1 Sostenibilidad Desarrollo sostenible sin afectar el medio ambiente, salud, productividad y garantizar la seguridad alimentaria para el bienestar de la humanidad

2 Producción Pecuaria La carne y huevos de aves de corral son productos alimenticios asequibles y de calidad consumidos por la mayoría de las poblaciones y etnias del mundo. Los avances en el conocimiento y la tecnología han favorecido el crecimiento y la intensificación de la producción ANIMAL en los países en desarrollo, que experimentan un crecimiento demográfico y unas limitaciones económicas cada vez mayores. Las cuestiones relacionadas con el medio ambiente, la salud humana y la calidad de vida de las personas que viven cerca y lejos de las unidades de producción de aves de corral Y OTROS ANIMALES hacen de LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS UN FACTOR FUNDAMENTAL PARA EL CRECIMIENTO Y LA SOSTENIBILIDAD a largo plazo de la producción de aves de corral en las instalaciones de mayor escala ubicadas cerca de zonas urbanas y periurbanas.

3 Gestión de residuos La gestión de los subproductos avícolas como posibles contaminantes se centra en los problemas de calidad del agua y el aire, y en algunos casos de calidad del suelo (FAO, 2008; Nahm y Nahm, 2004; Williams, Barker y Sims, 1999). Entre los problemas específicos bien documentados figura la degradación de las aguas superficiales y/o las aguas subterráneas cercanas como resultado del aumento de la carga de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo (y, en determinados emplazamientos, el potasio). Los problemas relativos a la calidad del aire son menos conocidos e incluyen el destino y efectos del amoníaco, el sulfuro de hidrógeno, los compuestos orgánicos volátiles (COV) y las partículas de polvo emitidas por las instalaciones de producción de aves de corral. Las emisiones de gases de efecto invernadero y los efectos sobre la salud relacionados con olores molestos son también temas relevantes y actuales, debido al cambio climático global y al aumento de las poblaciones humanas en las proximidades de las explotaciones de aves de corral, respectivamente.

4 Problema La sociedad humana y la vida en el planeta se entrelazan y se encuentran en un punto crítico. Hoy en día el mundo depende los combustibles de origen fósil para cubrir más del 80% de sus necesidades de energía. Estamos afrontando amenazas y retos sin precedentes en materia de producción y suministro de energía, e incremento en los precios de productos alimenticios y fuentes de energía fósiles, los cuales están asociados con la dependencia de nuestras economías en estas fuentes de energía y el incremento del precio del petróleo a nivel global. Una amenaza importante con consecuencias sociales es EL CAMBIO CLIMÁTICO RELACIONADO CON EL INCREMENTO DE LA CONCENTRACIÓN DE CO2 en la atmósfera y la pobre de calidad del aire debido a sustancias contaminantes también concentradas en ella.

5 Lavoisier “En la naturaleza nada es creado, ni nada es perdido, todo es transformado” La naturaleza ofrece alternativas para la transformación de los residuos contaminantes en otros no contaminantes por acción de sistemas biológicos.

6 Clasificación de los residuosACTIVIDAD AGROPECUARIA: Residuos animales (excrementos sólidos y semisólidos, desechos de faena, cadáveres, sobrantes de suero y leche); vegetales (restos de cosechas y cultivos. ACTIVIDAD AGROINDUSTRIAL INDUSTRIA LÁCTEA INDUSTRIA FRIGORÍFICA INDUSTRIA CEREALERA INDUSTRIA ACEITERA Y GRANOS OLEAGINOSOS INDUSTRIA DE LA PESCA INDUSTRIA FORESTAL RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: Residuos sólidos domiciliarios y residuos de limpieza barrido y mantenimiento.

7 Tipos de residuos RESIDUOS INORGÁNICOS: origen mineral y sustancias o compuestos sintetizados por el hombre. Metales, plásticos, vidrios, etc. Agrotóxicos, agroquímicos, fitosanitarios y agroveterinarios, por su origen sintético y efecto residual. RESIDUOS ORGÁNICOS: origen en los seres vivos, animales o vegetales como consecuencia de las funciones fisiológicas de mantenimiento y perpetuación o son producto de la explotación humana de los recursos bióticos.

8 Produccion de desechosCon la generación de desechos sólidos en promedio de 0,92 kg/hab/día, se estima que la población urbana (360 millones) en América Latina y el Caribe se está produciendo toneladas diarias de residuos sólidos municipales, y unos millones de toneladas anualmente. Los rellenos sanitarios y vertederos lixivian contaminantes en aguas subterráneas y además generan metano.

9 Tecnología: parte de SoluciónLas sociedades humanas pueden usar los conocimientos adquiridos, experiencia, TECNOLOGIA e innovación para crear nuevas oportunidades que aseguren una mejor calidad de vida para las generaciones presentes y futuras. Dentro de este contexto, la agricultura moderna puede jugar un papel primordial en la construcción de sociedades sostenibles, mediante la producción de alimentos y la producción y utilización de biomasa no alimenticia para la generación de energía, combustible y bioproductos.

10 Conversión de masa a energíaEn general, la adopción de tecnologías y procesos de conversión de los residuos agrícolas, forestales y municipales para la producción de bioenergía, biocombustibles y bioproductos protege la salud de los humanos, recursos naturales (suelo, agua y aire) y vida silvestre, así como también contribuye a reducir los insumos químicos para la producción de alimento y fibra. Dentro de los beneficios claves para el medio ambiente se incluye la reducción de emisión de GEI debido a la sustitución de fuentes de energía fósiles por las renovables para producir electricidad, calor y combustibles alternativos en base a la biomasa no alimenticia. La protección a los seres humanos y la vida silvestre se da mediante la conversión de los estiércoles animales a formas energéticas y bioproductos diversos. Esta conversión permite reducir el riesgo de contaminación del agua y aire con patógenos como el E. Coli 0157 y la Salmonella y Campylobacter, así como por la adición excesiva de nitrógeno y fósforo de los estiércoles a los suelos cultivables.

11 Contaminación & resistencia a antibióticosLa conversión de la biomasa a productos útiles ayuda en prevenir la contaminación del agua con sustancias provenientes del estiércol animal que interrumpen el sistema endocrino o que crean resistencia a los antibióticos, lo cual contribuye a mejorar el nivel de bio-seguridad tanto en las zonas rurales como urbanas.

12 BIOREMEDIACION Utilización de sistemas biológicos (microorganismos, enzimas) para degradar o remover contaminantes nocivos del ambiente. El principal objetivo de la TECNOLOGIA es mejorar el bienestar de la humanidad. Pero también ha infligido un alto precio sobre el medio ambiente. Los avances de esta tecnología que ha contribuido al problema, también podría ser la fuente de la solución.

13 Probioticos: beneficiosNeutralization of toxin Production of antibacterial compounds Competition for adhesion sites Alternation of microbial metabolism Stimulation of immunity in the host Accelerate the sediment decomposition by producing organic acids Production of hydrogen peroxide Production of enzymes 

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15 Enzimas Enzymes are delicate protein molecules necessary for life.Proteases are the single class of enzymes which play an important part in the metabolism of almost all organisms (Plants, Animals, Fingi, Bacteria and Viruses). Investigation of proteases is a central issue in enzymology due to their wide applications in Landry detergents, Pharmaceutical. Leather products, Photography, Food, Agricultural products and Bioremediation process

16 Proteasas Among the various proteases, bacterial extracellular proteases are the most significant, compared with animal, Plants, viruses and fungal extracellular proteases. Extracellular proteases produced by Bacillus and cocci species are of main interest from a biotechnological perspective, and are not only in scientific fields of protein chemistry and protein engineering but also in applied fields such as detergents, foods, tannery, pharmaceutical and leather industries. These proteases account for 60% of the total worldwide production of enzymes.

