Co-digestión anaeróbica de residuos de la cadena agroindustrial del café en operación  semicontinua a escala laboratorio

Armenta Romero, Sebastian David; Matiz Angel,  Jesus David

Co-digestión anaeróbica de residuos de la cadena agroindustrial del café en operación semicontinua a escala laboratorio

dc.contributor.advisor	Castro Molano, Liliana del Pilar
dc.contributor.advisor	Escalante Hernandez, Humberto
dc.contributor.author	Armenta Romero, Sebastian David
dc.contributor.author	Matiz Angel, Jesus David
dc.contributor.evaluator	Ballesteros Rueda, Luz Marina
dc.contributor.evaluator	Nabarlatz, Debora Alcida
dc.date.accessioned	2024-03-01T11:23:17Z
dc.date.available	2024-03-01T11:23:17Z
dc.date.created	2024-02-26
dc.date.issued	2024-02-26
dc.description.abstract	En este trabajo de investigación se evaluó la viabilidad de la co-digestión anaeróbica (CoDA) con los residuos agroindustriales del café, aguas mieles (AM) y pulpa de café (P), con estiércol bovino (EB) a escala laboratorio en operación semicontinua, con proyección a su aplicación a escala rural. Inicialmente se pusieron en marcha dos biodigestores tubulares, operados bajo velocidades de carga orgánica (VCO) de 0.5 y 1 kgSV/m3 opd, con una relación de mezcla objetivo en %SV de 66AM:17P:17EB. Debido a la complejidad de los sustratos, se planteó una dieta de alimentación adicionando progresivamente las AM hasta alcanzar la relación de mezcla objetivo. Para evaluar la estabilidad y eficiencia del proceso, se realizó un monitoreo al contenido de AGV, pH, DQO, y producción de biogás. Adicionalmente, se desarrolló un plan para la aplicación de la CoDA a escala rural teniendo como caso de estudio una finca cafetera. El reactor operado a la VCO de 1 kgSV/m3opd no alcanzó la relación de mezcla objetivo debido a la acumulación de AGV que provocó la inhibición del proceso. Por su parte, el reactor operado con la VCO 0.5 kgSV/m3opd, completó un TRH con la relación de mezcla objetivo. Se obtuvo un rendimiento de producción de biogás de 0.53 ± 0.04 Nm3biogás/m3opd (59.18 ± 0.85% CH4) y una remoción de materia orgánica soluble del 95.82%. En condiciones reales, una finca cafetera con una producción de 625 kg/año de grano de café seco, un biodigestor de 6 m3 puede tratar cerca del 57% de los residuos generados. La implementación de la CoDA en una finca cafetera es una inversión rentable, con una tasa interna de retorno (TIR) del 23% y un periodo de recuperación de siete años. En ese sentido, la CoDA es una alternativa técnica y económicamente viable para ser adoptada por las fincas cafeteras del país.
dc.description.abstractenglish	In this research work, the viability of anaerobic co-digestion (ACoD) was evaluated using agro-industrial coffee waste, honey water (HW) and coffee pulp (P), with cow manure (CM) at a laboratory scale in semi-continuous operation, with the prospect of its application in a rural scale. Initially, two tubular biodigesters were set up, operated under organic loading rates (ORL) of 0.5 and 1 kgSV/m3opd, with a target mixture ratio in %SV of 66HW:17P:17CW. Due to the complexity of the substrates used, a feeding schedule was followed by gradually adding HW until reaching the target mixture ratio. To evaluate the stability and efficiency of the process, monitoring was conducted for the content of VFAs, pH, COD, and biogas production. Additionally, a plan was developed for the application of ACoD on a rural scale, using a coffee farm as a case study. For the reactor operated at an ORL of 1 kgSV/m3opd, the target mixing ratio was not reached due to the accumulation of VFAs that caused the inhibition of the process. However, with respect to the reactor operated at an ORL of 0.5 kgSV/m3opd, the target mixing ratio was reached. A biogas production yield of 0.53 ± 0.04 Nm3biogas/m3opd (59.18 ± 0.85% CH4) and a soluble organic matter removal of 95.82% were obtained. In real conditions, a coffee farm with a production of 625 kg/year of dry coffee beans, a 6 m3 biodigester can treat approximately 57% of the generated waste. From an economic perspective, the investment for the implementation of ACoD would be recovered in seven years with an IRR of 23%. Therefore, anaerobic co-digestion is a technically and economically viable alternative to be adopted by the coffee farms in the country.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Químico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15968
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Ingeniería Química
dc.publisher.program	Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	co-digestión anaeróbica
dc.subject	residuos del café
dc.subject	pulpa
dc.subject	aguas mieles
dc.subject	cosecha del café
dc.subject	escala laboratorio
dc.subject	biogás
dc.subject.keyword	anaerobic co-digestion
dc.subject.keyword	coffee waste
dc.subject.keyword	pulp
dc.subject.keyword	honey water
dc.subject.keyword	coffee harvest
dc.subject.keyword	laboratory scale
dc.subject.keyword	biogas
dc.title	Co-digestión anaeróbica de residuos de la cadena agroindustrial del café en operación semicontinua a escala laboratorio
dc.title.english	Anaerobic co-digestion of waste from the agro-industrial coffee chain in semi-continuous operation at a laboratory scale
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado