Proceso integral para la digestión anaerobia del bagazo de fique

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dc.contributor.advisorEscalante Hernández, Humberto
dc.contributor.advisorGuzmán Luna, Carolina
dc.contributor.advisorOrtiz López, Claudia Cristina
dc.contributor.authorCastro Molano, Liliana del Pilar
dc.contributor.evaluatorMata Álvarez, Joan
dc.contributor.evaluatorToro, Inés
dc.contributor.evaluatorChalela, Graciela
dc.contributor.evaluatorNabarlatz, Débora Alcida
dc.contributor.evaluatorLópez Giraldo, Luis Javier
dc.date.accessioned2022-04-01T05:16:47Z
dc.date.available2022-04-01T05:16:47Z
dc.date.created2012
dc.date.issued2012
dc.description.abstractEl bagazo de fique es vertido al suelo ocasionando un problema ambiental. La caracterización fisicoquímica de esta biomasa residual mostró que contenía 41,81% de celulosa, 22,17% hemicelulosa, 15,56% lignina, una relación carbono/nitrógeno (C/N) de 26, y otros compuestos orgánicos que lo hacen un sustrato atractivo para procesos de digestión anaerobia. Este bioproceso se limita debido a la presencia de lignina y saponina en la estructura del bagazo. La investigación se centró en la identificación de un consorcio microbiano con alta actividad hidrolítica y metanogénica; el estudio del efecto de la lignina y de la saponina en la producción de biogás; el desarrollo de la producción de metano con las mejores condiciones de operación y un modelo cinético que describa el proceso de metanización. Lo anterior contempla el análisis de corrientes de entrada (sustrato e inóculo) y de salida (biogás y lodo efluente). Como resultados, se identificó que la mezcla de líquido ruminal y lodo estiércol de cerdo degrada el bagazo de fique. Se demostró que las saponinas esteroidales a bajas concentraciones estimulan la actividad hidrolítica y metanogénica del inóculo seleccionado. La máxima producción de metano (0.30 m3 CH4/kg SV adicionado) se obtuvo cuando el proceso se llevó a cabo con una relación inóculo sustrato de 1.3 en rango mesófilo. Durante la operación en continuo se alcanzó una conversión a metano de 1.30 l biogás/l reactor*día a temperatura ambiente (21°C). En cuanto a la alteración de la estructura lignocelulósica, el pre-tratamiento hidrotérmico mejoró la producción de metano en un 30% comparado con el bagazo sin tratar. Finalmente, la implementación del modelo ADM permitió describir paso a paso la etapa de desintegración del bagazo de fique.
dc.description.abstractenglishFique´s bagasse is disposed into soil causing pollution. Physico-chemical characterization of this residual biomass cotains cellulose: 41,81%, hemicellulose: 22,17%, lignin: 15,56%, ratio carbon/nitrogen (C/N): 26 and other organic compounds suitable for anaerobic digestion. The bioprocess in mention is limited by high lignin content and saponins concentration in the substrate. The aim of this research was to identify a microbial consortium with high hydrolitic and methanogenic activity; study of lignin and saponins effect on biogas production; enhancement of operational conditions on anaerobic digestion from fique´s bagasse; development of kinetic model to describe the metanization process. It contains the analysis of in (substrate and inoculum) and out (biogás and effluent) streams of the process. It was identify a mixture of ruminal liquid and pig manure sludge capable for fique´s baggasse degradation. It was shown that low concentrations of steroidals saponins increase hidrolytic and methanogenic activity of the inoculum. The highest methane production (0.30 m3 CH4/kg SV add) was obtained with an inoculum-substrate ratio of 1.3 at the mesophilic range. In continuous operation mode, it was achieved 1.30 l biogas/l reactor*day at (21°C). Respect to lignocellulosic structure changes, hydrotermic pre-treatment improves methane yields in 30% in comparison with untreated bagasse. Finally, ADM model describes step to step fique´s bagasse disintegration.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000955183
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería Química
dc.description.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?hl=es&user=oBl0Rq0AAAAJ
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8893-6310
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/20.500.14071/9601
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programDoctorado en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería 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.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectBagazo de fique
dc.subjectResiduo lignocelulósico
dc.subjectDigestión anaerobia
dc.subjectLíquido ruminal
dc.subjectLodo estiércol de cerdo
dc.subject.keywordFique's Bagasse
dc.subject.keywordLignocellulosic Waste
dc.subject.keywordAnaerobic Digestion
dc.subject.keywordRuminal Liquid
dc.subject.keywordPig Manure Sludge
dc.titleProceso integral para la digestión anaerobia del bagazo de fique
dc.title.englishIntegral process for anaerobic digestion from fique's bagasse
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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