Impact of monoterpenes in the stability of the anaerobic digestion of Mediterranean Wholesale Market Waste

The stability and robustness of long-term anaerobic digestion process of fruit and vegetable waste (FVW) generated in Mediterranean wholesale markets were assessed, monitoring potential inhibitory volatile organic compounds (VOCs) such as volatile fatty acids (VFAs) and/or monoterpenes. Particle size (4 and 10 mm) and organic loading rate (OLR) were evaluated during the experimentation. Anaerobic digestion remained stable at OLR of 1.0 g VS L−1 d−1 (VS, total volatile solids) regardless of the feedstock particle size. At this OLR, methane yield was 254 ± 8 and 229 ± 11 mL CH4 g VS−1 for 4 and 10 mm, respectively. As the OLR increased above 1.0 g VS L−1 d−1, the system rapidly destabilized, and a high accumulation of VFAs was observed. In parallel of to the VFAs accumulation, other VOCs such as fenchone also reached concentrations that contributes to the destabilisation of the process. The destabilization process at an OLR of 3.0 g VS L−1 d−1 also resulted in a drastic reduction in the relative abundance and species diversity of methanogenic archaea in all digesters.Employing circular economy approach for OFMSW management within the Mediterranean countries – CEOMED” number A_B.4.2_0058, funded under the ENI CBC MED 2014 – 2020 programmeSpanish Ministry of Science and Innovation for funding this research through the project PID2020-116698RB-I00Universidad de Granada / CBU

Does seasonality of feedstock affect anaerobic digestion?

The feedstock seasonality has been poorly studied in the anaerobic digestion process. The seasonality could disturb the digestion process stability, mainly for fruit and vegetable waste. In this study, three seasonal waste mixtures generated in wholesale markets were reduced to 10, 6, and 4 mm to assess the influence of seasonality and particle size reduction on anaerobic biodegradability. The methane yield ranged between 298 and 465 mL CH4 g VS− 1 (volatile solids). Waste mixtures produced in spring at 10-mm particle size presented higher methane production than in autumn/winter and summer, i.e., 32% and 61%, respectively. Methane production decreased with reducing particle size for waste produced in spring from 482 ± 12 to 310 ± 1 mL CH4 g VS− 1. In contrast, waste produced in autumn/winter and summer did not show high differences among different sizes. Despite these differences, mixtures with the smallest particle size presented the highest methane production rate.programme A_B.4.2_0058 ENI CBC MED 2014-202

Valorización del extrusionado de frambuesa residual: extracción de compuestos de alto valor añadido y digestión anaerobia

En este trabajo, se propone estudiar la valorización del extrusionado de frambuesa residual generado en la industria agroalimentaria de frutos rojos en la zona de Huelva (Andalucía). Para ello, se han aplicado diferentes tratamientos mecánicos, con los que se pretende estudiar el grado de rotura de los aquenios, que componen aprox. el 95 % del extrusionado de frambuesa residual, y con ello, liberar y posteriormente extraer compuestos de alto valor añadido. También, se ha estudiado la valorización del extrusionado de frambuesa, empleando los mismos tratamientos mecánicos, pero sin previa extracción de compuestos de alto valor añadido, aplicando un proceso de digestión anaerobia mediante ensayos de BMP (Biochemical Methane Potential) para el estudio de la biodegradabilidad de este residuo. El tratamiento mecánico produjo la rotura de la estructura de los aquenios, y con ello, la reducción del tamaño de las partículas. Los tratamientos mecánicos con molino de cuchillas (TMC) y la combinación de este con mortero (TCM) fueron con los que hubo mayor reducción. Con los tratamientos TMC y TCM, mediante la extracción de compuestos de alto valor añadido, se obtuvo un 32 % más que para el extrusionado de frambuesa residual sin tratar (EFR) de ácido elágico libre, que fue uno de los compuestos de alto valor añadido más interesante de los determinados. Otro compuesto de alto valor añadido también muy interesante, y que se ha cuantificado, son las antocianinas cuyo contenido total disminuyó con el aumento del número de partículas. La digestión anaerobia del EFR y de la biomasa generada tras la aplicación del tratamiento mecánico condujo a una producción de metano entre 18 y 236 mL CH4/g SV, una mejora del 1.211 % con TMC respecto al EFR.In this work, it is proposed to study the valorization of residual raspberry extrudate generated in the berries agri-food industry in the area of Huelva (Andalusia). To this effect, different mechanical treatments have been applied to study the degree of breakage of the achenes, which make up approximately 95 % of residual raspberry extrudate, and thereby release and subsequently extract of high value-added compounds. Also, the valorization of residual raspberry extrudate has been studied, using the same mechanical treatments, but without previous extraction of high value-added compounds, applying an anaerobic digestion process through BMP test (Biochemical Methane Potential) for the study of the biodegradability of this waste. The mechanical treatment resulted in the rupture of the achenes structure, and with it, the reduction of the particle size. Mechanical treatments with a blade mill (TMC) and the combination of this with mortar (TCM) were the ones with the greatest reduction. With the TMC and TCM treatments, by extracting of high value-added compounds, 32 % more was obtained than for the untreated residual raspberry extrudate (EFR) of free ellagic acid, which was one of the most interesting high value-added compounds determined. Another very interesting compounds of high value-added compounds, which has been quantified, are anthocyanins, whose total content of decreased whit the increase in the number of particles. Anaerobic digestion of EFR and biomass generated after mechanical treatments led to methane production between 18 and 236 mL CH4/g SV, an improvement of 1211 % with TMC as compared to EFR