17 The genus Bacillus and cocci contains a number of industrially important species and approximately half of the present commercial production of bulk enzymes derives from the srtains of Bacillus and cocci.

18 MICROORGANISMOS La gran biodiversidad de microorganismos sobre la tierra es un reservorio inexplotadas de especies con capacidades inesperadas. Un gran numero de bacterias poseen diferente capacidad para descomponer residuos que son tóxicos al hombre. La diversidad de microbios es enorme. Algunos subsisten por la alimentación de otras células vivas, muchas otras usan materia orgánica en descomposición para su subsistencia, otras son capaces de utilizar sustancias toxicas como fuentes de energía.

19 Industria Pecuaria: AviculturaNutrient, Atmospheric Emission, Pathogens, and By-products Desarrollo de practicas de manejo mejorados, aplicacion de tecnologias para el estiercol. Desarrollo de metodos para identificar y cuantificar las emisiones de la avicultura, ganado lechero o carne y cerdos cuyos estiercol son aplicados a la tierra. Reducir amonio, olor, microorganismos y emisiones pariculares provenientes del ganaso vacuno, cerdos y avicultura, operaciones a traves del uso de sistemas de tratamiento (biofiltros, etc) y practicas de manejo innovativos. Seguimiento de una serie de suelos contaminados estiercol de vacunos, cerdos o aves infectado con Campylobacter jejuni, Salmonella sp o Mycobacterium avium subsp, paratuberculosis (MAP). Use molecular-based methodologies to quantify the occurrence of pathogens and evaluate new methods to inhibit their survival and transport in soil, water, and waste treatment systems.

20 SUBPRODUCTOS DE LA AVICULTURAPara evitar conflictos y garantizar la sostenibilidad y el potencial de crecimiento de todos los sistemas de producción de aves de corral, los conocimientos básicos sobre los asuntos ambientales y sanitarias que plantea el manejo  de los desechos avícolas serán útiles para los avicultores, ya sean pequeños o grandes, tanto en la actualidad como en el futuro. LOS SUBPRODUCTOS DE LA PRODUCCIÓN AVÍCOLA SON VALIOSOS SI SE MANEJAN Y RECICLAN ADECUADAMENTE, independientemente del tamaño de las parvadas. En caso contrario, sin embargo, constituyen también elementos, compuestos y vectores de insectos y parásitos, así como de organismos patógenos, que son motivo de preocupación. El manejo de los subproductos avícolas se centra en asuntos relacionadas con la calidad del suelo, el agua y el aire

21 En la planificación, construcción y explotación de instalaciones avícolas de cualquier tamaño deberían tomarse en consideración los problemas que puedan plantear el ALMACENAMIENTO, MANEJO Y UTILIZACIÓN DE SUBPRODUCTOS DE DESECHOS. A escala mundial, se han realizado numerosas investigaciones para identificar formas de recuperar productos de valor añadido de los desechos animales con objeto de MITIGAR LOS EFECTOS AMBIENTALES. Se dispone de una gran variedad de sistemas y enfoques tales como la UTILIZACIÓN DE SUBPRODUCTOS EN LA TIERRA COMO FERTILIZANTE, EL RECICLADO EN COMPONENTES PARA PIENSOS Y LA RECUPERACIÓN DE MATERIALES PARA GENERAR BIO-ENERGÍA, que pueden dar resultados satisfactorios si se explotan y gestionan convenientemente.

22 Bioremedacion de desperdicio de la AviculturaEnzyme technology and development today is a highly efficient and potent process. However, there are so many fields where improvements in our knowledge and the ability to predict outcomes would be advantageous. Actinomycetes, the wonderful organisms can able to produce antibiotics and enzymes are acting as a source for the production of keratinase enzyme. Poultry waste is the one of the major cause for soil pollution and 18 million thousand poultry waste was produced every year which can be treated by keratinase enzyme, thus bioremediates and converts them into cysteine rich amino acids and can be used as food and feed supplements. Our research studies discuss the degradation patterns of feather effluents by Actinomycetes and the formation of degradable products. Thus Bioremediation of Poultry Waste and its further use in Biotechnology are discussed (http://www.advancedbiotech.in/archives.html: Advanced BioTech, Volume:10 Issue:01 July 10, 2010).

23 Utilization of Poultry Litter for Pesticide BioremediationAgricultural chemical products such as pesticides have been used to increase crop production, especially in undeveloped countries. Poultry litter, the combination of feces and bedding materials, has also been used as an alternative to improve soil quality for crop production. However, information regarding the utilization of poultry litter as growth substrate for bioremediation of synthetic chemicals used in agriculture is very limited. In this chapter, the potential benefit of utilizing poultry litter as a growth substrate for fungal growth (as well as bacterial source) in bioremediation of pesticides will be explored. Thus, the effect of pesticides on microbial population (from poultry litter) and the fungal growth will be examined. In addition, in this chapter a comparison of treatments (biostimulations) from poultry litter versus synthetic vitamin substrates in enhancing microbial population and fungal growth in the presence of pesticide mixture in a controlled-lab setting will be detailed. Specifically, this chapter will explore the effect of a mixture of pesticides on poultry litter microflora and a fungus (Trametes versicolor CDBB-H-1051) that is known to be able to degrade pesticides. The results will show that poultry litter was able to enhance fungal growth better than vitamins in the presence of pesticide mixture. Therefore, poultry litter can serve as growth substrate for fungal growth and provide additional capable microflora for pesticide bioremediation. This can reduce cost quite substantially when replacing the required vitamins for growth with poultry litter at contaminated sites or treatment systems such as barrier walls. 

24 Pollinaza

25 Composición

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27 Valor de 3 tipos de pollinaza

28 Composición de tipos de estiércol

29 Producción de gallinaza/pollinazaLa cantidad y características de la gallinaza dependen de la especie, la edad, la dieta y la salud de las aves, así como de las prácticas de gestión agrícola. Las estimaciones de heces excretadas por aves al día (basadas en el promedio de peso diario vivo durante el ciclo de producción de las aves) se sitúan en torno a 120 kg para las gallinas ponedoras, 80 kg para los pollos de carne, entre 200 y 350 kg para los pavos (hembras en fase de crecimiento y machos pesados en fase de crecimiento, respectivamente), y 150 kg para los patos (Collins et al., 1999; Williams, Barker y Sims, 1999). Se pueden efectuar extrapolaciones para obtener estimaciones generales sobre el número de aves de una explotación determinada.

30 Después de la excreción, la cantidad de gallinaza que ha de manejarse depende de factores tales como el contenido de agua, si la gallinaza se almacena en un lugar donde la lluvia se acumula o si se mezcla con materiales tales como paja, virutas de madera o cáscaras de arroz, lo cual es habitual en las camas de los alojamientos de las aves de carne. Las estimaciones de la yacija producida por aves de carne para la venta oscilan entre 1,1 y 2,4 toneladas para los pollos, 7,3 y 12,7 toneladas para los pavos (hembras en fase de crecimiento y machos pesados en fase de crecimiento, respectivamente), y 3,9 toneladas para los patos (Collins et al. 1999; Williams, Barker y Sims, 1999)

31 Dependiendo de la formulación de las dietas, las prácticas de gestión y la reglamentación de las empresas de producción avícola de una determinada región, en la gallinaza y las camas puede haber también residuos químicos de productos farmacéuticos veterinarios (antibióticos, coccidiostáticos y larvicidas) (Sims y Wolf, 1994). El muestreo y análisis de laboratorio riguroso de los microorganismos nocivos y los residuos químicos contenidos en la gallinaza y las camas son fundamentales para la implementación de prácticas de mitigación eficaces.

