Un modelo de titulación FOS/TAC mejorado que integra los efectos del fosfato para evaluaciones precisas de ácidos grasos volátiles y alcalinidad en medios anaeróbicos
Autores: Liu, Xiaojun; Pauss, André; André, Laura; Ribeiro, Thierry
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un modelo de titulación FOS/TAC mejorado que integra los efectos del fosfato para evaluaciones precisas de ácidos grasos volátiles y alcalinidad en medios anaeróbicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
ácidos grasos volátiles
Alcalinidad total
Método de titulación FOS/TAC
Interferencia de fosfatos
Fórmula de regresión multivariante
Monitoreo de procesos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La determinación precisa de ácidos grasos volátiles (AGVs) y alcalinidad total (AT, mayormente transportada por iones bicarbonato) es crítica para el funcionamiento de digestores anaeróbicos. El método de titulación FOS/AT desarrollado por Nordmann es ampliamente utilizado debido a su simplicidad y asequibilidad. Este método tiene limitaciones conocidas en la dosificación de AGVs y AT, ya que la presencia de uno interfiere con la determinación del otro, especialmente a concentraciones más altas de AGV o bicarbonato. Este estudio se basa en nuestra investigación previa en 2021 al integrar la influencia del fosfato (HPO/HPO) en modelos numéricos que corrigen los resultados de titulación FOS/AT. Se utilizó un programa basado en Scilab para evaluar el impacto del fosfato en los resultados de titulación, revelando sesgos significativos a concentraciones más bajas. Se desarrolló una fórmula de regresión multivariante revisada, incorporando los efectos del fosfato y demostrando una precisión superior. Los errores porcentuales absolutos medios (EPAM) para la estimación de AT y AGV se redujeron a menos del 0.3%. El modelo mantiene la compatibilidad con los protocolos y equipos de titulación estándar de Nordmann, mientras mejora significativamente la fiabilidad. Estos hallazgos destacan la necesidad de considerar la interferencia del fosfato en la titulación FOS/AT, particularmente en sistemas de digestión anaeróbica con condiciones de amortiguamiento variables. El modelo de corrección propuesto mejora el monitoreo y control del proceso, proporcionando una herramienta más robusta tanto para la investigación como para la práctica industrial en la digestión anaeróbica.
Descripción
La determinación precisa de ácidos grasos volátiles (AGVs) y alcalinidad total (AT, mayormente transportada por iones bicarbonato) es crítica para el funcionamiento de digestores anaeróbicos. El método de titulación FOS/AT desarrollado por Nordmann es ampliamente utilizado debido a su simplicidad y asequibilidad. Este método tiene limitaciones conocidas en la dosificación de AGVs y AT, ya que la presencia de uno interfiere con la determinación del otro, especialmente a concentraciones más altas de AGV o bicarbonato. Este estudio se basa en nuestra investigación previa en 2021 al integrar la influencia del fosfato (HPO/HPO) en modelos numéricos que corrigen los resultados de titulación FOS/AT. Se utilizó un programa basado en Scilab para evaluar el impacto del fosfato en los resultados de titulación, revelando sesgos significativos a concentraciones más bajas. Se desarrolló una fórmula de regresión multivariante revisada, incorporando los efectos del fosfato y demostrando una precisión superior. Los errores porcentuales absolutos medios (EPAM) para la estimación de AT y AGV se redujeron a menos del 0.3%. El modelo mantiene la compatibilidad con los protocolos y equipos de titulación estándar de Nordmann, mientras mejora significativamente la fiabilidad. Estos hallazgos destacan la necesidad de considerar la interferencia del fosfato en la titulación FOS/AT, particularmente en sistemas de digestión anaeróbica con condiciones de amortiguamiento variables. El modelo de corrección propuesto mejora el monitoreo y control del proceso, proporcionando una herramienta más robusta tanto para la investigación como para la práctica industrial en la digestión anaeróbica.