimas) para degradar o
remover contaminantes nocivos del ambiente.
• El principal objetivo de la TECNOLOGIA es
mejorar el bienestar de la humanidad. Pero
también ha infligido un alto precio sobre el
medio ambiente. Los avances de esta
tecnología que ha contribuido al problema,
también podría ser la fuente de la solución.
http://www.omicsonline.org/jbrbdhome.php
Probioticos: beneficios
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Neutralization of toxin
Production of antibacterial compounds
Competition for adhesion sites
Alternation of microbial metabolism
Stimulation of immunity in the host
Accelerate the sediment decomposition by producing organic acids
Production of hydrogen peroxide
Production of enzymes
Enzimas
• Enzymes are delicate protein molecules necessary for life.
• Proteases are the single class of enzymes which play an
important part in the metabolism of almost all organisms
(Plants, Animals, Fingi, Bacteria and Viruses).
• Investigation of proteases is a central issue in enzymology due
to their wide applications in Landry detergents,
Pharmaceutical. Leather products, Photography, Food,
Agricultural products and Bioremediation process
Proteasas
• Among the various proteases, bacterial extracellular
proteases are the most significant, compared with animal,
Plants, viruses and fungal extracellular proteases.
• Extracellular proteases produced by Bacillus and cocci species
are of main interest from a biotechnological perspective, and
are not only in scientific fields of protein chemistry and
protein engineering but also in applied fields such as
detergents, foods, tannery, pharmaceutical and leather
industries.
• These proteases account for 60% of the total worldwide
production of enzymes.
• The genus Bacillus and cocci contains a
number of industrially important species and
approximately half of the present commercial
production of bulk enzymes derives from the
srtains of Bacillus and cocci.
MICROORGANISMOS
• La gran biodiversidad de microorganismos sobre la
tierra es un reservorio inexplotadas de especies con
capacidades inesperadas.
• Un gran numero de bacterias poseen diferente
capacidad para descomponer residuos que son tóxicos
al hombre.
• La diversidad de microbios es enorme.
• Algunos subsisten por la alimentación de otras células
vivas, muchas otras usan materia orgánica en
descomposición para su subsistencia, otras son capaces
de utilizar sustancias toxicas como fuentes de energía.
Industria Pecuaria: Avicultura
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Nutrient, Atmospheric Emission, Pathogens, and By-products
Desarrollo de practicas de manejo mejorados, aplicacion de tecnologias para el
estiercol.
Desarrollo de metodos para identificar y cuantificar las emisiones de la avicultura,
ganado lechero o carne y cerdos cuyos estiercol son aplicados a la tierra.
Reducir amonio, olor, microorganismos y emisiones pariculares provenientes del
ganaso vacuno, cerdos y avicultura, operaciones a traves del uso de sistemas de
tratamiento (biofiltros, etc) y practicas de manejo innovativos.
Seguimiento de una serie de suelos contaminados estiercol de vacunos, cerdos o
aves infectado con Campylobacter jejuni, Salmonella sp o Mycobacterium avium
subsp, paratuberculosis (MAP).
Use molecular-based methodologies to quantify the occurrence of pathogens and
evaluate new methods to inhibit their survival and transport in soil, water, and
waste treatment systems.
SUBPRODUCTOS DE LA AVICULTURA
• Para evitar conflictos y garantizar la sostenibilidad y el potencial de
crecimiento de todos los sistemas de producción de aves de corral, los
conocimientos básicos sobre los asuntos ambientales y sanitarias que
plantea el manejo de los desechos avícolas serán útiles para los
avicultores, ya sean pequeños o grandes, tanto en la actualidad como en
el futuro.
• LOS SUBPRODUCTOS DE LA PRODUCCIÓN AVÍCOLA SON VALIOSOS SI SE
MANEJAN Y RECICLAN ADECUADAMENTE, independientemente del
tamaño de las parvadas. En caso contrario, sin embargo, constituyen
también elementos, compuestos y vectores de insectos y parásitos, así
como de organismos patógenos, que son motivo de preocupación. El
manejo de los subproductos avícolas se centra en asuntos relacionadas
con la calidad del suelo, el agua y el aire
• En la planificación, construcción y explotación de instalaciones avícolas de
cualquier tamaño deberían tomarse en consideración los problemas que
puedan plantear el ALMACENAMIENTO, MANEJO Y UTILIZACIÓN DE
SUBPRODUCTOS DE DESECHOS.
• A escala mundial, se han realizado numerosas investigaciones para
identificar formas de recuperar productos de valor añadido de los
desechos animales con objeto de MITIGAR LOS EFECTOS AMBIENTALES.
• Se dispone de una gran variedad de sistemas y enfoques tales como la
UTILIZACIÓN DE SUBPRODUCTOS EN LA TIERRA COMO FERTILIZANTE, EL
RECICLADO EN COMPONENTES PARA PIENSOS Y LA RECUPERACIÓN DE
MATERIALES PARA GENERAR BIO-ENERGÍA, que pueden dar resultados
satisfactorios si se explotan y gestionan convenientemente.
•
Bioremedacion de desperdicio de la
Avicultura
• Enzyme technology and development today is a highly efficient and potent
process. However, there are so many fields where improvements in our
knowledge and the ability to predict outcomes would be advantageous.
Actinomycetes, the wonderful organisms can able to produce antibiotics
and enzymes are acting as a source for the production of keratinase
enzyme. Poultry waste is the one of the major cause for soil pollution and
18 million thousand poultry waste was produced every year which can be
treated by keratinase enzyme, thus bioremediates and converts them into
cysteine rich amino acids and can be used as food and feed supplements.
Our research studies discuss the degradation patterns of feather effluents
by Actinomycetes and the formation of degradable products. Thus
Bioremediation of Poultry Waste and its further use in Biotechnology are
discussed (http://www.advancedbiotech.in/archives.html: Advanced
BioTech, Volume:10 Issue:01 July 10, 2010).
Utilization of Poultry Litter for Pesticide
Bioremediation
•
Agricultural chemical products such as pesticides have been used to increase crop
production, especially in undeveloped countries. Poultry litter, the combination of feces and
bedding materials, has also been used as an alternative to improve soil quality for crop
production. However, information regarding the utilization of poultry litter as growth
substrate for bioremediation of synthetic chemicals used in agriculture is very limited. In this
chapter, the potential benefit of utilizing poultry litter as a growth substrate for fungal growth
(as well as bacterial source) in bioremediation of pesticides will be explored. Thus, the effect
of pesticides on microbial population (from poultry litter) and the fungal growth will be
examined. In addition, in this chapter a comparison of treatments (biostimulations) from
poultry litter versus synthetic vitamin substrates in enhancing microbial population and
fungal growth in the presence of pesticide mixture in a controlled-lab setting will be detailed.
