EFFECTS OF AMARANTHS’ SEEDS ON DEHYDROGENASE ACTIVITY AND GASES EMISSION IN METHANOGENIC BIOREACTORS

Abstract

The influence of amaranths‘ seeds as the source of squalene on the dehydrogenase activity and efficiency of methane production were investigated in methanogenic bench-scale (5000 ml) bioreactors used to treat the mixture of distillery wastes and farmyard manure. The adding of amaranth seeds to the methanogenic bioreactor has an inhibitory effect on the dehydrogenase activity and stimulates the process of methanogenesis. Dehydrogenase activity decreased with the increase of doses of squalene and its trend had a close connection with doses (R2 =0.77-0.78). The methane content in the total amount of gases is 65.3-71.3% in a bioreactor with the additive of amaranth seeds in a dose of 50 mg l-1, which is 22.1% higher than in the the control bioreactor without additives. The increase in squalene concentration higher than 0.0005% is not rational because its stimulating effect on the methanogenic process decreases. Anaerobic digestion of alcohol distillery industry wastes with manure is a complex nonlinear time-varying microbiological process. Dehydrogenase activity trends in the experiment are described by the power function for 5 hours observations and by the logarithmic function for 120 hours of observations. Trends of CH4 are described by the polynomial function in all periods of testing. Correlation coefficients are 0.37 and 0.70 for CH4 after 5 and 120 hours of the anaerobic digestion. Dehydrogenase activity is in the close negative connection with the amount of gases, including methane. Correlation analysis between dehydrogenase activity and the release of gases has revealed the moderate and strongly negative link during 24 hours after the start of the experiment.

În bioreactoare metanogene unite consecutiv, cu volum de 5000 ml, utilizate pentru trat area amestecului de borhot de la distilarea alcoolului cu gunoi de grajd, a fost studiată influenţa preparatelor din seminţe de amarant, ca sursă de scualen, asupra activitatăţii dehidrogenazei şi eficienţei producerii metanului în procese anaerobe. Adaugarea preparatelor de seminţe de amarant în bioreactorul metanogen are un efect inhibitor asupra activităţii dehidrogenazei şi stimulează procesul de metanogeneză. Activitatea dehidrogenazei a scăzut odată cu creşterea dozelor de preparat din seminţe de amarant, iar trendul a fost în legătură strânsă cu dozele (R2 = 0,77-0,78). În bioreactorul cu aditiv din seminţe de amarant, în doză optimă de 50 mg l-1, conţinutul de metan în volumul total de gaze emise a fost de 65,3-71,3%, ceea ce este cu 22,1% mai mare faţă de bioreactorul de control, fără aditiv. Ridicarea concentraţiei aditivului, calculată în scualen, mai sus de 0,0005% nu este raţională, deoarece după această valoare efectul de stimulare a procesului metanogen scade. Digestia anaerob ă a deşeurilor din industria de distilare a alcoolului cu gunoi de grajd este un proces microbiologic complex care variază neliniar în timp. Trendul activităţii dehidrogenazei în experiment este descris de funcţia de putere pentru 5 ore de observaţii şi de funcţia logaritmică pentru 120 ore de observaţii. Tendinţele acumulării CH4 în toate perioadele de testare sunt descrise de o funcţie polinomială. Coeficienţii de corelaţie pentru CH4 sunt 0,37 şi 0,70, respectiv pentru 5 şi 120 ore de digestie anaerobă. Activitatea dehidrogenazei este în relaţie negativă cu cantitatea de gaze, inclusiv de metan. Analiza corelaţiilor dintre activitatea dehidrogenazei şi emisiile de gaze a indicat la o legătura moderată şi puternic negativă timp de 24 de ore de la iniţierea experimentului.