Technical-environmental assessment of the anaerobic digestion process applied to fruit and vegetable waste generated in markets from Mediterranean countries

Programa de Doctorado en Biotecnología, Ingeniería y Tecnología QuímicaLínea de Investigación: Tecnología Química y de MaterialesClave Programa: DBICódigo Línea: 112El rápido crecimiento de la población en los países Mediterráneos, unido al aumento del consumo per cápita, ha ido acompañado de un importante incremento de la producción de frutas y verduras asociado a un aumento sustancial de la generación de residuos. Los residuos de frutas y verduras (FVW, de inglés Fruit and Vegetable Waste) se generan no sólo durante la producción y la cosecha, sino también en grandes cantidades durante la cadena de distribución, donde entre el 18 y 30% del volumen que llega acaba desperdiciado como FVW. En muchos países Mediterráneos, los mercados abiertos o mayoristas representan una fuente importante de generación de FVW. La producción y la composición de los FVW generados en estos mercados varían considerablemente en función de la estación del año. El almacenamiento de los productos antes de su venta en el mercado también puede influir en la generación de los FVW. Las frutas y verduras se degradan rápidamente debido a su elevada humedad y a la materia orgánica fácilmente biodegradable que contienen, es decir, principalmente azúcar y hemicelulosa y, en menor medida, celulosa, lignina y otros nutrientes. La putrefacción de los FVW puede incluso acelerarse cuando muestran signos de daños mecánicos o están demasiado maduros. Otro factor influyente sería el clima de la zona ya que, dependiendo de la temperatura ambiente, la putrefacción del producto podría acelerarse. A pesar del reto que supone la gestión de los FVW, los residuos de FVW también podrían ser una oportunidad para los mercados mayoristas. Dado que en estos mercados se genera una cantidad considerable y bien localizada de FVW, es factible llevar a cabo una recogida selectiva de dichos residuos. Por lo tanto, sería una excelente oportunidad para desarrollar tecnologías de gestión más eficientes y acordes con la naturaleza de los residuos a tratar. En la actualidad, la forma más habitual de eliminar los residuos sólidos orgánicos, incluidos los FVW, en estos países sigue siendo el depósito en vertedero, a pesar de los impactos medioambientales que conlleva. El metano de los vertederos, generado por la degradación anaeróbica incontrolada de la materia orgánica depositada, está clasificado como la tercera mayor fuente de emisiones antropogénicas de metano a la atmósfera, representando aproximadamente 800 millones de toneladas de CO2 equivalente al año. El gas producido, compuesto principalmente por CO2 y CH4, suele emitirse a la atmósfera. En los últimos años, se han propuesto tecnologías como el compostaje, la incineración, la pirólisis, la digestión anaerobia y los tratamientos enzimáticos, entre otras, para tratar los FVW generados en los mercados mayoristas comúnmente utilizados para otros residuos orgánicos como los residuos agroindustriales o los residuos alimentarios. Entre ellas, la digestión anaerobia (DA) podría considerarse una tecnología madura y respetuosa con el medio ambiente para la conversión de residuos en energía. Aun así, esta tecnología no está muy desarrollada en algunas zonas, y todavía quedan algunos aspectos por tratar que podrían facilitar su expansión en dichas zonas. Debido a la importancia de desarrollar métodos de gestión sostenibles y viables para el tratamiento de los residuos sólidos orgánicos generados en todo el mundo, incluso en zonas con capacidades económicas limitadas, la Comisión Europea concedió el proyecto “Employing Circular Economy Approach for OFMSW Management within the Mediterranean Countries (CEOMED)” a través de la convocatoria competitiva ENI CBC Mediterranean Sea Basin program 2014-2020. En este proyecto se estableció como objetivo clave “desarrollar soluciones para la recogida selectiva y la valorización de los residuos de componentes orgánicos adaptadas específicamente a las necesidades de los mercados abiertos o mayoristas de la región mediterránea, concretamente, Ammán (Jordania) y Sfax (Túnez)”. La presente tesis doctoral ha sido financiada por el proyecto CEOMED, realizando la investigación necesaria para alcanzar los objetivos específicos descritos en el proyecto. Por lo tanto, esta tesis doctoral se planteó como una evaluación técnico-ambiental del proceso de DA como alternativa para la gestión y el tratamiento de los FVW generados en los mercados de los países mediterráneos. En el Capítulo 1 se presenta una descripción más amplia del contexto y las motivaciones de la presente tesis doctoral. Como punto inicial de la investigación, en el Capítulo 2 se realizó una revisión bibliográfica para evaluar el estado del arte en la evaluación del estado transitorio durante el proceso de DA de los residuos sólidos orgánicos. Esta revisión bibliográfica recoge los avances científicos y estrategias propuestas sobre cómo los sistemas de DA pueden enfrentarse a variaciones en la concentración o composición de la materia prima, similares a los FVW generados en los mercados. La estacionalidad de la materia prima ha sido poco estudiada en el proceso de DA, siendo una fuente potencial de