Specifically, this chapter will explore the effect of a mixture of pesticides on poultry litter
microflora and a fungus (Trametes versicolor CDBB-H-1051) that is known to be able to
degrade pesticides. The results will show that poultry litter was able to enhance fungal
growth better than vitamins in the presence of pesticide mixture. Therefore, poultry litter can
serve as growth substrate for fungal growth and provide additional capable microflora for
pesticide bioremediation. This can reduce cost quite substantially when replacing the
required vitamins for growth with poultry litter at contaminated sites or treatment systems
such as barrier walls.
Pollinaza
Composición
Valor de 3 tipos de pollinaza
Composición de tipos de estiércol
Producción de gallinaza/pollinaza
• La cantidad y características de la gallinaza dependen de la
especie, la edad, la dieta y la salud de las aves, así como de
las prácticas de gestión agrícola. Las estimaciones de heces
excretadas por 1 000 aves al día (basadas en el promedio
de peso diario vivo durante el ciclo de producción de las
aves) se sitúan en torno a 120 kg para las gallinas
ponedoras, 80 kg para los pollos de carne, entre 200 y 350
kg para los pavos (hembras en fase de crecimiento y
machos pesados en fase de crecimiento, respectivamente),
y 150 kg para los patos (Collins et al., 1999; Williams,
Barker y Sims, 1999). Se pueden efectuar extrapolaciones
para obtener estimaciones generales sobre el número de
aves de una explotación determinada.
• Después de la excreción, la cantidad de gallinaza que ha de
manejarse depende de factores tales como el contenido de
agua, si la gallinaza se almacena en un lugar donde la lluvia
se acumula o si se mezcla con materiales tales como paja,
virutas de madera o cáscaras de arroz, lo cual es habitual
en las camas de los alojamientos de las aves de carne. Las
estimaciones de la yacija producida por 1 000 aves de carne
para la venta oscilan entre 1,1 y 2,4 toneladas para los
pollos, 7,3 y 12,7 toneladas para los pavos (hembras en fase
de crecimiento y machos pesados en fase de crecimiento,
respectivamente), y 3,9 toneladas para los patos (Collins et
al. 1999; Williams, Barker y Sims, 1999)
• Dependiendo de la formulación de las dietas, las
prácticas de gestión y la reglamentación de las
empresas de producción avícola de una determinada
región, en la gallinaza y las camas puede haber
también residuos químicos de productos farmacéuticos
veterinarios (antibióticos, coccidiostáticos y larvicidas)
(Sims y Wolf, 1994). El muestreo y análisis de
laboratorio riguroso de los microorganismos nocivos y
los residuos químicos contenidos en la gallinaza y las
camas son fundamentales para la implementación de
prácticas de mitigación eficaces.
Gallinaza / Pollinaza
• La gallinaza es uno de los residuos sólidos más importantes en términos
de la posibilidad de afectar significativamente el ambiente en las granjas
de producción, debido a su composición y a las grandes cantidades
generadas.
• La población avícola en Perú fue de 535.8 millones de pollos y 17 millones
de ponedoras (2011) .
• Se calcula que un pollo produce diariamente 150 gramos de gallinaza
húmeda y cada gallina 100, que representa para los avicultores una fuente
de ingreso adicional al proveniente del negocio de huevos y carne.
• Entre los abonos utilizados actualmente, se destaca por su composición en
macronutrientes ya que mejora las características físicas del suelo y se
utiliza como fertilizante en una amplia variedad de cultivos de tipo
comercial como flores, pastos, legumbres y frutales entre otros.
Gallinaza / Pollinaza: Procesamiento
• Hasta hace poco se utilizaba la gallinaza de manera natural
como salía de los galpones ocasionando problemas
fitosanitarios y como consecuencia pérdidas en los cultivos y
sólo hasta hace poco se identificaron las ventajas de procesar
el producto.
• En la actualidad los avicultores saben de la necesidad de
compostar el producto para obtener un abono de buena
calidad, utilizando microorganismos oxigénicos termofílicos
para acelerar la producción y sólo hasta la realización de
investigaciones recientes se ha tenido conocimiento de la
microbiota fúngica que participa en el proceso.
Procesamiento:
Fermentación
Biotratamiento
• Después de someter a descomposición los materiales
orgánicos por medio de microorganismos, se obtiene un
producto final remanente llamado humus. El proceso
completo que involucra la separación y conversión microbiana
de los desechos sólidos orgánicos se conoce como
fermentación controlada.
• La descomposición de los desechos sólidos orgánicos se
puede llevar a cabo oxigénica o anoxigénicamente,
dependiendo de la disponibilidad de oxígeno. Debido a que el
proceso anoxigénico es extremadamente lento y puede ser
difícil controlar los olores ofensivos asociados con este
proceso, la mayoría de las operaciones de fermentación
controlada son oxigénicas.
• Microbiología del Proceso. Aunque son extremadamente
diversos, los principales microorganismos involucrados en la
descomposición oxigénica de los desechos sólidos se pueden
identificar como: bacterias, hongos, levaduras y
actinomicetos. Mientras se encuentra que miembros de cada
uno de estos grupos son capaces de descomponer todas las
materias primas en los desechos sólidos, como grupo
prefieren diferentes compuestos.
• Normalmente, las bacterias prefieren azúcares solubles
simples, mientras los hongos, levaduras y actinomicetos son
particularmente efectivas en la descomposición de celulosas y
hemicelulosas.
PLUMAS
Producción de biogas:
Digestión anaerobia
•
Este es un proceso biológico que ocurre naturalmente y es usado para el
tratamiento de una amplia gama de desechos agrícolas, municipales e industriales.
La DA es un proceso de producción neto de combustible y energía. El biogás es un
combustible producido durante la DA mediante las bacterias metanogénicas que
descomponen los materiales orgánicos principalmente en ecosistemas y
ambientes desprovistos de oxígeno. Un grupo numeroso de bacterias median en
los procesos bioquímicos que convierten la biomasa en biogás. En términos
generales, la materia orgánica compleja es hidrolizada en compuestos orgánicos
simples como azúcar y amino ácidos por un grupo de bacterias “solubilizadoras”.
Otro grupo de bacterias convierte estas moléculas simples en dióxido de carbono,
hidrógeno, amoniaco y ácidos orgánicos como el ácido acético. La conversión final
catalizada por las bacterias metanogénicas involucra la conversión de estos ácidos
orgánicos en biogás compuesto mayoritariamente por metano (CH4) y dióxido de
carbono (CO2).
•
•
El biogás producido por la DA contiene entre 60-70% de CH4, 20-25 % de CO2, y el
resto consiste de H2 e impurezas como el H2S. El biogás puede ser utilizado como
combustible en lugar de ser liberado a la atmósfera. El alto contenido de metano
hace de éste una fuente excelente de energía renovable para reemplazar al gas
natural y otros combustibles fósiles, y de esta manera ayuda a reducir las
emisiones de GEI y otros contaminantes en la atmósfera. El biogás es usado
típicamente en calderas y en motores de combustión interna o generadores de
turbina para producir electricidad y calor. Las instalaciones de DA que producen
biogás utilizan la electricidad y el calor localmente y el excedente eléctrico se
exporta a la red de energía eléctrica. La DA también produce un efluente con alto
contenido de amoniaco, y un subproducto sólido con alto contenido de fosfato. El
efluente se puede utilizar como un biofertilizante de alto grado, y el componente
sólido se puede usar como un biofertilizante de menor grado nutricional para los
cultivos.