32 Gallinaza / Pollinaza La gallinaza es uno de los residuos sólidos más importantes en términos de la posibilidad de afectar significativamente el ambiente en las granjas de producción, debido a su composición y a las grandes cantidades generadas. La población avícola en Perú fue de millones de pollos y 17 millones de ponedoras (2011) . Se calcula que un pollo produce diariamente 150 gramos de gallinaza húmeda y cada gallina 100, que representa para los avicultores una fuente de ingreso adicional al proveniente del negocio de huevos y carne. Entre los abonos utilizados actualmente, se destaca por su composición en macronutrientes ya que mejora las características físicas del suelo y se utiliza como fertilizante en una amplia variedad de cultivos de tipo comercial como flores, pastos, legumbres y frutales entre otros.

33 Gallinaza / Pollinaza: ProcesamientoHasta hace poco se utilizaba la gallinaza de manera natural como salía de los galpones ocasionando problemas fitosanitarios y como consecuencia pérdidas en los cultivos y sólo hasta hace poco se identificaron las ventajas de procesar el producto. En la actualidad los avicultores saben de la necesidad de compostar el producto para obtener un abono de buena calidad, utilizando microorganismos oxigénicos termofílicos para acelerar la producción y sólo hasta la realización de investigaciones recientes se ha tenido conocimiento de la microbiota fúngica que participa en el proceso.

34 Procesamiento: Fermentación

35 Biotratamiento Después de someter a descomposición los materiales orgánicos por medio de microorganismos, se obtiene un producto final remanente llamado humus. El proceso completo que involucra la separación y conversión microbiana de los desechos sólidos orgánicos se conoce como fermentación controlada. La descomposición de los desechos sólidos orgánicos se puede llevar a cabo oxigénica o anoxigénicamente, dependiendo de la disponibilidad de oxígeno. Debido a que el proceso anoxigénico es extremadamente lento y puede ser difícil controlar los olores ofensivos asociados con este proceso, la mayoría de las operaciones de fermentación controlada son oxigénicas.

36 Microbiología del ProcesoMicrobiología del Proceso. Aunque son extremadamente diversos, los principales microorganismos involucrados en la descomposición oxigénica de los desechos sólidos se pueden identificar como: bacterias, hongos, levaduras y actinomicetos. Mientras se encuentra que miembros de cada uno de estos grupos son capaces de descomponer todas las materias primas en los desechos sólidos, como grupo prefieren diferentes compuestos. Normalmente, las bacterias prefieren azúcares solubles simples, mientras los hongos, levaduras y actinomicetos son particularmente efectivas en la descomposición de celulosas y hemicelulosas.

37 PLUMAS

38 Producción de biogas: Digestión anaerobiaEste es un proceso biológico que ocurre naturalmente y es usado para el tratamiento de una amplia gama de desechos agrícolas, municipales e industriales. La DA es un proceso de producción neto de combustible y energía. El biogás es un combustible producido durante la DA mediante las bacterias metanogénicas que descomponen los materiales orgánicos principalmente en ecosistemas y ambientes desprovistos de oxígeno. Un grupo numeroso de bacterias median en los procesos bioquímicos que convierten la biomasa en biogás. En términos generales, la materia orgánica compleja es hidrolizada en compuestos orgánicos simples como azúcar y amino ácidos por un grupo de bacterias “solubilizadoras”. Otro grupo de bacterias convierte estas moléculas simples en dióxido de carbono, hidrógeno, amoniaco y ácidos orgánicos como el ácido acético. La conversión final catalizada por las bacterias metanogénicas involucra la conversión de estos ácidos orgánicos en biogás compuesto mayoritariamente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2).

39 El biogás producido por la DA contiene entre 60-70% de CH4, % de CO2, y el resto consiste de H2 e impurezas como el H2S. El biogás puede ser utilizado como combustible en lugar de ser liberado a la atmósfera. El alto contenido de metano hace de éste una fuente excelente de energía renovable para reemplazar al gas natural y otros combustibles fósiles, y de esta manera ayuda a reducir las emisiones de GEI y otros contaminantes en la atmósfera. El biogás es usado típicamente en calderas y en motores de combustión interna o generadores de turbina para producir electricidad y calor. Las instalaciones de DA que producen biogás utilizan la electricidad y el calor localmente y el excedente eléctrico se exporta a la red de energía eléctrica. La DA también produce un efluente con alto contenido de amoniaco, y un subproducto sólido con alto contenido de fosfato. El efluente se puede utilizar como un biofertilizante de alto grado, y el componente sólido se puede usar como un biofertilizante de menor grado nutricional para los cultivos. Existen diferentes tipos de equipos de tratamiento anaerobios y los avances en estas tecnologías ocurren a medida que el interés en la misma se incrementa

40 En general, un sistema de digestión aerobia consiste en un reactor, un componente para el manejo del biogás, otro para la producción de energía (cogeneración), y otro para almacenar la biomasa digerida. Las tecnologías de DA están disponibles comercialmente en Europa, Norte América, Asia y otros países para el tratamiento de los residuos a gran escala. La India y China han desarrollado equipos y tecnologías para granjas de menor escala. En general, los costos por animal para el establecimiento y operación de sistemas de tratamientos anaerobios disminuyen en operaciones de mayor escala. La economía de escala para la producción de biogás y energía a partir de los desechos de la ganadería podría ser mejorada con una mayor densidad de animales por granja, y con áreas de producción intensiva construyendo instalaciones de tratamiento centralizadas, y aceptando una variedad de residuos orgánicos provenientes de mataderos, la industria alimenticia y de desperdicios municipales.

41 Producción de Etanol: CelulosaLos avances científicos y tecnológicos durante la última década han creado nuevas oportunidades para la producción de biocombustible de fuentes no alimenticias. Estos avances incluyen una fermentación enzimática eficiente de la celulosa, la gasificación y pirólisis de residuos agrícolas y forestales, madera y basuras municipales. El uso de residuos agrícolas, forestales y municipales como fuentes para la producción de biocombustibles debiera contribuir significativamente a una economía sostenible y una vida de mejor calidad en nuestro planeta. Los residuos de biomasa están disponibles en forma amplia alrededor del mundo.

42 Se espera que la producción y suministro de etanol continúen derivándose de granos hasta cuando la celulosa pudiera convertirse en una materia prima alternativa a dichos granos. En Canadá se proyecta un mayor número de plantas capaces de producir 1,500 millones de litros de etanol a partir de la celulosa en el En comparación a los granos, la utilización de biomasa con alto contenido de celulosa para la producción de etanol tiene un bajísimo costo ambiental, y no entra en competencia con la producción de granos para consumo humano.

43 Enerkem junto a Greenfield Ethanol y la municipalidad de la ciudad de Edmonton en Canadá, acaban de firmar un acuerdo por 25 años para construir la primera planta en el mundo para producir anualmente 36 millones de litros de biocombustibles (metanol y etanol) a partir de la gasificación de las basuras municipales sólidas clasificadas. La tecnología propiedad de Enerkem es capaz de producir 360 litros de etanol a partir de 1 tonelada de material seco, lo que equivale a conducir un vehículo por una distancia aproximada de 2,500 kilómetros. Otras materias primas que pueden utilizar esta última tecnología son las maderas de demolición y tratadas, rastrojo de trigo, residuos forestales, y basuras municipales. Se estima que los biocombustibles producidos en esta planta contribuirán a reducir las emisiones de GEI en más de 6 millones de toneladas métricas en la provincia de Alberta dentro de los próximos 25 años. Lo último es equivalente a remover 12,000 autos de las calles cada año.