perturbaciones para su estabilidad. Esta podría ser una de las principales limitaciones para la DA de los FVW. El Capítulo 3 evalúa cómo los cambios estacionales en la composición de los FVW influirían en la producción de metano en una amplia gama de sustratos de tamaño de partícula, es decir, 4, 6 y 10 mm. El rendimiento de metano osciló entre 298 y 465 mL CH4 por gramo de sólidos volátiles. La mezcla de primavera mostró la mayor producción de metano con el mismo tamaño de partícula que las mezclas de otoño/invierno y verano. En cambio, la producción de metano de la mezcla de primavera disminuyó con la reducción del tamaño de las partículas. Las mezclas con el tamaño de partícula más pequeño tuvieron la mayor tasa de producción de metano. Después de determinar el potencial metanogénico de los sustratos variables generados a lo largo del año en el capítulo anterior, los Capítulos 4 y 5 se han centrado en la evaluación de la estabilidad y robustez a largo plazo de la DA de los FVW generados en los mercados mayoristas Mediterráneos. Este tipo de estudio es necesario antes de implementar la tecnología, ya que permite determinar los posibles retos y limitaciones derivados de la acumulación de compuestos durante la operación a largo plazo. En el Capítulo 4 se evaluó la estabilidad y robustez de diferentes tamaños de partículas variando la velocidad de carga orgánica (VCO) a lo largo del tiempo experimental. A lo largo de la experimentación, se estudió la variación de la población microbiana y la identificación de los compuestos volátiles en correlación con la variación de la VCO. Un aumento brusco de VCO provocó la desestabilización del proceso, causando un gran impacto en la producción de metano. El incremento de VCO también se relacionó con la acumulación de fenchona, un compuesto monoterpénico con propiedades antibacterianas y antimicrobianas presente en las hojas de hinojo y zanahoria, así como otros monoterpenos menores. Estos compuestos monoterpénicos podrían tener un efecto tóxico sobre la población microbiana responsable de la degradación del FVW en metano. Por esta razón, en el Capítulo 5, además de evaluar los cambios estacionales del sustrato, se evaluó el efecto del perfil de los compuestos monoterpénicos de la materia prima en el proceso de DA a largo plazo. Los resultados han demostrado que el sistema puede ser lo suficientemente flexible como para hacer frente a los cambios de composición de la materia prima con un proceso de adaptación gradual adecuado. La acumulación de compuestos monoterpénicos en relación con el tamaño de las partículas del sustrato alimentado también parece influir fuertemente en la actividad microbiana La reducción de los compuestos monoterpénicos en la materia prima permitió mejorar o recuperar el comportamiento del proceso de DA. Así, se puede concluir que los monoterpenos tienen un alto potencial inhibidor de la actividad microbiana, por lo que es esencial controlar sus niveles de concentración cuando los digestores anaeróbicos se alimentan con sustratos que contienen estos compuestos. Debido a la relación entre la acumulación de monoterpenos y un impacto negativo en la actividad microbiana observada en los capítulos anteriores, así como la falta en la literatura de datos cuantitativos y fiables sobre el potencial inhibidor de estos compuestos en los procesos de DA, en el Capítulo 6 se llevó a cabo un estudio comparativo del efecto tóxico de los compuestos monoterpénicos identificados en las materias primas utilizadas en los capítulos anteriores. El efecto tóxico del limoneno, el principal monoterpeno estudiado como compuesto tóxico en la DA, se comparó con el efecto tóxico de (1) la fenchona, como dos de los principales monoterpenos de las biomasas vegetales, y (2) varios compuestos descritos como metabolitos de la degradación del limoneno en ambientes anaeróbicos, es decir, el 4-terpineol, el α-terpineol y el p-cimeno. La velocidad máxima de producción de metano se redujo debido a la adición de todos los compuestos monoterpénicos en todas las concentraciones ensayadas, lo que demuestra que la actividad de los microorganismos podría verse afectada, aunque el coeficiente de producción de metano permanezca estable. Los valores de IC50 se estimaron en 495, 380, 340 y 160 mg L-1 para la fenchona, el limoneno, el p-cimeno y el 4-terpineol, respectivamente, lo que supone una mayor toxicidad para los metabolitos que para el compuesto precursor. Por último, en el Capítulo 7 se realizó una evaluación medioambiental. La evaluación medioambiental proporciona información valiosa acerca de si la tecnología propuesta es técnicamente viable y ambientalmente sostenible. Para ello, se han calculado y comparado los impactos ambientales del ciclo de vida de dos escenarios de gestión y tratamiento de residuos de FVW en el mercado mayorista de Ammán: el escenario actual, es decir, la eliminación en vertedero; y un escenario alternativo, o sea, el tratamiento mediante DA unido a un proceso posterior de compostaje. La evaluación de los impactos ambientales ha demostrado que el escenario propuesto para el tratamiento de los FVW por DA con un proceso de compostaje posterior tendría un impacto ambiental mucho menor que el escenario actual de eliminación en vertedero.Universidad Pablo de Olavide de Sevilla. Escuela de Doctorad