Existen diferentes tipos de equipos de tratamiento anaerobios y los avances en
estas tecnologías ocurren a medida que el interés en la misma se incrementa
•
•
En general, un sistema de digestión aerobia consiste en un reactor, un
componente para el manejo del biogás, otro para la producción de energía
(cogeneración), y otro para almacenar la biomasa digerida.
Las tecnologías de DA están disponibles comercialmente en Europa, Norte
América, Asia y otros países para el tratamiento de los residuos a gran escala. La
India y China han desarrollado equipos y tecnologías para granjas de menor escala.
En general, los costos por animal para el establecimiento y operación de sistemas
de tratamientos anaerobios disminuyen en operaciones de mayor escala. La
economía de escala para la producción de biogás y energía a partir de los desechos
de la ganadería podría ser mejorada con una mayor densidad de animales por
granja, y con áreas de producción intensiva construyendo instalaciones de
tratamiento centralizadas, y aceptando una variedad de residuos orgánicos
provenientes de mataderos, la industria alimenticia y de desperdicios municipales.
Producción de Etanol:
Celulosa
• Los avances científicos y tecnológicos durante la última
década han creado nuevas oportunidades para la producción
de biocombustible de fuentes no alimenticias. Estos avances
incluyen una fermentación enzimática eficiente de la celulosa,
la gasificación y pirólisis de residuos agrícolas y forestales,
madera y basuras municipales. El uso de residuos agrícolas,
forestales y municipales como fuentes para la producción de
biocombustibles debiera contribuir significativamente a una
economía sostenible y una vida de mejor calidad en nuestro
planeta. Los residuos de biomasa están disponibles en forma
amplia alrededor del mundo.
• Se espera que la producción y suministro de etanol continúen
derivándose de granos hasta cuando la celulosa pudiera
convertirse en una materia prima alternativa a dichos granos.
• En Canadá se proyecta un mayor número de plantas capaces
de producir 1,500 millones de litros de etanol a partir de la
celulosa en el 2025. En comparación a los granos, la utilización
de biomasa con alto contenido de celulosa para la producción
de etanol tiene un bajísimo costo ambiental, y no entra en
competencia con la producción de granos para consumo
humano.
• Enerkem junto a Greenfield Ethanol y la municipalidad de la ciudad de
Edmonton en Canadá, acaban de firmar un acuerdo por 25 años para
construir la primera planta en el mundo para producir anualmente 36
millones de litros de biocombustibles (metanol y etanol) a partir de la
gasificación de las basuras municipales sólidas clasificadas.
• La tecnología propiedad de Enerkem es capaz de producir 360 litros de
etanol a partir de 1 tonelada de material seco, lo que equivale a conducir
un vehículo por una distancia aproximada de 2,500 kilómetros.
• Otras materias primas que pueden utilizar esta última tecnología son las
maderas de demolición y tratadas, rastrojo de trigo, residuos forestales, y
basuras municipales.
• Se estima que los biocombustibles producidos en esta planta contribuirán
a reducir las emisiones de GEI en más de 6 millones de toneladas métricas
en la provincia de Alberta dentro de los próximos 25 años. Lo último es
equivalente a remover 12,000 autos de las calles cada año.
• Es necesario y posible reducir los costos de producción del etanol aún más
a través del apoyo de programas de investigación y desarrollo. La
innovación juega un papel muy importante en el desarrollo de
catalizadores biológicos y químicos eficientes para la conversión de la
biomasa en materiales valiosos y combustibles renovables. Los sistemas
de biocombustibles basados en la conversión enzimática, hidrólisis
química y procesos físico químicos deberán coexistir en las biorefinerías
para convertir las fuentes de celulosa con lignina (p. ej., residuos
forestales y agrícolas) en azúcares y alcoholes. Se espera que la
investigación ayude a desarrollar y mejorar los nuevos procesos biológicos,
químicos y termoquímicos, así como nuevos equipos ayudarán a aumentar
la eficiencia y reducir los costos de producción.
Producción de Aceite:
Pirólisis
• La pirólisis es un proceso termoquímico que puede convertir la biomasa a
líquidos (bioaceites), gas sintético y biochar, este último es un
subproducto altamente carbonizado. El proceso de conversión se realiza
en una cámara de reacción entre 450° y 500 °C en ausencia de oxígeno, y
la materia orgánica volatilizada se condensa en un líquido (bioaceite), el
cual puede ser utilizado como combustible o fuente de compuestos
químicos de alto valor comercial. Estos compuestos químicos sirven de
materia prima a la industria farmacéutica, química, de alimentos,
nutracéutica y cosmética.
• Desde un punto de vista ambiental, la pirólisis de la biomasa contribuye a
reducir las emisiones de GEI, y protege los recursos naturales de suelo,
agua y aire al evitar su contaminación con un exceso de nutrientes,
agentes biológicos y compuestos químicos que pueden estar contenidos
en los estiércoles y otros desperdicios.
Pirólisis: Estiércol de pollo
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•
En la actualidad, el bioaceite producido a través de pirólisis derivado del estiércol
de pollo ha sido probado en quemadores para la calefacción en granjas de
animales.
Es necesario que nuestra sociedad apoye la investigación y desarrollo para que la
tecnología de pirólisis de la biomasa siga avanzando.
Por ejemplo la estabilización y el refinamiento del bioaceite permitirán su uso
como un combustible de alta calidad para motores de combustión interna.
La aplicación del hidrotratamiento y nanocatálisis podrían producir un combustible
de alta calidad para el transporte a partir de los bioaceites crudos.
En el proceso de refinamiento de algunos bioaceites obtenidos de residuos
agrícolas con alto contenido de nitrógeno (p.ej., estiércol de pollo) se puede
también llegar a recuperar el nitrógeno, y otros elementos nutritivos como el
fósforo y azufre, los cuales pueden ser reciclados en tierras cultivables.
Desde un punto de vista social, la producción y uso de los bioaceites provee
nuevas oportunidades de trabajo y desarrollo económico para las comunidades
rurales e industriales.
• El proceso de conversión de biomasa puede ser optimizado para la
maximización en la producción de bioaceites, biochars o gases sintéticos
dependiendo del tipo de proceso pirolítico y composición química de la
biomasa. Los bioaceites son producidos a partir de una variedad de
residuos orgánicos incluyendo los agrícolas y forestales, y las basuras
sólidas municipales. Otras materias primas no-alimenticias para la
producción de bioaceites incluyen los residuos de plantas con alto
contenido de lignina, desechos de granos secos obtenidos de los
destilados de granos de maíz para producir alcoholes etílicos, los
subproductos sólidos secos de los digestores anaerobios y también los
residuos de cultivo.