44 Es necesario y posible reducir los costos de producción del etanol aún más a través del apoyo de programas de investigación y desarrollo. La innovación juega un papel muy importante en el desarrollo de catalizadores biológicos y químicos eficientes para la conversión de la biomasa en materiales valiosos y combustibles renovables. Los sistemas de biocombustibles basados en la conversión enzimática, hidrólisis química y procesos físico químicos deberán coexistir en las biorefinerías para convertir las fuentes de celulosa con lignina (p. ej., residuos forestales y agrícolas) en azúcares y alcoholes. Se espera que la investigación ayude a desarrollar y mejorar los nuevos procesos biológicos, químicos y termoquímicos, así como nuevos equipos ayudarán a aumentar la eficiencia y reducir los costos de producción.

45 Producción de Aceite: PirólisisLa pirólisis es un proceso termoquímico que puede convertir la biomasa a líquidos (bioaceites), gas sintético y biochar, este último es un subproducto altamente carbonizado. El proceso de conversión se realiza en una cámara de reacción entre 450° y 500 °C en ausencia de oxígeno, y la materia orgánica volatilizada se condensa en un líquido (bioaceite), el cual puede ser utilizado como combustible o fuente de compuestos químicos de alto valor comercial. Estos compuestos químicos sirven de materia prima a la industria farmacéutica, química, de alimentos, nutracéutica y cosmética. Desde un punto de vista ambiental, la pirólisis de la biomasa contribuye a reducir las emisiones de GEI, y protege los recursos naturales de suelo, agua y aire al evitar su contaminación con un exceso de nutrientes, agentes biológicos y compuestos químicos que pueden estar contenidos en los estiércoles y otros desperdicios.

46 Pirólisis: Estiércol de polloEn la actualidad, el bioaceite producido a través de pirólisis derivado del estiércol de pollo ha sido probado en quemadores para la calefacción en granjas de animales. Es necesario que nuestra sociedad apoye la investigación y desarrollo para que la tecnología de pirólisis de la biomasa siga avanzando. Por ejemplo la estabilización y el refinamiento del bioaceite permitirán su uso como un combustible de alta calidad para motores de combustión interna. La aplicación del hidrotratamiento y nanocatálisis podrían producir un combustible de alta calidad para el transporte a partir de los bioaceites crudos. En el proceso de refinamiento de algunos bioaceites obtenidos de residuos agrícolas con alto contenido de nitrógeno (p.ej., estiércol de pollo) se puede también llegar a recuperar el nitrógeno, y otros elementos nutritivos como el fósforo y azufre, los cuales pueden ser reciclados en tierras cultivables. Desde un punto de vista social, la producción y uso de los bioaceites provee nuevas oportunidades de trabajo y desarrollo económico para las comunidades rurales e industriales.

47 El proceso de conversión de biomasa puede ser optimizado para la maximización en la producción de bioaceites, biochars o gases sintéticos dependiendo del tipo de proceso pirolítico y composición química de la biomasa. Los bioaceites son producidos a partir de una variedad de residuos orgánicos incluyendo los agrícolas y forestales, y las basuras sólidas municipales. Otras materias primas no-alimenticias para la producción de bioaceites incluyen los residuos de plantas con alto contenido de lignina, desechos de granos secos obtenidos de los destilados de granos de maíz para producir alcoholes etílicos, los subproductos sólidos secos de los digestores anaerobios y también los residuos de cultivo. La producción de bioaceites y sus subproductos a través de la pirólisis de los residuos provenientes de la producción avícola, ganadera, y de los residuos sólidos municipales son una estrategia de utilización alternativa de la biomasa a los procesos de composteo, incineración, y despojo de materiales orgánicos en vertederos municipales y sanitarios.

48 Los bioaceites derivados por pirólisis del estiércol de pollo contienen más de 500 compuestos químicos, muchos de ellos utilizados como insumos por la industria química, farmacéutica y cosmética. Esfuerzos realizados por científicos en los laboratorios de investigación del Ministerio de Agricultura y Agroalimentos del Canada en conjunto con la Universidad de Ottawa y Universidad de Rostock en Alemania se enfocan a la caracterización química de estos compuestos como también a desarrollar procesos de extracción, separación y purificación de algunos de los compuestos con alto valor comercial presentes en el bioaceite.

49 Metano …Metanol Otros ejemplos de procesos de bioconversión secundaria de los residuos agrícolas tienen que ver con la utilización de las bacterias metanotróficas para convertir el gas metano en metanol, un biocombustible, y una variedad de productos químicos. El metano, un GEI, es un componente del biogás producido por la digestión anaerobia y también del gas sintético producido por la gasificación o pirólisis de residuos orgánicos. Los procesos de conversión biológicos y químicos del metano a productos comerciales con valor agregado son parte de lo que se denomina la economía del metanol. Las bacterias metanotróficas y metilotróficas pueden ser utilizadas para convertir el metanol a polímeros como el polihidroxibutirato (PHB) o el polihidroxialkanoato (PHA), los cuales son utilizados en la producción de plásticos biodegradables.

50 Cama del ave La cama es un complejo sistema biológicamente activo compuesto por bacterias, levaduras, virus e insectos sobre un material que por lo común es no higroscópico. El estado de la cama puede estar caracterizado por propiedades físicas y químicas muy específicas que determinarán la cantidad y tipo de microorganismos presentes en ella.        Una cama de pollos de engorde generalmente contiene cerca de 1 billón de microorganismos viables por gramo. Conocer su origen y función dentro del sistema es el prerrequisito fundamental para diseñar los programas de manejo y control más adecuados de acuerdo a nuestras necesidades.        Los microorganismos en la cama provienen de diferentes fuentes, siendo la principal el tracto gastrointestinal de las aves. La carga microbiana en la cama es básicamente el reflejo del alimento y agua consumido por las aves. En adición a los microorganismos depuestos por las deyecciones, se encuentra la carga intrínseca del material del que se compone la cama y las cargas microbianas transportadas por el aire, personal y equipo que entra al galpón.

51 Microorganismos de la cama

52 Amoniaco de aves La calidad del aire puede verse afectada por la emisión en el aire de contaminantes procedentes de las instalaciones de producción de aves de corral. El amoníaco que se emite en la atmósfera es el contaminante vinculado con la producción de aves de corral con mayor impacto ecológico (FAO, 2009). El transporte y destino del amoníaco una vez que se libera en la atmósfera son dos cuestiones que aún no se conocen con detalle, pero se sabe que la presencia del amoníaco en altas concentraciones puede provocar efectos ambientales que repercuten en los ecosistemas locales y la salud humana.

53 El amoníaco de las explotaciones avícolas deriva del nitrógeno, que es un componente esencial de las proteínas de la dieta, los aminoácidos y otras biomoléculas necesarias para la vida. Sin embargo, el nitrógeno dietético no convertido en carne, huevos u otros tejidos se excreta en forma de nitrógeno orgánico, el cual se convierte rápidamente en amoníaco con la mayor parte de las prácticas de producción avícola, aunque no con todas. La cantidad de amoníaco que se emite realmente a la atmósfera depende de múltiples variables, entre ellas el clima, el diseño de los gallineros y ciertas técnicas de almacenamiento y tratamiento de la gallinaza y la cama como, por ejemplo, los métodos para su aplicación a la tierra.

54 Manejo del amoniaco A species of bacteria called Nitrosomonas converts this ammonia into nitrite           (2NH4+ +3O2 = 2NO2- + 4H+ + 2H2O).  A second species of bacteria called Nitrobacter converts this nitrite into nitrate           (2NO2- + O2 =  2NO3-).  Algae and aquatic plants utilize nitrate to produce chlorophyll, which are in turn consumed by zooplankton and then by fish, prawn and shrimp. Thence the cycle repeats. These bacteria are important to aqua farmers because without them it is difficult to maintain healthy environmental conditions in the aquaculture ponds.

55 The biochemical reaction of Nitrosomonas spThe biochemical reaction of Nitrosomonas sp.: Energy generation in Nitrosomonas by two enzymes, Ammonia monooxygenase (AMO) and Hydroxylamine oxidoreductase (HAO) are involved in the oxidation of ammonia to nitrite.                                                                            The biochemical reaction of Nitrobacter is a very simple reaction, involving the cytochrome system as follows: 

56 El papel de los microorganismos en la cama depende de su habilidad para sobrevivir en ese ecosistema. Siendo la cama el principal reservorio de patógenos que en un mayor o menor grado afectan la salud de nuestras aves, y por otra parte, la presencia de microorganismos que aún siendo inocuos para las aves representan un peligro para la salud del hombre, el control de estas poblaciones de patógenos debe ser la prioritaria meta en los programas de manejo de cama.        Existen dentro de los microorganismos que habitan en la cama especies que no afectan directamente la salud del ave; sin embargo, estos organismos pueden afectar la calidad de la cama y las condiciones ambientales donde se desarrolla la explotación, por medio de su participación en procesos complejos de reciclado de nutrientes, o excreciones depuestas por las aves.        En este sentido la volatilización del amoniaco en las camas ha sido atribuida a la acción microbiana sobre compuestos nitrogenados, principalmente el ácido úrico excretado por las aves. El pH de la cama tiene un papel importante en la volatilización del amoniaco ya que una vez formado éste puede estar como NH3 o como ión amonio (NH4+). La concentración de amoniaco tiende a incrementarse conforme aumenta el pH de la cama, así tenemos que la liberación del amoniaco es ligeramente baja en pH iguales o ligeramente inferiores a 7, en tanto que con un pH igual o superior a 8 la concentración de amoniaco pasa a ser significativa.

57  La descomposición del ácido úrico se ve favorecida en condiciones de alcalinidad (pH>7), debido a que la enzima Uricazala cual cataliza la ruptura del ácido úrico, tiene una actividad máxima a un pH de 9. Esta enzima resulta la principal herramienta de algunas bacterias ureoliticas como el Bacilluspasteurii el cual no tiene crecimiento en pH neutro, pero se desarrolla con éxito en pH alrededor de 8,5. Si consideramos que generalmente el pH de la cama está entre los rangos de 9 a 10, entonces podemos entender que están las condiciones dadas para que se manifieste una gran volatilización de amoniaco en el interior de nuestros galpones.        Otro grupo de microorganismos que afectan la cama son los que tienen actividad proteolítica, ya que ellos por medio de sus proteasas ayudan a descomponer las proteínas excretadas por las aves. En este caso la degradación de las deyecciones de las aves conduce a evitar la formación de costras en la superficie de la cama, lo cual afectaría su friabilidad. En este caso las prácticas de manejo que incrementen los niveles de organismos proteolíticos indudablemente conducirán a una mejora en la calidad de la cama.

58 Calidad de la cama La cama cuenta con unas propiedades físicas y químicas que impactan directamente sobre los microorganismos presentes en ella. Entender como esas propiedades afectan la carga microbiana de la cama resulta clave para desarrollar estrategias que mejoren su calidad y mantengan el control sobre los microorganismos indeseables. En este sentido podemos mencionar:        Propiedades Físicas: El tamaño de la partícula y su forma pueden determinar cuándo debemos cambiar la cama o restituirla dentro del galpón, ya que estas dos características impactan directamente sobre la friabilidad de la misma.        La friabilidad es el término usado para describir cuan fácilmente se desmorona la cama en nuestras manos y está directamente relacionado con la cantidad de agua que ha penetrado en la superficie de la cama. Hablando en un sentido práctico las camas más friables se desmoronarán más fácilmente; por el contrario, las menos friables se desmoronarán menos debido a que básicamente han sido capaces de retener mayor cantidad de agua en su superficie. Bajo estas condiciones, materiales de cama muy finos o de partículas pequeñas tienden a compactarse reteniendo agua y reduciendo la friabilidad de la cama, favoreciendo el desarrollo de microorganismos. Los materiales que son gruesos y de tamaño irregular tienden a no compactarse, por lo que mantienen su friabilidad, permiten una menor retención de líquidos, y finalmente un ambiente menos adecuado para el desarrollo de microorganismos.

59  Igualmente, las propiedades absorbentes de los materiales usados como cama tienen un impacto importante sobre la carga microbiana de la misma debido a que éste puede saturarse y resultar en una mayor superficie húmeda la cual es más favorable para el crecimiento de microorganismos.        Propiedades Químicas: El pH de la cama es generalmente alcalino y se ubica entre los rangos de 7.0 – 8.5 debido a la acumulación de amonio y material fecal. Estas condiciones son las más favorables al crecimiento de la mayoría de los microorganismos presentes en la cama.        Por otra parte, debido a la alta cantidad de proteínas presentes en la cama se genera de manera satisfactoria una alta capacidad buffer, por lo que pocos moduladores de pH son efectivos en el corto plazo.        La actividad del agua (aw) es la segunda propiedad química de la cama y la que quizás afecta de manera más contundente la actividad microbiana de la misma. Básicamente la actividad del agua esta representada por la cantidad de agua libre o disponible para crecimiento microbiano en la cama.

60  La actividad del agua es medida por medio de un hidrómetro en una escala numérica que va desde 0 hasta 1.0. Esta aw no debe confundirse con la humedad de la cama ya que esta última incluye no sólo a la actividad del agua sino también incluye al agua ligada o no disponible para el crecimiento microbiano. Sin embargo, la actividad del agua es relacionada con la humedad relativa de la cama por medio de la fórmula: awx100%=HR. Frecuentemente las camas en pollos de engorde tienen una actividad del agua entre los rangos de 0.85 a 0.99, y muchas de las bacterias tienen como requerimiento un mínimo de 0.95 de actividad de agua para su crecimiento.        Investigadores de la Universidad de Maryland demostraron una correlación significativa y positiva entre el nivel de actividad de agua en la superficie de la cama y la presencia y supervivencia de Salmonella en galpones de pollos parrilleros y en sus canales

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62  Mientras mayor es la actividad del agua en la superficie de la cama, mayor es el número de muestras positivas obtenidas tanto en la cama como en las canales de animales sacrificados, generando un riesgo moderado en nuestra población a partir de una actividad del agua mayor a 0.83, considerándose un alto riesgo cuando se obtienen actividades de agua mayores a        Dentro de las propiedades intrínsecas de la cama que favorecen el crecimiento microbiano, debemos reconocer que la humedad relativa y la temperatura juegan un papel determinante, que difícilmente podemos controlar. Desafortunadamente las temperaturas y la humedad relativa consideradas como óptimas para el desarrollo de las aves, igualmente son optimas para el establecimiento de las más influyentes cargas bacterianas en la cama

63 Mejora de la calidad de la cama Las estrategias para mejorar la calidad de la cama están orientadas a controlar sus propiedades físicas y químicas, en busca de un efecto directo sobre su carga microbiana. Para este fin se plantean distintas medidas que aplicadas en su conjunto pueden mejorar significativamente las propiedades de la cama, favoreciendo el estatus sanitario de nuestras aves y sus parámetros productivos.        El punto de partida de toda la estrategia de reutilización está en conocer la naturaleza o tipo de material usado en la cama ya que esto puede determinar desde un principio su friabilidad. Así pues se recomiendan usar materiales poco finos (que eviten su compactación) y que liberen rápidamente la humedad, todo esto considerando su disponibilidad y costo en el mercado local.    

64 Aún contando con el material más adecuado, es una recomendación general remover lo más pronto posible cualquier compactación o concha presente en la superficie de la cama durante el desarrollo del lote, y una vez que se halla desocupado el galpón. La idea general es garantizar desde el principio la mayor friabilidad de la cama, recordando siempre que mientras más friable es la cama menor es la actividad del agua y por lo tanto tiende a ser menor la carga microbiana.        La adecuada ventilación y el correcto mantenimiento y uso de bebederos u otros equipos instalados para refrescar a las aves así como el debido drenaje alrededor del galpón, ayudan a minimizar la actividad del agua, reduciendo de esta manera el crecimiento de microorganismos patógenos y productores de amonio, que afectan severamente el confort animal dentro del galpón.

65  El control del pH constituye quizás la piedra angular de toda estrategia para incrementar la seguridad al momento de reutilizar la cama. En función de ello, la primera pregunta a realizarse sería ¿Cuál es el producto más adecuado para el tratamiento de la cama?        Indiscutiblemente la respuesta a esta pregunta estará asociada a la relación costo beneficio dentro de cada granja en particular, sin embargo la justificación del tratamiento será plena en los casos en los que se presenten una o más de las siguientes situaciones:        -Alto costo de la cama.    -Desafíos sanitarios persistentes.    -Reacciones postvacunales persistentes.    -Necesidad de reducir los niveles de amonio en el galpón.    -Incremento de la densidad de aves.    -Ambientes muy húmedos.    -Prolongada reutilización de la cama.

66 Para responder a nuestras necesidades en el tratamiento de camas en avicultura encontramos básicamente tres alternativas: los tratamientos químicos, los biológicos, y los que afectan la microbiología y la actividad ureasa.        Entre los tratamientos biológicos están los basados en microorganismos no patogénicos, enzimas y estimulantes que promueven la modificación de la microflora de la cama. A pesar de que esta alternativa disminuye el riesgo microbiológico, la reducción de los niveles de amonio es marginal en comparación con las otras alternativas.        Los tratamientos que afectan la actividad microbiana y ureasa actúan por supresión de los microorganismos que en la cama son responsables de la degradación del ácido úrico hasta amonio, o por inhibición química de éste proceso. De manera general estos tratamientos ofrecen una parcial supresión del amonio por lo que se requieren aplicaciones repetidas para obtener resultados consistentes.

67 Finalmente, dentro de los tratamientos químicos podemos encontrar dos tipos de productos, los que tiene acción ligante y los agentes acidificantes. Los productos con acción ligante tienden a absorber el amonio y la humedad de la cama e incluso pueden alterar la degradación del ácido úrico en amonio, estos productos por lo general son arcillas o subproductos minerales que reducen la humedad de la cama, pero peligrosamente pudieran afectar su friabilidad. Con relación a los agentes acidificantes éstos actúan de manera temporal inhibiendo la liberación del amonio y acidificando la superficie de la cama, bajo estas condiciones la carga de patógenos disminuye marcadamente no sólo por el medio ácido que se crea con el producto, sino también por el efecto osmótico, especialmente cuando se usan glauberitas acidificadas.        Por regla general los agentes ligantes no producen la misma supresión de amoniaco que generan los agentes acidificantes, y su acción sobre las cargas microbianas está asociada a su capacidad para disminuir la humedad de la cama. 

68 Efecto del tratamiento de la cama con un aluminosilicato en pollos de carne Rev. investig. vet. Perú v.20 n.2 Lima 2009 En la práctica avícola es frecuente la exposición de las aves a 50 ppm de amoniaco; sin embargo, en galpones con ventilación deficiente pueden alcanzar niveles de 200 ppm (Carlile, 1984). Las emisiones de amoniaco tienen considerables efectos medioambien-tales por las altas concentraciones por metro cuadrado, que son comunes en la fase de mayor crecimiento de los pollos de carne (Al-Homidan et al., 2003). Existen diversos estudios sobre los factores involucrados en la producción de amoniaco, pero falta conocer más sobre su impacto en la salud de las aves, especialmente en el peso corporal y en el índice de conversión alimenticia, aunque algunas investigaciones reportan, además, mayor mortalidad y menor consumo de alimento (Carlile, 1984)

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72 El pH de la cama muestra una fuerte asociación con los niveles de amoníaco presente en los galpones. El pH de la cama fue menor en el grupo de aves criadas sobre cama tratada en comparación al grupo no tratado mientras duró el efecto del aluminosilicato, llegando a ser similares al día 35. Valores de pH en la cama por encima de 8.0 ocasionan una mayor concentración de amoniaco atmosférico, debido al crecimiento de microorga-nismos con capacidad de descomponer el ácido úrico para la formación de amoniaco (Blake y Hess, 2001); también un pH alcalino favorece a la uricasa a catalizar la descomposición del ácido úrico. Por otro lado, los valores de pH de cama menores a 7.0 obtenidos por el grupo de cama tratada se debieron al efecto acidificante del aluminosilicato sobre la misma mientras estuvo activo el producto. Al parecer, el pH de la cama se ve afectado con el aumento del porcentaje de humedad de la cama, haciéndose más alcalina a valores más altos de humedad

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74 Sulfuro de H El sulfuro de hidrógeno y otros COV pueden derivar de la descomposición metabólica de los productos de desecho de las aves de corral, generalmente bajo condiciones de escasez de oxígeno como las que se dan cuando la gallinaza se deja fermentar (digestión anaerobia) en un pozo situado debajo de las aves, en una laguna de lodos o en otro sistema de contención al aire libre. Este tipo de operación de gestión de los residuos es más habitual con los cerdos o vacas lecheras que con las aves de corral, pero existe en algunas explotaciones con gallinas ponedoras.

75 Con la fermentación al aire libre, pueden liberarse en la atmósfera sulfuro de hidrógeno y COV como contaminantes, los cuales pueden ser también componentes odoríferos molestos. El sulfuro de hidrógeno puede ser peligroso para los seres humanos en ciertas concentraciones. Donham y Thelin (2006) observaron que la agitación de los purines en pozos situados debajo de los animales puede dar lugar a un rápido aumento del sulfuro de hidrógeno ambiente llegando a concentraciones letales en cuestión de segundos. La Organización Mundial de la Salud (OMS, 2000) indica una calidad de aire para el sulfuro de hidrógeno de 0,15 mg/m3 como promedio durante un período de 24 horas.