Evaluation of toxic effect of monoterpene compounds on anaerobic digestion

Monoterpenes are antimicrobial compounds widely distributed in vegetable biomass, whose inhibitory potential for anaerobic digestion is underestimated. In this research, the toxic effect of limonene and fenchone, two of the main monoterpenes present in vegetable biomasses, and those of 4-terpineol, α-terpineol, and p-cymene, compounds described as main metabolites of limonene degradation, have been assessed. Methane production was totally inhibited at dosed of 1000 mg L-1 of fenchone and limonene and at 600 mg L-1 of p-cymene and 4-terpineol. Based on the methane production rate, the inhibition followed the next trend: α-terpineol 85%), except p-cymene at 600 mg L-1. Therefore, monoterpenes could entail a high risk of inhibition that can be aggravated by the difficulty to accurately follow their concentration and by the scarce information on their effect on anaerobic process.Pablo de Olavide University and the Santander Bank for mobility grantNext Generation European Funds and the Ministry of Universities of Spain for funding the Recualificaci´on del Profesorado Universitario systemEconomic Transformation, Industry, Knowledge, and Universities Department of the Andalucia Autonomous Government for Emergia fellowship (EMERGIA20_00114)CRHIAM centre (ANID/FONDAP/15130015)Funding for open access charge: Universidad de Granada / CBUA

Anaerobic Digestion of Organic Solid Waste: Challenges Derived from Changes in the Feedstock

Over the years, research on the anaerobic digestion of solid waste has mainly focused on single feedstocks with a fixed composition. Nevertheless, the impact assessment that drastic changes in the type and composition of feedstock might have on AD process stability has not been investigated in depth. The existence of a wide variety of organic solid waste whose generation and composition are highly dependent on seasonality, just as the possibility of using treatment plant facilities already in operation for treating new waste, makes it necessary to improve our knowledge of transitory states in AD. This chapter aims to provide insight into research on transitory states during the AD process when the type or composition of the feedstock has suffered a change to assess whether the AD process was finally able to adapt to system disturbances. Information about process stability control and microbial population adaptation, among others, derived from the transition states will be addressed

