[ca] Aquesta tesi és part del projecte DECISIVE, finançat pel programa europeu H2020 (acord de subvenció N° 689.229), que té com a objectiu proposar i provar un esquema de gestió descentralitzada per a la valorització dels residus sòlids orgànics municipals. L'objectiu general d'aquesta investigació és la producció de bioproductes de valor afegit a partir del digestat de fracció orgànica de residus sòlids municipals com a substrat mitjançant l'ús de la fermentació en estat sòlid (FES). El principal bioproducte a explorar és un biopesticida inoculant el digestat amb Bacillus thuringiensis (Bt), conegut per les seves propietats biopesticides. En primer lloc, es van realitzar proves a escala laboratori per comprovar la idoneïtat del digestat per a l'obtenció de diferents bioproductes (cel·lulases, soforolípids, proteases i biopesticides), aconseguint els millors resultats de producció per al biopesticida produït per Bt. Aquests experiments es van realitzar amb digestat estèril i digestat higienitzat, observant que aquest microorganisme era capaç de créixer i esporular utilitzant digestat higienitzat. Posteriorment, es van estudiar un seguit d'estratègies d'operació en reactors aïllats tèrmicament de 10-L amb digestat higienitzat. El procés es va escalar a un reactor de 100-L de llit empacat sense aïllament i amb agitació, observant una esporulació del 89% amb un creixement d'espores 3 vegades més gran que l'inicial, mostrant produccions de biopesticida a partir de Bt. Posteriorment, es va realitzar una comparació entre dues soques de Bt, Bacillus thuringiensis subespècie kurstaki (Btk) i Bacillus thuringiensis subespècie israelensis (Bti). Es va avaluar la diferència de les dues soques a escala laboratori 0.5-L observant els efectes d'esterilització, la higienització i la congelació del digestat en la producció de cèl·lules viables i espores per Btk i Bti. Paral·lelament, es van realitzar proves de conservació, anàlisi microbiològic i bioassaigs del digestat. Amb tots els resultats anteriors, els últims anàlisis realitzats en aquesta tesi van ser l'optimització de l'extracció i caracterització de la toxina produïda per Bt a partir del cristall proteic, concentrat i conservat a través de tècniques com: la disrupció, on es van disminuir les cèl·lules viables i es va incrementar la producció d'espores, desprenent el cristall proteic i la liofilització per conservar el material, on es va observar un 86 i 89% de recuperació de les espores per Btk i Bti. Es va realitzar una purificació del substrat, determinant les proteïnes característiques de Bt amb efecte biopesticida a partir d'una electroforesi. Aquesta tesi és un pas endavant per comprovar les característiques del cristall proteic de Bt amb efecte biopesticida a partir de FES i poder utilitzar el producte final valoritzant així el residu del tractament de la fracció orgànica de residus municipals.

[en] This thesis is part of the DECISIVE project, funded by the European program H2020 (grant agreement No. 689229), which aims to propose and test a decentralized management scheme for the recovery of municipal organic waste. The general objective of this research is the production of value-added bioproducts using digestate of the organic fraction of municipal solid waste as a substrate through solid-state fermentation (SSF). The main bioproduct to explore is a biopesticide inoculating the digestate with Bacillus thuringiensis (Bt), which is known to produce a protein with biopesticidal properties. Firstly, laboratory scale tests were performed to verify the suitability of the digestate to obtain different bioproducts (cellulases, sophorolipids, proteases and biopesticides), achieving the best production results for the biopesticide produced by Bt. These experiments were performed with sterile digestate and hygienized digestate, observing that Bt was able to grow and sporulate using hygienized digestate. Subsequently, a series of operational strategies were studied in thermally insulated 10-L reactors using hygienized digestate. The same process was scaled to a 100-L stirred packed bed reactor without thermal insulation observing a sporulation of 89% with a spore growth 3 times greater than the initial value. Subsequently, a comparison was made between two strains of Bt, Bacillus thuringiensis subspecies kurstaki (Btk) and Bacillus thuringiensis subspecies israelensis (Bti). The difference among both strains at laboratory scale 0.5-L was evaluated observing the effects of sterilization, sanitation and freezing of digestate in the production of viable cells and spores by Btk and Bti. At the same time, conservation tests, microbiological analysis and digestate bioassays were performed. With all the previous results, the last analysis carried out in this thesis was the optimization of the extraction and characterization of the toxin produced by Bt from the protein crystal. Different techniques were applied to concentrate and preserve the protein crystal. The first one was a disruption where viable cells were decreased and spore production increased, releasing the protein crystal. The second one was a lyophilization to conserve the material, where 86 and 89% recovery of spores was observed for Btk and Bti. This thesis is a step forward to verify the characteristics of the Bt protein crystal with biopesticidal effect obtained through SSF and to be able to use the final product valorising the residues of the treatment of the organic fraction of municipal solid waste.