76 Reutilización en la alimentaciónLa investigación científica ha documentado que los nutrientes y la energía procedentes de los subproductos de residuos avícolas, incluidos la gallinaza y las camas, pueden reciclarse de forma segura como un componente de la dieta del ganado y las aves de corral una vez que se neutralizan los agentes patógenos (McCaskey, 1995). Se ha calculado que la yacija de aves de corral es hasta tres veces más valiosa como pienso que como fertilizante para cultivos. Sin embargo, estas prácticas dependen de la normativa regional y de la percepción por parte de la opinión pública del concepto de consumo de materia fecal por los animales, independientemente de que su valor e inocuidad estén documentados.

77 Si se practica, es necesario hacerlo con cautelaSi se practica, es necesario hacerlo con cautela. Por ejemplo, se puede producir intoxicación por cobre cuando se alimenta a las ovejas con yacija. Los residuos de aves de corral incorrectamente procesados pueden contener microorganismos potencialmente patógenos como la salmonela. Dependiendo de las condiciones ambientales y de la región de producción, en la gallinaza y las camas de las aves de corral puede haber también antibióticos, arsénicos y micotoxinas.

78 La realimentación con subproductos del procesado de aves de corral es una práctica común y aceptable en la mayoría de las culturas, pero no en todas. Los avances en el tratamiento y procesado de las plumas y vísceras para producir ingredientes de los piensos con valor agregado están haciendo esta práctica más atractiva en algunas regiones, especialmente debido al reciente aumento de los precios de los alimentos derivados de los granos.

79 Producción de BioenergíaLa gallinaza y las camas de aves de corral contienen materia orgánica que puede convertirse en bioenergía gracias a determinadas tecnologías de procesado. Uno de los métodos más comunes para el manejo de los excrementos avícolas mediante limpieza con agua (por ejemplo, en algunas unidades de gallinas ponedoras) es la digestión anaerobia, que produce biogás, una mezcla de gases con diferentes concentraciones de metano combustible (FAO / CMS, 1996). El biogás puede ser utilizado como fuente de energía en las explotaciones agrícolas para la calefacción o como combustible para los diversos motores que generan electricidad. Una ventaja adicional es que, dependiendo de las condiciones de procesamiento, los sólidos y líquidos del estiércol están más estabilizados y son más aceptables y seguros para su uso como abono o suplemento alimenticio.

80 Existen numerosas tecnologías y métodos para la digestión anaerobia centralizada o a nivel de la explotación agrícola, todos ellos condicionados por múltiples variables que afectan al rendimiento y eficacia del biogás. La viabilidad operativa y una gestión eficaz son fundamentales para el éxito de este proceso, especialmente con algunas de las tecnologías de digestión anaerobia más complejas. Una situación económica desfavorable y otras cuestiones relacionadas con la viabilidad operativa y el bajo rendimiento del biogás procedente de los sistemas basados en la yacija han desalentado la aplicación de esta tecnología por parte de muchos productores de aves de corral de todo el mundo.

81 La tecnología de gasificación es una forma de producción de bioenergía que reviste un renovado interés para los pequeños sistemas agrícolas y las estaciones centrales de energía eléctrica de algunas regiones. El proceso consiste en la combustión incompleta en un ambiente con oxígeno limitado. Tal y como se ha señalado con referencia a la tecnología de digestión anaerobia y a las unidades de incineración, los costos y beneficios económicos, la viabilidad operativa y los problemas relacionados con las emisiones son también en este caso factores que condicionan la implementación de esta tecnología. Sin embargo, el aumento de los costos de la energía, la adopción en algunas regiones de una política medioambiental dirigida a lograr los objetivos previstos de producción de energía renovable y la evolución del mercado de créditos de carbono están incentivando el interés por todas las tecnologías de procesamiento de aves de corral y otros productos de desecho que producen bioenergía y reducen las emisiones de efecto invernadero.

82 Gestión de los desechos de mataderoLos desechos de los mataderos de aves de corral comprenden el agua de elaboración y subproductos sólidos orgánicos. Al igual que los residuos de la producción de aves de corral (gallinaza y cama), los sólidos orgánicos pueden considerarse tanto posibles recursos como potenciales contaminantes del medio ambiente, dependiendo de su gestión y tratamiento. Del mismo modo, al igual que en las instalaciones de producción, para la ubicación de los mataderos ha de prestarse también especial atención a las cuestiones de bioseguridad y vecindad. La escala de la instalación de sacrificio tiene también —una vez más como en el caso de las instalaciones de producción de aves de corral— implicaciones para las prácticas de inocuidad alimentaria y ambiental, así como para los problemas relacionados.

83 El tratamiento de los residuos sólidos debe aspirar a producir subproductos vendibles con valor agregado, tales como componentes de piensos para la alimentación animal o la acuicultura, energía (mediante la producción de biogás) y fertilizantes agrícolas. En el caso de las parvadas muy pequeñas o de traspatio, es probable que el sacrificio genere cantidades muy pequeñas de residuos sólidos, por lo que la gestión de dichos residuos debería centrarse más en una eliminación y reciclaje adecuados (enterramiento o compostaje) para la bioseguridad y la salud humana.

84 Caracterización del residuoLos rendimientos de las canales de las aves de corral representan entre un 70 y un 75 por ciento aproximadamente del peso vivo. La cantidad de residuos sólidos potencialmente vendibles depende de la eficacia de los métodos de procesamiento y de la salud de las aves antes del mismo.

85 La sangre constituye alrededor del 2 por ciento del peso vivo de las aves y una fuente con alta concentración de proteínas cuando se filtra y se seca para producir harina de sangre. Durante el sacrificio, la sangre suele recogerse separada de las vísceras y, dependiendo de las condiciones de refrigeración y el tiempo de almacenamiento previos a la elaboración, puede requerir el uso de productos químicos para evitar la coagulación. La harina de sangre procesada puede utilizarse como fertilizante y en los piensos para animales y peces.

86 Plumas Chicken feathers are produced in a large quantity all over the world. According to [1], 18.5million thousand tons of feather waste is generated all over the world. They are very cheap bioorganic waste, which can be used as a substrate for the production of Mosquitocidal toxin. Keratins are the main chemical component of feathers. They are long chain of amino acids; two types of keratins are alpha-keratin and beta-keratin. Feathers are mainly composed of beta-keratin. Keratins are resistance to biodegradation. But we can use keratinase producing bacteria to degrade it. One such bacterium is Bacillus spp. (VITRARS). It is an entomopathogenic bacterium which produces endotoxins. These endotoxins have a larvicidal action and can be used as a mosquitocidal toxin. [4], mentioned feather waste is composed of 81% of protein, 1.3% of ash, 1.2% of fatand dry matter. Also according to [5, 6], feather consists of protein having a lot of sulphur containing amino acids (cysteine).

87 Plumas Las plumas constituyen entre el 7 y el 10 por ciento aproximadamente del peso vivo de las aves y son también una fuente de proteínas (del 75 al 90 por ciento de proteínas brutas). El valor de utilización de las plumas como componente de la alimentación animal depende de los métodos de procesamiento ulterior destinados a mejorar la digestibilidad (por ejemplo, cocción a alta presión > 100ºC o tratamiento enzimático). Las plumas procesadas pueden utilizarse también para artículos de cama, prendas de vestir y otros artículos de mercado para los seres humanos.

88 En realidad, la harina de plumas es un subproducto infrautilizado en avicultura ya que, pese a contener alrededor de un 90% de proteína bruta, la digestibilidad de ésta es muy baja en el caso de los animales monogástricos. Pues bien, los estudios cita· dos han hallado un proceso biotecnológico que mejora el valor biológico de la harina, haciéndola más disponible para la digestión. El tratamiento en cuestión puede generar un hidrolizado de plumas superior en valor nutritivo a la harina de plumas hidrolizada clásica, permitiendo además la liberación de aminoácidos del substrato.

