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Title: Improving anaerobic co-digestion of different residual biomass sources readily available in Colombia by process parameters optimization
Author: Mosquera Tobar, Jhessica Daniela
Varela Lizarralde, Linda Jineth
Santis Navarro, Angélica María
Villamizar, Sergio
Acevedo Pabón, Paola Andrea
Cabeza Rojas, Iván
Email autor: angelica.santisn@campusucc.edu.co
paola.acevedop@ucc.edu.co
metadata.dc.description.cvlac: https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001535259
Issue Date: 1-Nov-2020
Keywords: Modelo empírico
Codigestión anaeróbica
Residuos orgánicos
Método superficie de respuesta
Resume: En el marco del desarrollo sostenible, existe una necesidad creciente de evaluar, modelar y optimizar la implementación de tecnologías de energía renovable como la codigestión anaeróbica de diferentes residuos orgánicos.Este trabajo estudió la influencia de algunos parámetros independientes en la producción de biogás mediante codigestión anaeróbica de residuos orgánicos específicos, ampliamente disponibles en Colombia (estiércol de cerdo -PM-, lodos de depuradora –SS–, fracción orgánica de residuos sólidos urbanos -OFMSW-, residuos de la industria de bebidas de frutas embotelladas -RBFDI-, y residuos de la industria del cacao -CIR-). El potencial bioquímico de metano (BMP) de diferentes mezclas fue evaluado mediante un diseño experimental Box-Behnken, donde los parámetros fueron: contenido de sólidos volátiles (0.5, 1,25 y 2 g de VS), relación C / N (25, 35 y 45) y fuente de nitrógeno (0% solo para SS, 50% para residuos PM y SS,y 100% si solo PM). Los resultados permitieron la construcción de modelos empíricos utilizando polinomios de segundo orden y MARSplines. Según la maximización, la mejor mezcla para la producción de biogás es la que contiene RBFDI, OFMSW y SS, una relación C / N de 40 y 0,5 g VS; la producción estimada fue de alrededor de 382,17 ml de CH4 g-1 VS, MARSplines demostró tener los mejores valores de predicción y el coeficiente de determinación más alto (94–97%). Además, se evidenció que el contenido de g VS es una variable crítica en la producción de metano, la relación C / N debe estar en valores medios, y ambas fuentes de nitrógeno son adecuadas para ser utilizadas en el proceso de codigestión, dependiendo de la disponibilidad del área de interés.
Abstract: In the framework of sustainable development, there is an increasing need to assess, model, and optimize the implementation of renewable energy technologies such as the anaerobic co-digestion of different organic residues. This work studied the influence of some independent parameters on the production of biogas through anaerobic co-digestion of specific organic residues widely available in Colombia (pig manure -PM-, sewage sludge –SS–, organic fraction of municipal solid waste -OFMSW-, residues from the bottled fruit drinks industry -RBFDI-, and cocoa industry residue -CIR-). The Biochemical Methane Potential (BMP) of different mixtures was assessed through a Box-Behnken experimental design, where the parameters were: volatile solids content (0.5, 1.25 and 2 g VS), C/N ratio (25, 35 and 45), and nitrogen source (0% for only SS, 50% both residues PM and SS, and 100% if only PM). The results allowed empirical model building by using second-order polynomial and MARSplines. According to the maximization, the best mixture for biogas production is the one containing RBFDI, OFMSW, and SS, a C/N ratio of 40 and 0.5 g VS; the estimated production was around 382.17 ml CH4 g-1 VS, MARSplines demonstrated to have the best predictions values and the highest determination coefficient (94–97%). Moreover, it was evidenced that the content of g VS is a critical variable on the methane production, C/N ratio must be in average values, and both nitrogen sources are suitable to be used in the co-digestion process depending on the availability of the area of interest.
Program: Ingeniería Industrial
Headquarters: Bogotá
Type: Artículo
Citation: Mosquera, J., Varela, L., Santis, A., Villamizar, S., Acevedo, P., y Cabeza, I. (2020). Improving anaerobic co-digestion of different residual biomass sources readily available in Colombia by process parameters optimization. Biomasa y bioenergía, 142, 105790. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2020.105790
Resource reference: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0961953420303251#!
Appears in Collections:Ingeniería Industrial

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