• La producción de bioaceites y sus subproductos a través de la pirólisis de
los residuos provenientes de la producción avícola, ganadera, y de los
residuos sólidos municipales son una estrategia de utilización alternativa
de la biomasa a los procesos de composteo, incineración, y despojo de
materiales orgánicos en vertederos municipales y sanitarios.
• Los bioaceites derivados por pirólisis del estiércol de pollo
contienen más de 500 compuestos químicos, muchos de ellos
utilizados como insumos por la industria química,
farmacéutica y cosmética. Esfuerzos realizados por científicos
en los laboratorios de investigación del Ministerio de
Agricultura y Agroalimentos del Canada en conjunto con la
Universidad de Ottawa y Universidad de Rostock en Alemania
se enfocan a la caracterización química de estos compuestos
como también a desarrollar procesos de extracción,
separación y purificación de algunos de los compuestos con
alto valor comercial presentes en el bioaceite.
Metano …Metanol
• Otros ejemplos de procesos de bioconversión secundaria de los residuos
agrícolas tienen que ver con la utilización de las bacterias metanotróficas
para convertir el gas metano en metanol, un biocombustible, y una
variedad de productos químicos. El metano, un GEI, es un componente del
biogás producido por la digestión anaerobia y también del gas sintético
producido por la gasificación o pirólisis de residuos orgánicos.
• Los procesos de conversión biológicos y químicos del metano a productos
comerciales con valor agregado son parte de lo que se denomina la
economía del metanol. Las bacterias metanotróficas y metilotróficas
pueden ser utilizadas para convertir el metanol a polímeros como el
polihidroxibutirato (PHB) o el polihidroxialkanoato (PHA), los cuales son
utilizados en la producción de plásticos biodegradables.
Cama del ave
•
La cama es un complejo sistema biológicamente activo compuesto por bacterias,
levaduras, virus e insectos sobre un material que por lo común es no higroscópico.
El estado de la cama puede estar caracterizado por propiedades físicas y químicas
muy específicas que determinarán la cantidad y tipo de microorganismos
presentes en ella.
Una cama de pollos de engorde generalmente contiene cerca de 1 billón de
microorganismos viables por gramo. Conocer su origen y función dentro del
sistema es el prerrequisito fundamental para diseñar los programas de manejo y
control más adecuados de acuerdo a nuestras necesidades.
Los microorganismos en la cama provienen de diferentes fuentes, siendo la
principal el tracto gastrointestinal de las aves. La carga microbiana en la cama es
básicamente el reflejo del alimento y agua consumido por las aves. En adición a los
microorganismos depuestos por las deyecciones, se encuentra la carga intrínseca
del material del que se compone la cama y las cargas microbianas transportadas
por el aire, personal y equipo que entra al galpón.
Microorganismos de la cama
Amoniaco de aves
• La calidad del aire puede verse afectada por la emisión en el
aire de contaminantes procedentes de las instalaciones de
producción de aves de corral.
• El amoníaco que se emite en la atmósfera es el contaminante
vinculado con la producción de aves de corral con mayor
impacto ecológico (FAO, 2009).
• El transporte y destino del amoníaco una vez que se libera en
la atmósfera son dos cuestiones que aún no se conocen con
detalle, pero se sabe que la presencia del amoníaco en altas
concentraciones puede provocar efectos ambientales que
repercuten en los ecosistemas locales y la salud humana.
• El amoníaco de las explotaciones avícolas deriva del
nitrógeno, que es un componente esencial de las proteínas de
la dieta, los aminoácidos y otras biomoléculas necesarias para
la vida. Sin embargo, el nitrógeno dietético no convertido en
carne, huevos u otros tejidos se excreta en forma de
nitrógeno orgánico, el cual se convierte rápidamente en
amoníaco con la mayor parte de las prácticas de producción
avícola, aunque no con todas.
• La cantidad de amoníaco que se emite realmente a la
atmósfera depende de múltiples variables, entre ellas el
clima, el diseño de los gallineros y ciertas técnicas de
almacenamiento y tratamiento de la gallinaza y la cama como,
por ejemplo, los métodos para su aplicación a la tierra.
Manejo del amoniaco
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A species of bacteria called Nitrosomonas converts this ammonia into nitrite
(2NH4+ +3O2 = 2NO2- + 4H+ + 2H2O).
A second species of bacteria called Nitrobacter converts this nitrite into nitrate
(2NO2- + O2 = 2NO3-).
Algae and aquatic plants utilize nitrate to produce chlorophyll, which are in turn consumed by
zooplankton and then by fish, prawn and shrimp. Thence the cycle repeats.
These bacteria are important to aqua farmers because without them it is difficult to maintain
healthy environmental conditions in the aquaculture ponds.
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•
The biochemical reaction of Nitrosomonas sp.: Energy generation in Nitrosomonas
by two enzymes, Ammonia monooxygenase (AMO) and Hydroxylamine
oxidoreductase (HAO) are involved in the oxidation of ammonia to nitrite.
The biochemical reaction of Nitrobacter is a very simple reaction, involving the
cytochrome system as follows:
•
El papel de los microorganismos en la cama depende de su habilidad para sobrevivir en ese
ecosistema. Siendo la cama el principal reservorio de patógenos que en un mayor o menor
grado afectan la salud de nuestras aves, y por otra parte, la presencia de microorganismos
que aún siendo inocuos para las aves representan un peligro para la salud del hombre, el
control de estas poblaciones de patógenos debe ser la prioritaria meta en los programas de
manejo de cama.
Existen dentro de los microorganismos que habitan en la cama especies que no afectan
directamente la salud del ave; sin embargo, estos organismos pueden afectar la calidad de la
cama y las condiciones ambientales donde se desarrolla la explotación, por medio de su
participación en procesos complejos de reciclado de nutrientes, o excreciones depuestas por
las aves.
En este sentido la volatilización del amoniaco en las camas ha sido atribuida a la acción
microbiana sobre compuestos nitrogenados, principalmente el ácido úrico excretado por las
aves. El pH de la cama tiene un papel importante en la volatilización del amoniaco ya que una
vez formado éste puede estar como NH3 o como ión amonio (NH4+). La concentración de
amoniaco tiende a incrementarse conforme aumenta el pH de la cama, así tenemos que la
liberación del amoniaco es ligeramente baja en pH iguales o ligeramente inferiores a 7, en
tanto que con un pH igual o superior a 8 la concentración de amoniaco pasa a ser
significativa.
•
La descomposición del ácido úrico se ve favorecida en condiciones de alcalinidad
(pH>7), debido a que la enzima Uricazala cual cataliza la ruptura del ácido úrico,
tiene una actividad máxima a un pH de 9. Esta enzima resulta la principal
herramienta de algunas bacterias ureoliticas como el Bacilluspasteurii el cual no
tiene crecimiento en pH neutro, pero se desarrolla con éxito en pH alrededor de
8,5. Si consideramos que generalmente el pH de la cama está entre los rangos de 9
a 10, entonces podemos entender que están las condiciones dadas para que se
manifieste una gran volatilización de amoniaco en el interior de nuestros galpones.
