Propuesta de automatización del sistema de biodegradación anaerobia del laboratorio de Biotecnología de la Universidad del Cauca

Abstract

Este trabajo presenta una propuesta de automatización de la célula de laboratorio de biodegradación anaerobia del Centro de Desarrollo Tecnológico que se establecerá como resultado del proyecto del Sistema General de Regalías “Investigación y desarrollo en empaques biodegradables” (PEDCTiCAUCA, 2012) ejecutado por el grupo de investigación CYTBIA durante 2014-2019, desde el cual se validará la biodegradabilidad de cuatro paquetes tecnológicos desarrollados en el proyecto y a futuro, a productos de organizaciones externas. Inicia con el diagnóstico de la célula de proceso previa, utilizada por Camacho y Aley en 2012, en un estudio de biodegradación anaerobia, basado en la norma ASTM D5511-02 (Camacho & Aley, 2012), siendo ésta batch, de manufactura rígida, uni producto y de ruta única, con nivel de automatización 0; presentando un proceso altamente dependiente del laboratorista, 73% manual, con un grado de dificultad de fases de proceso, alto 49% y documentación no estandarizada. Se desarrollan las ingenierías: conceptual, básica y detallada del ensayo de biodegradación anaerobia termófila en alta concentración de sólidos (BATACS) con el estándar ISO 15985 (ISO, 2014a) y 6 pruebas de caracterización; el principal aporte consiste en ofrecer flexibilidad a la célula, al separar el ensayo de las pruebas; se realizan los modelos de proceso, físico, de control procedimental y de recetas basados en ISA S.88, y diagramas PFD (13) y P&ID (7); la etapa de preparación de inóculo es semicontinua, mientras que el ensayo BATACS y las pruebas son tipo batch. En la biodegradación anaerobia el pH y la temperatura son variables críticas, se garantiza el control de éstas, garantizando un ambiente microbiano apto. Acorde con la cultura organizacional del laboratorista, se seleccionan equipos nivel 0 de automatización y escenario Stand Alone, garantizando exactitud y precisión de resultados; se reduce el grado de dificultad de fases, siendo bajo en 79%. La implementación de la propuesta requiere de inversiones en equipos aproximadas a $178´.048.552,0 pesos m/cte. Se presenta el diagrama de distribución y de recorrido. Se desarrollan aspectos como: cadena de valor, estación de almacenamiento de reactivos y residuos, implementos y equipos de seguridad industrial, de respaldo energético y procedimiento de manejo de residuos orgánicos y químicos.