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Desarrollo de materiales funcionales a partir de biomasa residual de palma de aceite para el mejoramiento de efluentes de la industria palmera

Resumen

El procesamiento del fruto de palma aceitera genera una variedad de residuos sólidos y líquidos, incluyendo fibras de raquis, mesocarpio, almendra, cascarilla, y un efluente conocido como POME (Palm Oil Mill Effluent). El raquis o tusa vacía (EFB por sus siglas en inglés Empty Fruit Bunch) es la biomasa residual más abundante del cultivo de palma y se compone principalmente de celulosa, lignina y hemicelulosa. En Colombia se producen alrededor de setenta y nueve mil de toneladas por año. Este estudio se centró en investigar el potencial de las fibras de EFB para la síntesis de materiales funcionales que incorporen biopolímeros derivados de esta biomasa para el tratamiento de aguas residuales de la industria de aceite de palma. En Colombia se cultivan principalmente dos tipos de variedades de palma Elaeis guineensis (E.G) y el híbrido interespecífico Elaeis guineensis × Elaeis oleifera (O×G). La primera parte del estudio se centró en determinar las características composicionales de esta biomasa en términos de partes del racimo (tallo y espiguillas), proceso de esterilización y cultivar. Posteriormente se exploró el aislamiento de nanocelulosa a través de procesos químico-mecánicos. Se investigó el impacto de diferentes parámetros de reacción en la funcionalidad del material. Considerando que las fibras de raquis son abundantes y contienen biopolímeros como la celulosa, estas pueden servir como matrices para depositar óxidos metálicos con actividad catalítica en la oxidación de contaminantes orgánicos. Por lo tanto, se investigó la síntesis de un material biocompuesto (fibras de raquis-óxido metálico) con potenciales aplicaciones en procesos de oxidación avanzada para la eliminación del color del POME. Además, se investigó el uso de recubrimientos de nanocelulosa para incrementar la estabilidad del material biocompuesto y mejorar su desempeño en términos de ciclo de reúso del material. Finalmente, se determinaron los parámetros cinéticos y termodinámicos de la remoción del color en el POME mediante la oxidación Fenton heterogénea con catalizadores de raquis/magnetita.