Valorization Options of Strawberry Extrudate Agro-Waste. A Review

This review summarizes and critically analyzes the different types of potential valorization options for strawberry extrudate in order to have a broader overview of the potential management of this waste. Animal feed is commonly used as a management option for the strawberry extrudate; however, most of the strawberry extrudate is disposed in landfills. Strawberry extrudate contains different bioactive compounds that encourage the use of an alternative management approach than landfilled. The present review offers a complete comparative, including the advantages and drawbacks of each reviewed technique, to facilitate the selection of the most suitable technology for the different valorization scenarios. This review has been structured in three sections: 1. Composition of the strawberry extrudate and strawberry especially focused on their content in bioactive compounds. 2. The different techniques of extraction and purification of bioactive compounds. 3. The handling and management of the resulting biomass after the extraction process of bioactive compounds

Exploring the Biochemical Methane Potential of Wholesale Market Waste from Jordan and Tunisia for a Future Scale-Up of Anaerobic Digestion in Amman and Sfax

3 Figuras.-- 2 TablasLocal open markets, trading fruits and vegetables, are widespread in Mediterranean countries, such as Tunisia and Jordan, producing large amounts of organic waste. Applying an anaerobic digestion process on this substrate makes it crucial to evaluate the waste mixture composition and seasonal variability properly. In this study, after defining an average composition of the fruit and vegetable waste (FVW) mixture produced in Sfax (Tunisia) and Amman (Jordan) in three seasonal intervals (autumn–winter, spring, and summer), the biochemical methane potential (BMP) of an artificially created FVW mixture was individually determined by three European institutions located in Spain, Italy, and Greece. The average BMP from all three seasons and laboratories was 286 ± 52 NmL CH4 g CODadded−1, close to the theoretical maximum yield of 350 NmL CH4 g CODadded−1, indicating a high biodegradability of the waste. Τhe biochemical methane yields of the spring mixtures were not statistically different across the three labs. The most significant differences among the BMP results were obtained for the autumn/winter and the summer mixtures used in Spain, likely due to the variety or ripeness of fruits and vegetables collected in the local markets. In the other two labs in Italy and Greece, no statistical difference was observed for the BMPs of the three season mixtures within the same lab. Therefore, not a critical difference in the biodegradability of such FVW is expected along the different seasons, indicating that the operation of a full-scale digester over a whole year would constantly benefit from the supplementation of a high biochemical methane potential feedstock. Graphical Abstract: [Figure not available: see fulltext.]This work was funded by the project entitled “Employing circular economy approach for OFMSW management within the Mediterranean countries – CEOMED” number A_B.4.2_0058, funded under the ENI CBC MED 2014–2020 programmePeer reviewe

Breve historia de la Facultad de Odontología

La Facultad de Odontología se fundó el 27 de diciembre de 1963 e inició actividades el 3 de marzo de 1964. Años más tarde, el 19 de mayo de 1986, el H. Consejo Universitario aprobó su cambio de escuela a Facultad de Odontología. La conmemoración de 55 años de esta Facultad y 40 años de hermandad con las Universidades de Meikai y Asahi, se constituye un momento oportuno para manifestar el testimonio de cuanto han realizado hombres y mujeres que han dejado huella en esta institución

Efecto de los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina en los linfocitos de pacientes con depresión

Depression is the most frequent mental disorder worldwide whose pathology is complex due to the psychological and pathophysiological factors that it involves. Pharmacological treatment is essential, nevertheless, it presents high percentages of resistance to which several investigations have identified that alterations in the immune system play a decisive role. For this reason, the objective of this article is to review the current bibliography on the effects of selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), the first line of pharmacological management, on changes in the immune system in patients with depression. The alteration of lymphocytes and cytokines in the pathophysiology of depression and against SSRIs is evident. However, extensive research is required to establish normal immune patterns and their affectation against these factors. This will allow the generation of new pharmacological targets that reduce the resistance, chronicity and recurrence of depression.La depresión es el trastorno mental más frecuente a nivel mundial cuya patología es compleja por los factores psicológicos y fisiopatológicos que conlleva. El tratamiento farmacológico es fundamental, no obstante, presenta altos porcentajes de resistencia ante lo cual varias investigaciones han identificado que las alteraciones del sistema inmune juegan un papel decisivo. Es por ello que el objetivo de este artículo es revisar la bibliografía actual sobre los efectos de los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS), primera línea de manejo farmacológico, sobre las alteraciones del sistema inmune en pacientes con depresión. Es evidente la alteración de los linfocitos y citoquinas en la fisiopatología de la depresión y frente a los ISRS. Sin embargo, se requieren amplias investigaciones para establecer los patrones inmunes normales y su afectación frente a estos factores. Esto permitirá generar nuevas metas farmacológicas que disminuyan la resistencia, cronicidad y recurrencia de la depresión