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Title: Producción de hidrógeno por fermentación oscura a partir de estiércol de cerdo, mucílago de cacao y mucílago de café.
Author: Castro Mora, Yecid
Rodríguez Penagos, Alejandra
Email autor: yecid.castrom@campusucc.edu.co
alejandra.rodriguezpe@campusucc.edu.co
Issue Date: 1-Dec-2018
Advisor / Validator: Acevedo Pabón, Paola Andrea
Keywords: Biohidrógeno
Biomasa
Co-digestión anaeróbica
Energía alternativa
Estiércol de cerdo
Fermentación oscura
Hidrógeno
Mucílago de cacao
Mucílago de café
Resume: Los combustibles fósiles suplen más del 80% de la demanda energética mundial (Valdez-Vasquez & Poggi-Varaldo, 2009), este consumo desmedido ha provocado un déficit de las reservas y una mayor concentración de gases de efecto invernadero como CO2, CH4 y NxO, entre otros (Zuberi & Ali, 2015). Ante esta situación, se han investigado fuentes alternativas de energía que ofrezcan seguridad energética y una economía bio basada que proyecte una sociedad sostenible (Davis, Aid, & Zhu, 2017). Este tipo de economía redonda, propone el empleo de biomasa residual para obtener energía y materiales (Biobased Economy, 2018). El empleo de biomasa residual, como la porquinaza y el mucilago de cacao, mediante metodologías de fermentación oscura (DF) y co-digestión anaeróbica, permite la obtención de biohidrógeno (Hernandez, Rodriguez, & Andres, 2014), elemento abundante, cuya combustión produce mayoritariamente agua; adicionalmente, con estos procesos se pueden obtener productos de interés para la industria química (Hernandez, y otros, 2018). Asimismo, se resalta que el hidrógeno posee uno de los valores caloríficos más altos (120MJ/kg) con relación a otros combustibles (Argun & Onaran, 2017). Países como Colombia, poseen la capacidad de generar biohidrógeno a partir de biomasa, esto, basado en que en el país se generaron, para el 2016, 922 mil toneladas de desperdicios animales y vegetales con un aumento del 12% frente al año 2015; esto representa el 45% del total de productos residuales que se producen en Colombia (DANE, 2017). Debido a esto, es importante determinar el potencial de producción de biohidrógeno a partir de biomasa residual abundante –enfocados en dos de los principales cultivos del país: café y cacao- (Hernandez, y otros, 2018), con el fin de dar cierre a los ciclos productivos locales. Este artículo estudia la producción de biohidrógeno utilizando como sustratos mucilago de café y de cacao, y porquinaza. Para ello, se desarrolló un diseño de experimentos que involucra los factores relación mucilago de café: cacao, concentración del sustrato y relación C/N, bajo parámetros de reproducibilidad y repetitividad. Así mismo, brinda información para contribuir a la superación a los desafíos que, hoy en día, se afrontan para darle a los estudios de fermentación oscura en el laboratorio una perspectiva de escala industrial y de aplicación final en la generación de energías limpias (Sivagurunathan et al., 2016).
Abstract: Fossil fuels supply more than 80% of the world’s energy demand (Valdez-Vasquez & Poggi-Varaldo, 2009); this excessive consumption has led to a deficit in reserves and a higher concentration of greenhouse gases such as CO2, CH4 and NxO (Zuberi & Ali, 2015). In this situation, alternative sources of energy that offer energy security and a bio-based economy that projects a sustainable society have been investigated (Davis, Aid, & Zhu, 2017). The use of residual biomass such as pig manure (PM) and cocoa mucilage (CCM), through dark fermentation (DF) and anaerobic co-digestion, allows the production of bio-hydrogen (Hernandez, Rodriguez, & Andres, 2014). It is stand out that hydrogen has one of the highest calorific values (120MJ/kg) in relation to other fuels (Argun & Onaran, 2017). Countries such as Colombia have the capacity to generate bio-hydrogen from biomass, this based in the 922 thousand tons of animal and vegetable waste, this represents a 45% of the total residual products produced (DANE, 2017). Because of this, it is important to establish the potential of bio-hydrogen production from residual biomass, focused on the most important crops of the country, in order to close the local production cycles. This article studies the production of bio-hydrogen, using substrates as a PM, CCM and coffee mucilage (CFM). For this, an experimental design was develop to involve the factors related to coffee mucilage: cocoa (Rs M:C), substrate concentration and C/N ratio, under reproducibility and repeatability parameters. Likewise, brings information to contribute to overcoming the challenges that today are faced to give the DF studies in the laboratory a perspective of industrial scale and final application in the generation of clean energies (Sivagurunathan et al., 2016).
Table Of Contents: 1. Abstract. -- 2. Introducción. -- 3. Materiales y metodología. -- 4. Resultados. -- 5. Conclusiones. -- 6. Agradecimientos. -- 7. Referencias.
Program: Ingeniería Industrial
Headquarters: Bogotá
Publisher: Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Industrial, Bogotá
Citation: Castro Mora, Y. y Rodríguez Penagos, A. (2018). Producción de hidrógeno por fermentación oscura a partir de estiércol de cerdo, mucílago de cacao y mucílago de café. (tesis de pregrado). Recuperado de: http://repository.ucc.edu.co/handle/ucc/8075
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