Otro grupo de microorganismos que afectan la cama son los que tienen actividad
proteolítica, ya que ellos por medio de sus proteasas ayudan a descomponer las
proteínas excretadas por las aves. En este caso la degradación de las deyecciones
de las aves conduce a evitar la formación de costras en la superficie de la cama, lo
cual afectaría su friabilidad. En este caso las prácticas de manejo que incrementen
los niveles de organismos proteolíticos indudablemente conducirán a una mejora
en la calidad de la cama.
Calidad de la cama
•
La cama cuenta con unas propiedades físicas y químicas que impactan directamente sobre los
microorganismos presentes en ella. Entender como esas propiedades afectan la carga microbiana
de la cama resulta clave para desarrollar estrategias que mejoren su calidad y mantengan el control
sobre los microorganismos indeseables. En este sentido podemos mencionar:
Propiedades Físicas: El tamaño de la partícula y su forma pueden determinar cuándo debemos
cambiar la cama o restituirla dentro del galpón, ya que estas dos características impactan
directamente sobre la friabilidad de la misma.
La friabilidad es el término usado para describir cuan fácilmente se desmorona la cama en
nuestras manos y está directamente relacionado con la cantidad de agua que ha penetrado en la
superficie de la cama. Hablando en un sentido práctico las camas más friables se desmoronarán
más fácilmente; por el contrario, las menos friables se desmoronarán menos debido a que
básicamente han sido capaces de retener mayor cantidad de agua en su superficie. Bajo estas
condiciones, materiales de cama muy finos o de partículas pequeñas tienden a compactarse
reteniendo agua y reduciendo la friabilidad de la cama, favoreciendo el desarrollo de
microorganismos. Los materiales que son gruesos y de tamaño irregular tienden a no compactarse,
por lo que mantienen su friabilidad, permiten una menor retención de líquidos, y finalmente un
ambiente menos adecuado para el desarrollo de microorganismos.
•
Igualmente, las propiedades absorbentes de los materiales usados como
cama tienen un impacto importante sobre la carga microbiana de la misma
debido a que éste puede saturarse y resultar en una mayor superficie húmeda
la cual es más favorable para el crecimiento de microorganismos.
Propiedades Químicas: El pH de la cama es generalmente alcalino y se ubica
entre los rangos de 7.0 – 8.5 debido a la acumulación de amonio y material
fecal. Estas condiciones son las más favorables al crecimiento de la mayoría de
los microorganismos presentes en la cama.
Por otra parte, debido a la alta cantidad de proteínas presentes en la cama
se genera de manera satisfactoria una alta capacidad buffer, por lo que pocos
moduladores de pH son efectivos en el corto plazo.
La actividad del agua (aw) es la segunda propiedad química de la cama y la
que quizás afecta de manera más contundente la actividad microbiana de la
misma. Básicamente la actividad del agua esta representada por la cantidad
de agua libre o disponible para crecimiento microbiano en la cama.
•
La actividad del agua es medida por medio de un hidrómetro en
una escala numérica que va desde 0 hasta 1.0. Esta aw no debe
confundirse con la humedad de la cama ya que esta última incluye
no sólo a la actividad del agua sino también incluye al agua ligada o
no disponible para el crecimiento microbiano. Sin embargo, la
actividad del agua es relacionada con la humedad relativa de la
cama por medio de la fórmula: awx100%=HR. Frecuentemente las
camas en pollos de engorde tienen una actividad del agua entre los
rangos de 0.85 a 0.99, y muchas de las bacterias tienen como
requerimiento un mínimo de 0.95 de actividad de agua para su
crecimiento.
Investigadores de la Universidad de Maryland demostraron una
correlación significativa y positiva entre el nivel de actividad de
agua en la superficie de la cama y la presencia y supervivencia de
Salmonella en galpones de pollos parrilleros y en sus canales
•
Mientras mayor es la actividad del agua en la superficie de la cama,
mayor es el número de muestras positivas obtenidas tanto en la
cama como en las canales de animales sacrificados, generando un
riesgo moderado en nuestra población a partir de una actividad del
agua mayor a 0.83, considerándose un alto riesgo cuando se
obtienen
actividades
de
agua
mayores
a
0.90.
Dentro de las propiedades intrínsecas de la cama que favorecen el
crecimiento microbiano, debemos reconocer que la humedad
relativa y la temperatura juegan un papel determinante, que
difícilmente podemos controlar. Desafortunadamente las
temperaturas y la humedad relativa consideradas como óptimas
para el desarrollo de las aves, igualmente son optimas para el
establecimiento de las más influyentes cargas bacterianas en la
cama
Mejora de la calidad de la cama
•
Las estrategias para mejorar la calidad de la cama están orientadas a
controlar sus propiedades físicas y químicas, en busca de un efecto directo
sobre su carga microbiana. Para este fin se plantean distintas medidas que
aplicadas en su conjunto pueden mejorar significativamente las
propiedades de la cama, favoreciendo el estatus sanitario de nuestras aves
y sus parámetros productivos.
El punto de partida de toda la estrategia de reutilización está en conocer
la naturaleza o tipo de material usado en la cama ya que esto puede
determinar desde un principio su friabilidad. Así pues se recomiendan
usar materiales poco finos (que eviten su compactación) y que liberen
rápidamente la humedad, todo esto considerando su disponibilidad y
costo en el mercado local.
• Aún contando con el material más adecuado, es una recomendación
general remover lo más pronto posible cualquier compactación o concha
presente en la superficie de la cama durante el desarrollo del lote, y una
vez que se halla desocupado el galpón. La idea general es garantizar desde
el principio la mayor friabilidad de la cama, recordando siempre que
mientras más friable es la cama menor es la actividad del agua y por lo
tanto
tiende
a
ser
menor
la
carga
microbiana.
La adecuada ventilación y el correcto mantenimiento y uso de
bebederos u otros equipos instalados para refrescar a las aves así como el
debido drenaje alrededor del galpón, ayudan a minimizar la actividad del
agua, reduciendo de esta manera el crecimiento de microorganismos
patógenos y productores de amonio, que afectan severamente el confort
animal dentro del galpón.
•
El control del pH constituye quizás la piedra angular de toda estrategia
para incrementar la seguridad al momento de reutilizar la cama. En
función de ello, la primera pregunta a realizarse sería ¿Cuál es el producto
más adecuado para el tratamiento de la cama?
Indiscutiblemente la respuesta a esta pregunta estará asociada a la
relación costo beneficio dentro de cada granja en particular, sin embargo
la justificación del tratamiento será plena en los casos en los que se
presenten una o más de las siguientes situaciones:
-Alto costo de la cama.
-Desafíos sanitarios persistentes.
-Reacciones postvacunales persistentes.
-Necesidad de reducir los niveles de amonio en el galpón.
-Incremento de la densidad de aves.
-Ambientes muy húmedos.
-Prolongada reutilización de la cama.
• Para responder a nuestras necesidades en el tratamiento de camas en
avicultura encontramos básicamente tres alternativas: los tratamientos
químicos, los biológicos, y los que afectan la microbiología y la actividad
ureasa.
Entre los tratamientos biológicos están los basados en microorganismos
no patogénicos, enzimas y estimulantes que promueven la modificación
de la microflora de la cama. A pesar de que esta alternativa disminuye el
riesgo microbiológico, la reducción de los niveles de amonio es marginal
en comparación con las otras alternativas.
Los tratamientos que afectan la actividad microbiana y ureasa actúan
por supresión de los microorganismos que en la cama son responsables de
la degradación del ácido úrico hasta amonio, o por inhibición química de
éste proceso. De manera general estos tratamientos ofrecen una parcial
supresión del amonio por lo que se requieren aplicaciones repetidas para
obtener resultados consistentes.
• Finalmente, dentro de los tratamientos químicos podemos encontrar dos
tipos de productos, los que tiene acción ligante y los agentes acidificantes.
Los productos con acción ligante tienden a absorber el amonio y la
humedad de la cama e incluso pueden alterar la degradación del ácido
úrico en amonio, estos productos por lo general son arcillas o
subproductos minerales que reducen la humedad de la cama, pero
peligrosamente pudieran afectar su friabilidad. Con relación a los agentes
acidificantes éstos actúan de manera temporal inhibiendo la liberación del
amonio y acidificando la superficie de la cama, bajo estas condiciones la
carga de patógenos disminuye marcadamente no sólo por el medio ácido
que se crea con el producto, sino también por el efecto osmótico,
especialmente
cuando
se
usan
glauberitas
acidificadas.
Por regla general los agentes ligantes no producen la misma supresión
de amoniaco que generan los agentes acidificantes, y su acción sobre las
cargas microbianas está asociada a su capacidad para disminuir la
humedad de la cama.
Efecto del tratamiento de la cama con un aluminosilicato en pollos de carne
Rev. investig. vet. Perú v.20 n.2 Lima 2009
• En la práctica avícola es frecuente la exposición de las aves a 50
ppm de amoniaco; sin embargo, en galpones con ventilación
deficiente pueden alcanzar niveles de 200 ppm (Carlile, 1984). Las
emisiones de amoniaco tienen considerables efectos medioambientales por las altas concentraciones por metro cuadrado, que son
comunes en la fase de mayor crecimiento de los pollos de carne (AlHomidan et al., 2003). Existen diversos estudios sobre los factores
involucrados en la producción de amoniaco, pero falta conocer más
sobre su impacto en la salud de las aves, especialmente en el peso
corporal y en el índice de conversión alimenticia, aunque algunas
investigaciones reportan, además, mayor mortalidad y menor
consumo de alimento (Carlile, 1984)
• El pH de la cama muestra una fuerte asociación con los niveles de
amoníaco presente en los galpones. El pH de la cama fue menor en el
grupo de aves criadas sobre cama tratada en comparación al grupo no
tratado mientras duró el efecto del aluminosilicato, llegando a ser
similares al día 35. Valores de pH en la cama por encima de 8.0 ocasionan
una mayor concentración de amoniaco atmosférico, debido al crecimiento
de microorga-nismos con capacidad de descomponer el ácido úrico para la
formación de amoniaco (Blake y Hess, 2001); también un pH alcalino
favorece a la uricasa a catalizar la descomposición del ácido úrico. Por otro
lado, los valores de pH de cama menores a 7.0 obtenidos por el grupo de
cama tratada se debieron al efecto acidificante del aluminosilicato sobre la
misma mientras estuvo activo el producto. Al parecer, el pH de la cama se
ve afectado con el aumento del porcentaje de humedad de la cama,
haciéndose más alcalina a valores más altos de humedad
Sulfuro de H
• El sulfuro de hidrógeno y otros COV pueden derivar de la
descomposición metabólica de los productos de desecho de
las aves de corral, generalmente bajo condiciones de escasez
de oxígeno como las que se dan cuando la gallinaza se deja
fermentar (digestión anaerobia) en un pozo situado debajo de
las aves, en una laguna de lodos o en otro sistema de
contención al aire libre. Este tipo de operación de gestión de
los residuos es más habitual con los cerdos o vacas lecheras
que con las aves de corral, pero existe en algunas
explotaciones con gallinas ponedoras.
• Con la fermentación al aire libre, pueden liberarse en la
atmósfera sulfuro de hidrógeno y COV como
contaminantes, los cuales pueden ser también
componentes odoríferos molestos. El sulfuro de hidrógeno
puede ser peligroso para los seres humanos en ciertas
concentraciones.
• Donham y Thelin (2006) observaron que la agitación de los
purines en pozos situados debajo de los animales puede
dar lugar a un rápido aumento del sulfuro de hidrógeno
ambiente llegando a concentraciones letales en cuestión de
segundos. La Organización Mundial de la Salud (OMS, 2000)
indica una calidad de aire para el sulfuro de hidrógeno de
0,15 mg/m3 como promedio durante un período de 24
horas.
Reutilización en la alimentación
• La investigación científica ha documentado que los nutrientes
y la energía procedentes de los subproductos de residuos
avícolas, incluidos la gallinaza y las camas, pueden reciclarse
de forma segura como un componente de la dieta del ganado
y las aves de corral una vez que se neutralizan los agentes
patógenos (McCaskey, 1995). Se ha calculado que la yacija de
aves de corral es hasta tres veces más valiosa como pienso
que como fertilizante para cultivos. Sin embargo, estas
prácticas dependen de la normativa regional y de la
percepción por parte de la opinión pública del concepto de
consumo
de
materia
fecal
por
los
animales,
independientemente de que su valor e inocuidad estén
documentados.
• Si se practica, es necesario hacerlo con cautela.
Por ejemplo, se puede producir intoxicación por
cobre cuando se alimenta a las ovejas con yacija.
Los residuos de aves de corral incorrectamente
procesados pueden contener microorganismos
potencialmente patógenos como la salmonela.
Dependiendo de las condiciones ambientales y de
la región de producción, en la gallinaza y las
camas de las aves de corral puede haber también
antibióticos, arsénicos y micotoxinas.
• La realimentación con subproductos del
procesado de aves de corral es una práctica
común y aceptable en la mayoría de las culturas,
pero no en todas. Los avances en el tratamiento y
procesado de las plumas y vísceras para producir
ingredientes de los piensos con valor agregado
están haciendo esta práctica más atractiva en
algunas regiones, especialmente debido al
reciente aumento de los precios de los alimentos
derivados de los granos.
Producción de Bioenergía
• La gallinaza y las camas de aves de corral contienen materia orgánica que
puede convertirse en bioenergía gracias a determinadas tecnologías de
procesado. Uno de los métodos más comunes para el manejo de los
excrementos avícolas mediante limpieza con agua (por ejemplo, en
algunas unidades de gallinas ponedoras) es la digestión anaerobia, que
produce biogás, una mezcla de gases con diferentes concentraciones de
metano combustible (FAO / CMS, 1996). El biogás puede ser utilizado
como fuente de energía en las explotaciones agrícolas para la calefacción
o como combustible para los diversos motores que generan electricidad.
• Una ventaja adicional es que, dependiendo de las condiciones de
procesamiento, los sólidos y líquidos del estiércol están más estabilizados
y son más aceptables y seguros para su uso como abono o suplemento
alimenticio.
• Existen numerosas tecnologías y métodos para la digestión
anaerobia centralizada o a nivel de la explotación agrícola,
todos ellos condicionados por múltiples variables que
afectan al rendimiento y eficacia del biogás. La viabilidad
operativa y una gestión eficaz son fundamentales para el
éxito de este proceso, especialmente con algunas de las
tecnologías de digestión anaerobia más complejas. Una
situación económica desfavorable y otras cuestiones
relacionadas con la viabilidad operativa y el bajo
rendimiento del biogás procedente de los sistemas basados
en la yacija han desalentado la aplicación de esta
tecnología por parte de muchos productores de aves de
corral de todo el mundo.
• La tecnología de gasificación es una forma de producción de bioenergía
que reviste un renovado interés para los pequeños sistemas agrícolas y las
estaciones centrales de energía eléctrica de algunas regiones. El proceso
consiste en la combustión incompleta en un ambiente con oxígeno
limitado. Tal y como se ha señalado con referencia a la tecnología de
digestión anaerobia y a las unidades de incineración, los costos y
beneficios económicos, la viabilidad operativa y los problemas
relacionados con las emisiones son también en este caso factores que
condicionan la implementación de esta tecnología. Sin embargo, el
aumento de los costos de la energía, la adopción en algunas regiones de
una política medioambiental dirigida a lograr los objetivos previstos de
producción de energía renovable y la evolución del mercado de créditos
de carbono están incentivando el interés por todas las tecnologías de
procesamiento de aves de corral y otros productos de desecho que
producen bioenergía y reducen las emisiones de efecto invernadero.
Gestión de los desechos de matadero
• Los desechos de los mataderos de aves de corral comprenden el agua de
elaboración y subproductos sólidos orgánicos.
• Al igual que los residuos de la producción de aves de corral (gallinaza y
cama), los sólidos orgánicos pueden considerarse tanto posibles recursos
como potenciales contaminantes del medio ambiente, dependiendo de su
gestión y tratamiento. Del mismo modo, al igual que en las instalaciones
de producción, para la ubicación de los mataderos ha de prestarse
también especial atención a las cuestiones de bioseguridad y vecindad. La
escala de la instalación de sacrificio tiene también —una vez más como en
el caso de las instalaciones de producción de aves de corral—
implicaciones para las prácticas de inocuidad alimentaria y ambiental, así
como para los problemas relacionados.
• El tratamiento de los residuos sólidos debe aspirar a producir
subproductos vendibles con valor agregado, tales como
componentes de piensos para la alimentación animal o la
acuicultura, energía (mediante la producción de biogás) y
fertilizantes agrícolas. En el caso de las parvadas muy
pequeñas o de traspatio, es probable que el sacrificio genere
cantidades muy pequeñas de residuos sólidos, por lo que la
gestión de dichos residuos debería centrarse más en una
eliminación y reciclaje adecuados (enterramiento o
compostaje) para la bioseguridad y la salud humana.
Caracterización del residuo
• Los rendimientos de las canales de las aves de
corral representan entre un 70 y un 75 por
ciento aproximadamente del peso vivo. La
cantidad de residuos sólidos potencialmente
vendibles depende de la eficacia de los
métodos de procesamiento y de la salud de
las aves antes del mismo.
• La sangre constituye alrededor del 2 por ciento del peso vivo
de las aves y una fuente con alta concentración de proteínas
cuando se filtra y se seca para producir harina de sangre.
Durante el sacrificio, la sangre suele recogerse separada de las
vísceras y, dependiendo de las condiciones de refrigeración y
el tiempo de almacenamiento previos a la elaboración, puede
requerir el uso de productos químicos para evitar la
coagulación. La harina de sangre procesada puede utilizarse
como fertilizante y en los piensos para animales y peces.
Plumas
• Chicken feathers are produced in a large quantity all over the world.
According to [1], 18.5million thousand tons of feather waste is
generated all over the world. They are very cheap bioorganic waste,
which can be used as a substrate for the production of
Mosquitocidal toxin. Keratins are the main chemical component of
feathers. They are long chain of amino acids; two types of keratins
are alpha-keratin and beta-keratin. Feathers are mainly composed
of beta-keratin. Keratins are resistance to biodegradation. But we
can use keratinase producing bacteria to degrade it. One such
bacterium is Bacillus spp. (VITRARS). It is an entomopathogenic
bacterium which produces endotoxins. These endotoxins have a
larvicidal action and can be used as a mosquitocidal toxin. [4],
mentioned feather waste is composed of 81% of protein, 1.3% of
ash, 1.2% of fatand dry matter. Also according to [5, 6], feather
consists of protein having a lot of sulphur containing amino acids
(cysteine).
Plumas
• Las plumas constituyen entre el 7 y el 10 por ciento
aproximadamente del peso vivo de las aves y son también una
fuente de proteínas (del 75 al 90 por ciento de proteínas
brutas).
• El valor de utilización de las plumas como componente de la
alimentación animal depende de los métodos de
procesamiento ulterior destinados a mejorar la digestibilidad
(por ejemplo, cocción a alta presión > 100ºC o tratamiento
enzimático).
• Las plumas procesadas pueden utilizarse también para
artículos de cama, prendas de vestir y otros artículos de
mercado para los seres humanos.
• En realidad, la harina de plumas es un subproducto
infrautilizado en avicultura ya que, pese a contener
alrededor de un 90% de proteína bruta, la
digestibilidad de ésta es muy baja en el caso de los
animales monogástricos.
• Pues bien, los estudios cita· dos han hallado un proceso
biotecnológico que mejora el valor biológico de la
harina, haciéndola más disponible para la digestión.
• El tratamiento en cuestión puede generar un
hidrolizado de plumas superior en valor nutritivo a la
harina de plumas hidrolizada clásica, permitiendo
además la liberación de aminoácidos del substrato.
• El proceso, en resumen, consiste en que un
cultivo
bacteriano
degradante
de
las
plumas,evidenciado por la solubilización de éstas
en· teras, fue enriquecido a partir de la población
hidrol~ica microbiana contenida en un digestor
termotnico de subproductos avícolas. A
continuación, una bacteria que demostró una
actividad queratinolítica fue aislada del cultivo,
siendo identificada como el citado Bacillus
licheniformis de la cepa PWD-1. Este aislado fue
capaz luego de desarrollarse utilizando las plumas
como
Keratinasa
• Keratinase (EC 3.4.4.25) belongs to the class
hydrolase which are able to hydrolyse
insoluble keratins more efficient than other
proteases and their action are very specific,
i.e., they acts only on keratin substrates,
Keratin are insoluble fibrous proteins found in
hair, wool, feather, nail, horns and other
epithelial covering which is rich in beta helical
coil linked through cysteine bridges.
