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

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dc.contributor.advisorCombariza Montañez, Marianny Yajaira
dc.contributor.advisorBlanco Tirado, Cristian
dc.contributor.authorMartínez-Ramírez, Andrea Paola
dc.contributor.evaluatorGarcía Núñez, Jesús Alberto
dc.contributor.evaluatorCastillo Monroy, Édgar Fernando
dc.contributor.evaluatorMejía Ospino, Enrique
dc.contributor.evaluatorMartínez Ortega, Fernando
dc.contributor.evaluatorMéndez Sánchez, Stelia Carolina
dc.date.accessioned2024-09-19T14:19:54Z
dc.date.available2024-09-19T14:19:54Z
dc.date.created2024-08-21
dc.date.issued2024-08-21
dc.description.abstractEl 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.
dc.description.abstractenglishThe processing of oil palm fruit generates a variety of solid and liquid wastes, including rachis fibers or Empty Fruit Bunch (EFB), mesocarp, kernel, shell, and an effluent known as POME (Palm Oil Mill Effluent). EFB is the most abundant residual biomass of palm cultivation and is primarily composed of cellulose, lignin, and hemicellulose. In Colombia, approximately seventy nine thousand tons are produced annually. This study focused on investigating the potential of EFB fibers for synthesizing functional materials incorporating biopolymers derived from this biomass for the treatment of wastewater from the palm oil industry. In Colombia, mainly two types of palm cultivars are cultivated: Elaeis guineensis (E.G) and the interspecific hybrid Elaeis guineensis × Elaeis oleifera (O×G). The first part of the study aimed to determine the compositional characteristics of this biomass in terms of fruit bunch components (stalk and spikelets), sterilization process, and cultivar. Subsequently, the isolation of nanocellulose through chemical-mechanical processes was explored, investigating the impact of different reaction parameters on the material's functionality. Considering that EFB fibers are abundant and contain biopolymers like cellulose, they can serve as matrices for depositing metallic oxides with catalytic activity in the oxidation of organic contaminants. Therefore, the synthesis of a biocomposite material (EFB fiber-metal oxide) with potential applications in advanced oxidation processes for POME color removal was investigated. Additionally, the use of nanocellulose coatings to increase the stability of the biocomposite material and improve its performance in terms of material reuse cycles was investigated. Finally, kinetic and thermodynamic parameters of color removal in POME through heterogeneous Fenton oxidation with EFB/magnetite catalysts were determined.
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Química
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5375-1399
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44061
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programDoctorado en Química
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectRaquis de palma de aceite
dc.subjectCelulosa
dc.subjectBiomateriales
dc.subjectMagnetita
dc.subjectPOME
dc.subject.keywordEmpty Fruit Bunch
dc.subject.keywordCellulose
dc.subject.keywordBiomaterials
dc.subject.keywordMagnetite
dc.subject.keywordPOME
dc.titleDesarrollo de materiales funcionales a partir de biomasa residual de palma de aceite para el mejoramiento de efluentes de la industria palmera
dc.title.englishDevelopment of functional materials from residual palm oil biomass for the improvement of palm oil industry effluents
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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