BIODEGRADATION OF LECITHIN BASED FATLIQUOR: OPTIMIZATION OF FOOD TO MICROBES RATIO AND RESIDENCE TIME

Abstract

Oils are usually applied as aqueous emulsions in the fatliquoring process and they influence the physical characteristics of leather, such as tensile strength, extensibility, wetting properties, water-proofness and permeability to water vapor and air. During soybean oil processing, phospholipids are recovered from the degumming process to produce lecithin. The sulfonated phospholipids exhibit good hydrophilic properties, emulsifying properties and good permeability. They are therefore used in the tanneries as semi-synthetic fatliquor. Exhaustion of fatliquor was about 85 to 90% and the remaining was discharged in to the process water as wastewater. Grease traps fail to retain dissolved and emulsified fats efficiently, allowing them to enter the water treatment system. These lipids may then interfere with aerobic biological wastewater treatment processes by reducing oxygen transfer rates. The aim of the present study was to assess the rate of biodegradability of lecithin based fatliquor containing wastewater generated from tanneries at various food to microbial (f/m) ratios of 0.35, 0.25 and 0.15 in aerobic batch reactors. Optimization of the f/m ratio and residence time was investigated in detail and the results established that a f/m ratio of 0.15 with residence time of 48 hours is needed for obtaining maximum biodegradation. Soluble Biochemical Oxygen Demand (SBOD) and Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD) removal efficiencies were 95.55% and 86.21 %, which resulted in 28 and 240 mg/L in the treated effluent. It was evident from FT-IR and ESI-MS analysis that the phospholipids are degraded efficiently in the batch reactor.Resumen:Los aceites se emplean generalmente en forma de emulsiones acuosas en el proceso de engrase e influyen en las características físicas del cuero, tales como resistencia a la tracción, extensibilidad, propiedades de humectación, resistencia al agua y la permeabilidad al vapor de agua y al aire. Durante el procesamiento del aceite de soja, se recuperan fosfolípidos del proceso de desgomado para producir lecitina. Los fosfolípidos sulfonados presentan buenas propiedades hidrofílicas, propiedades emulsionantes y buena permeabilidad. Ellos son utilizados en las curtiembres como engrasante semi-sintético. El agotamiento del engrase fue aproximadamente 85 a 90% y el remanente fue descargado en el agua de proceso como aguas residuales. Las trampas de grasa no retienen eficientemente las grasas disueltas y emulsionadas, permitiéndoles entrar en el sistema de tratamiento de aguas. Estos lípidos pueden entonces interferir con los procesos biológicos aerobios del tratamiento de aguas residuales mediante la reducción de las tasas de transferencia de oxígeno. El objetivo del presente estudio fue evaluar la tasa de biodegradabilidad del engrasante basado en lecitina contenido en las aguas residuales de las curtiembres a distintas tasas alimento/microorganismos (f/m) de 0,35, 0,25 y 0,15 en reactores discontinuos aeróbicos. La optimización de la relación f/m y el tiempo de residencia fue investigado en detalle y los resultados establecieron que una relación f/m de 0,15 con un tiempo de residencia de 48 horas es necesario para la obtención de la máxima biodegradación. Las eficiencias de remoción de la demanda bioquímica de oxígeno soluble (SBOD) y la demanda química de oxígeno soluble (SCOD) fueron del 95,55% y 86,21%, lo que resultó en 28 y 240 mg/L en el efluente tratado. Fue evidenciado a partir de análisis FT-IR y ESI-MS que los fosfolípidos son degradados de manera eficiente en el reactor discontinuo.