• Keratinases are hydrolyze both native and
denatured keratin, and the enzymes are
widely used not only in chemical and medical
industries but also in food and basic biological
science .In this study an attempt was made for
the screening , isolation of of Keratinase
producing bacteria from poultry waste and
production of Keratinase by using different
substrates.
Producción
• The Keratinase producing bacteria (such as
Bacillus
subtilis,
B.
cereus,
B.
amyloloquefaciens and B. megaterium) and
fungi (such as A. niger, Penicillum,
Cephalosporium, Neurospora and Rhizopus)
are
major
keratinase
producing
microorganisms. Microorganisms such as
fungi, bacteria, actinomycetes and algae are
effectively producing keratinase.
• The industrial use of enzymes often requires
enzymatic reaction to be conducted at higher
temperatures.
• Generally under those conditions productivity
improved with less microbial contamination.
Therefore, thermostable enzymes have been the
heart of numerous studies involving in the
elucidation of thermal denaturation mechanism
and development of rational strategies for the
enhancement of enzyme thermostability.
PRODUCTION OF KERATINASE BY USING PSEUDOMONAS AERUGINOSA
ISOLATED FROM POULTRY WASTE
IJPCBS 2013, 3(1), 79-86 - India
• ABSTRACT
• Pseudomonas aeruginosa strain isolated from poultry waste was tested for
its abilities to hydrolyze the feather. The effect of different production
parameters such as pH, temperature, carbon source, nitrogen source
(Organic and inorganic) incubation time inoculum sizes and surfactants on
keratinase production by the isolated bacterial strain was studied. The
enzyme production was assayed in submerged fermentation (SmF)
condition. The maximum keratinase production was observed with
maltose (120±2.6 U/ml), yeast extract (90±3.6 U/ml), ammonium sulphate
(61±3.0 U/ml), pH 7.0 (114±4.1), temperature 40°C (110±1.9), Tween-80
(104±2.8U/ml), inoculum size level 5% (112±2.0U/ml) and incubation time
48 hours (101.01± 0.56U/ml) in the production medium
An attempt and a brief research study to Produce Mosquitocidal toxin using Bacillus spp. (VITRARS), isolated
from different soil samples (Vellore and Chittoor), by degradation of Chicken Feather Waste.
School of Biosciences and Technology, VIT University, Vellore-632014, Tamil Nadu, INDIA
•
•
The present modern industrial world results the problems related to the huge amount of
poultry waste generated throughout the world due to industrial revolution, over population
and urbanisation. The environmental burden due to such wastes is increasing at an alarming
rate and thus there is a need for bioremediation. Previous treatment methods include land
filling. But land filling pose problems of secondary pollutants like landfill leachate,
greenhouse gases and odour. The modern treatment methods lead to the production of
Mosquitocidal Toxins (Bio pesticides and Bio insecticides). For the production of
Mosquitocidal toxins we used chicken feather powder (0.5%) for the preparation of bacterial
culture media, on which we cultured entomopathogenic bacteria (Bacillus spp.) which
completely degrades feather waste. The Bacillus spp. was screened from dumped poultry
waste soils, sewage bed, river bed and pond bed of different locations at Vellore and Chittoor.
The Mosquitocidal toxin is extracted and then assayed by testing on Culex larvae. The
endotoxins produced are a potent larvicidal agent for mosquito. Thus reduces the overall
consumption and harmful effect of commercially available mosquito repellents. Hence the
treatment of feather waste can be envisaged. The screening methodology, tentative
identification and Mosquitocidal nature of end product will be discussed.
Keywords: Chicken feather, Biodegradation, Bacterial toxins, Mosquito larvicide.
Screening and Isolation of Keratinase Producing Bacteria from
Poultry Waste
Volume 2, issue 1 (2013),70-74; Available online at www.ijpras.com
•
•
This work has been undertaken for the Screening and isolation of Keratinase
producing strains of Bacteria were carried out from Ten soil samples, collected
from various regions of Bangalore and used to screen for Keratinase production by
using feather powder agar plate assay. In the present study, an attempt was made
to isolate efficient Keratinase producing bacteria from diverse poultry waste.
Different isolates were screened for possessing the ability to produce Keratinase.
About 6 bacterial isolates were found to be promising to produce Keratinase. The
organisms were tested for various biochemical tests, which leads to their
identification as Bacillus licheniformis, Bacillus cerus, and Staphylococcus aureus.
The search for promising strains of Keratinase producers is a continuous process.
The isolates which shows higher Keratinase activity were selected for biochemical
characterization and identification. The organisms were identified as Bacillus cerus
,Bacillus licheniformis and Staphylococcus aureus. on the basis of data obtained in
the present work it can be concluded that Bacillus and cocci species isolates can be
employed in the production of Keratinase
Cabezas
• La cabeza, los pies (aprovechados para el consumo humano en algunas
regiones) y las vísceras no comestibles constituyen el resto de los sólidos
de mataderos. Tras su procesado mediante métodos convencionales como
el aprovechamiento de grasas a temperaturas y presiones específicas, en
función del destino previsto y del factor de riesgo del material, se
producen productos vendibles en forma de grasas y harinas ricas en
proteínas. En algunas áreas, si se han adoptado medidas de bioseguridad,
puede no ser necesario el ulterior procesamiento de estos subproductos.
• Por ejemplo, en algunas regiones hay una gran demanda de residuos de
vísceras no comestibles de alta calidad para la cría intensiva de peces que
requieren antes de su uso solo una simple trituración y mezcla con un
aglutinante en la misma unidad de producción avícola.
Alto riesgo
• Independientemente de su ubicación, antes del reprocesamiento, los
sólidos de mataderos pueden ser caracterizados en general bien como
material de bajo riesgo procedente de aves sanas bien como material de
alto riesgo que puede transmitir enfermedades a los seres humanos, al
ganado o a las aves de corral.
• En el caso de materiales no adecuados para su procesamiento en la
cadena alimentaria, los métodos alternativos incluyen el enterramiento, el
compostaje aeróbico o los tratamientos para la producción de energía y/o
el procesamiento para su uso como fertilizantes agrícolas.
• El uso de los subproductos sólidos de los mataderos en los piensos
animales está sometido a restricciones cada vez más estrictas en muchas
partes del mundo. En estas zonas, la digestión anaeróbica, es decir la
degradación biológica de materia orgánica en metano en condiciones
anaeróbicas, es una alternativa que representa una oportunidad para la
recuperación de energía y, dependiendo del tipo de digestión anaeróbica
empleado, para reducir los microorganismos patógenos en el sustrato
sólido digerido.
• Si se gestiona adecuadamente, la digestión anaeróbica puede reducir
también los olores molestos de los desechos del matadero, y conservar los
componentes de nutrientes que no contienen carbono en el material
digerido, los cuales pueden recuperarse para su uso como fertilizantes o,
eventualmente, en los piensos.
Productos en la Industria Pecuaria

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