89 El proceso, en resumen, consiste en que un cultivo bacteriano degradante de las plumas,evidenciado por la solubilización de éstas en· teras, fue enriquecido a partir de la población hidrol~ica microbiana contenida en un digestor termotnico de subproductos avícolas. A continuación, una bacteria que demostró una actividad queratinolítica fue aislada del cultivo, siendo identificada como el citado Bacillus licheniformis de la cepa PWD-1. Este aislado fue capaz luego de desarrollarse utilizando las plumas como

90 Keratinasa Keratinase (EC ) belongs to the class hydrolase which are able to hydrolyse insoluble keratins more efficient than other proteases and their action are very specific, i.e., they acts only on keratin substrates, Keratin are insoluble fibrous proteins found in hair, wool, feather, nail, horns and other epithelial covering which is rich in beta helical coil linked through cysteine bridges.

91 Keratinases are hydrolyze both native and denatured keratin, and the enzymes are widely used not only in chemical and medical industries but also in food and basic biological science .In this study an attempt was made for the screening , isolation of of Keratinase producing bacteria from poultry waste and production of Keratinase by using different substrates.

92 Producción The Keratinase producing bacteria (such as Bacillus subtilis, B. cereus, B. amyloloquefaciens and B. megaterium) and fungi (such as A. niger, Penicillum, Cephalosporium, Neurospora and Rhizopus) are major keratinase producing microorganisms. Microorganisms such as fungi, bacteria, actinomycetes and algae are effectively producing keratinase.

93 The industrial use of enzymes often requires enzymatic reaction to be conducted at higher temperatures. Generally under those conditions productivity improved with less microbial contamination. Therefore, thermostable enzymes have been the heart of numerous studies involving in the elucidation of thermal denaturation mechanism and development of rational strategies for the enhancement of enzyme thermostability.

94 PRODUCTION OF KERATINASE BY USING PSEUDOMONAS AERUGINOSA ISOLATED FROM POULTRY WASTE IJPCBS 2013, 3(1), India ABSTRACT Pseudomonas aeruginosa strain isolated from poultry waste was tested for its abilities to hydrolyze the feather. The effect of different production parameters such as pH, temperature, carbon source, nitrogen source (Organic and inorganic) incubation time inoculum sizes and surfactants on keratinase production by the isolated bacterial strain was studied. The enzyme production was assayed in submerged fermentation (SmF) condition. The maximum keratinase production was observed with maltose (120±2.6 U/ml), yeast extract (90±3.6 U/ml), ammonium sulphate (61±3.0 U/ml), pH 7.0 (114±4.1), temperature 40°C (110±1.9), Tween-80 (104±2.8U/ml), inoculum size level 5% (112±2.0U/ml) and incubation time 48 hours (101.01± 0.56U/ml) in the production medium

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100 An attempt and a brief research study to Produce Mosquitocidal toxin using Bacillus spp. (VITRARS), isolated from different soil samples (Vellore and Chittoor), by degradation of Chicken Feather Waste. School of Biosciences and Technology, VIT University, Vellore , Tamil Nadu, INDIA The present modern industrial world results the problems related to the huge amount of poultry waste generated throughout the world due to industrial revolution, over population and urbanisation. The environmental burden due to such wastes is increasing at an alarming rate and thus there is a need for bioremediation. Previous treatment methods include land filling. But land filling pose problems of secondary pollutants like landfill leachate, greenhouse gases and odour. The modern treatment methods lead to the production of Mosquitocidal Toxins (Bio pesticides and Bio insecticides). For the production of Mosquitocidal toxins we used chicken feather powder (0.5%) for the preparation of bacterial culture media, on which we cultured entomopathogenic bacteria (Bacillus spp.) which completely degrades feather waste. The Bacillus spp. was screened from dumped poultry waste soils, sewage bed, river bed and pond bed of different locations at Vellore and Chittoor. The Mosquitocidal toxin is extracted and then assayed by testing on Culex larvae. The endotoxins produced are a potent larvicidal agent for mosquito. Thus reduces the overall consumption and harmful effect of commercially available mosquito repellents. Hence the treatment of feather waste can be envisaged. The screening methodology, tentative identification and Mosquitocidal nature of end product will be discussed. Keywords: Chicken feather, Biodegradation, Bacterial toxins, Mosquito larvicide.

101 Screening and Isolation of Keratinase Producing Bacteria from Poultry Waste Volume 2, issue 1 (2013),70-74; Available online at This work has been undertaken for the Screening and isolation of Keratinase producing strains of Bacteria were carried out from Ten soil samples, collected from various regions of Bangalore and used to screen for Keratinase production by using feather powder agar plate assay. In the present study, an attempt was made to isolate efficient Keratinase producing bacteria from diverse poultry waste. Different isolates were screened for possessing the ability to produce Keratinase. About 6 bacterial isolates were found to be promising to produce Keratinase. The organisms were tested for various biochemical tests, which leads to their identification as Bacillus licheniformis, Bacillus cerus, and Staphylococcus aureus. The search for promising strains of Keratinase producers is a continuous process. The isolates which shows higher Keratinase activity were selected for biochemical characterization and identification. The organisms were identified as Bacillus cerus ,Bacillus licheniformis and Staphylococcus aureus. on the basis of data obtained in the present work it can be concluded that Bacillus and cocci species isolates can be employed in the production of Keratinase

102 Cabezas La cabeza, los pies (aprovechados para el consumo humano en algunas regiones) y las vísceras no comestibles constituyen el resto de los sólidos de mataderos. Tras su procesado mediante métodos convencionales como el aprovechamiento de grasas a temperaturas y presiones específicas, en función del destino previsto y del factor de riesgo del material, se producen productos vendibles en forma de grasas y harinas ricas en proteínas. En algunas áreas, si se han adoptado medidas de bioseguridad, puede no ser necesario el ulterior procesamiento de estos subproductos. Por ejemplo, en algunas regiones hay una gran demanda de residuos de vísceras no comestibles de alta calidad para la cría intensiva de peces que requieren antes de su uso solo una simple trituración y mezcla con un aglutinante en la misma unidad de producción avícola.

103 Alto riesgo Independientemente de su ubicación, antes del reprocesamiento, los sólidos de mataderos pueden ser caracterizados en general bien como material de bajo riesgo procedente de aves sanas bien como material de alto riesgo que puede transmitir enfermedades a los seres humanos, al ganado o a las aves de corral. En el caso de materiales no adecuados para su procesamiento en la cadena alimentaria, los métodos alternativos incluyen el enterramiento, el compostaje aeróbico o los tratamientos para la producción de energía y/o el procesamiento para su uso como fertilizantes agrícolas.

104 El uso de los subproductos sólidos de los mataderos en los piensos animales está sometido a restricciones cada vez más estrictas en muchas partes del mundo. En estas zonas, la digestión anaeróbica, es decir la degradación biológica de materia orgánica en metano en condiciones anaeróbicas, es una alternativa que representa una oportunidad para la recuperación de energía y, dependiendo del tipo de digestión anaeróbica empleado, para reducir los microorganismos patógenos en el sustrato sólido digerido. Si se gestiona adecuadamente, la digestión anaeróbica puede reducir también los olores molestos de los desechos del matadero, y conservar los componentes de nutrientes que no contienen carbono en el material digerido, los cuales pueden recuperarse para su uso como fertilizantes o, eventualmente, en los piensos.

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107 Productos en la Industria Pecuaria

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