Degradació i transformació de residus amb Tenebrio molitor. Obtenció peu de cria, paràmetres d'eficiència i rendiment i caracterització química de productes finals

Abstract

Waste Waste generation is a global problem that affects the environment. An innovative solution is the use of Tenebrio molitor (mealworm) larvae, which can biodegrade plastics such as expanded polystyrene, thus reducing pollution. In addition, these larvae are a rich source of protein, used for both animal and human food. The feces of the larvae, known as frass, are an excellent organic fertilizer. The main objectives of this Final Degree Project were to implement a hatchery for the self-supply of Tenebrio molitor larvae and to optimize the management during reproduction. The effectiveness of the larvae as degraders of different wastes, such as biocompostable plastic or plastic film, organic and synthetic textiles, organic fraction and cotton, was also evaluated. The process conditions were carried out at a controlled temperature of 28ºC and in one-liter glass jars during the course of two months. Efficiency and yield parameters were determined and the larvae and frass were chemically characterized to determine dry matter, organic matter, nitrogen, phosphorus and potassium content. Only 48% of the pupae obtained in the brood stand reached the beetle stage partly due to the large number of individuals that accumulated inside the containers, causing atrophy and putrefaction of some of the insects. It is recommended that a system of drawers be designed to improve distribution and ventilation and thus reduce the number of losses. Regarding waste processing, plastic materials mixed with oat flakes showed 85% survival accompanied by low pupation. Reducing the humidity of the waste prevents the proliferation of fungi, and the use of young individuals lengthens the waste transformation process. Temperatures close to 30ºC decrease larval activity. Finally, regarding the quantification and characterization of the final product, in general the frass has a high content of dry matter (87%) and organic matter (85% sms), being rich in nitrogen (8.23-11.99% sms), phosphorus (0.9-1.67% sms) and potassium (1.32-2.68% sms), being an excellent source of organic fertilizer, although the phytotoxic effects derived from the degradation of some residues should be studied.

La generació de residus és un problema global que afecta al medi ambient. Una solució innovadora és l'ús de larves de Tenebrio molitor (cuc de la farina), que poden biodegradar plàstics com el poliestirè expandit, reduint així la contaminació. A més, aquestes larves són una rica font de proteïnes, utilitzades tant per alimentació animal com humana. Els excrements de les larves, coneguts com a frass. són un excel¿lent fertilitzant orgànic. Com a objectius principals en aquest Treball Final de Grau, es va implementar un peu de cria per a l'autoproveïment de larves de Tenebrio molitor i es va optimitzar el maneig durant la reproducció. També es va avaluar l'efectivitat de les larves com a degradadores de diferents residus, com plàstic biocompostable o plàstic film, tèxtils orgànics i sintètics, fracció orgànica i cotó. Les condicions de procés es van dur a temperatura controlada de 28ºC i dins de pots de vidre d'un litre durant el transcurs de dos mesos. Es van determinar paràmetres d'eficiència i rendiment i es va caracteritzar químicament les larves i el frass per determinar el contingut de matèria seca, matèria orgànica, nitrogen, fòsfor i potassi. Només el 48% de les pupes obtingudes al peu de cria van arribar a la fase d'escarabat en part degut al gran nombre d'individus que es van acumular dins dels contenidors, provocant l'atrofia i putrefacció d'alguns dels insectes. Es recomana dissenyar un sistema de calaixeres per millorar la distribució i ventilació i així reduir el nombre de pèrdues. Pel que fa a la transformació de residus, els materials plàstics barrejats amb flocs de civada van mostrar una supervivència del 85% acompanyades d'una baixa pupació. Reduir la humitat dels residus evita la proliferació de fongs, i l'ús d'individus joves allarga el procés de transformació de residus. Temperatures properes a 30ºC disminueixen l'activitat de les larves. Finalment, respecte la quantificació i caracterització del producte final, en general el frass té un alt contingut de matèria seca (87%) i matèria orgànica (85% sms), i és ric en nitrogen (8,23-11,99% sms), fòsfor (0,9-1,67% sms) i potassi (1,32-2,68% sms), sent una excel¿lent font de fertilitzant orgànic, tot i que caldria estudiar els efectes fitotòxics derivats de la degradació d'alguns residus.

La generación de residuos es un problema global que afecta al medio ambiente. Una solución innovadora es el uso de larvas de Tenebrio molitor (gusano de la harina), que pueden biodegradar plásticos como el poliestireno expandido, reduciendo así la contaminación. Además, estas larvas son una rica fuente de proteínas, utilizadas tanto por alimentación animal como humana. Las heces de las larvas, conocidos como frass son un excelente fertilizante orgánico. Como objetivos principales en este Trabajo Final de Grado, se implementó un pie de cría para el autoabastecimiento de larvas de Tenebrio molitor y se optimizó el manejo durante la reproducción. También se evaluó la efectividad de las larvas como degradadoras de distintos residuos, como plástico biocompostable o plástico film, textiles orgánicos y sintéticos, fracción orgánica y algodón. Las condiciones de proceso se llevaron a temperatura controlada de 28ºC y dentro de botes de vidrio de un litro durante el transcurso de dos meses. Se determinaron parámetros de eficiencia y rendimiento y se caracterizó químicamente las larvas y el frass para determinar el contenido de materia seca, materia orgánica, nitrógeno, fósforo y potasio. Sólo el 48% de las pupas obtenidas en el pie de cría llegaron a la fase de escarabajo en parte debido al gran número de individuos que se acumularon dentro de los contenedores, provocando la atrofia y putrefacción de algunos de los insectos. Se recomienda diseñar un sistema de cajoneras para mejorar la distribución y ventilación y así reducir el número de pérdidas. Por lo que respecta a la transformación de residuos, los materiales plásticos mezclados con copos de avena mostraron una supervivencia del 85% acompañada de una baja pupación. Reducir la humedad de los residuos evita la proliferación de hongos, y el uso de individuos jóvenes alarga el proceso de transformación de residuos. Temperaturas cercanas a 30ºC disminuyen la actividad de las larvas. Por último, respecto a la cuantificación y caracterización del producto final, en general el frass tiene un alto contenido de materia seca (87%) y materia orgánica (85% sms), siendo rico en nitrógeno (8,23-11,99% sms), fósforo (0,9-1,67% sms) y potasio (1,32-2,68% sms), siendo una excelente fuente de fertilizante orgánico, aunque habría que estudiar los efectos fitotóxicos derivados de la degradación de algunos residuos.