Impacto del carbón activado en el rendimiento de la producción de biogás durante el proceso de digestión anaerobia
Ilustraciones
- Autores:
-
Gaviria Restrepo, Veronica
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad Nacional de Colombia
- Repositorio:
- Universidad Nacional de Colombia
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unal.edu.co:unal/85273
- Palabra clave:
- 660 - Ingeniería química::662 - Tecnología de explosivos, combustibles, productos relacionados
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Chejne, J.F. (24-26 de noviembre de 2018). Bioeconomy a living and biodiverse Colombia. [Discurso principal].Seminario Virtual ASPA. A.Andrade, A,Restrepo y J.E Tibaquirá. “Estimación de biogás de relleno sanitario, caso de estudio: Colombia”, Entre Ciencia e Ingeniería,vol. 12, , no. Primer semestre de 2018, p. 40- 47, doi: http://dx.doi.org/10.31908/19098367.3701. Plan para la Gestión Integral de Residuos Sólidos (PGIRS) 2019. “Informe de la caracterización de residuos sólidos generados en el sector residencial del área urbana y rural del Municipio de Medellín y sus cinco corregimientos”. [Online]. Available: medellin.gov.co UPME. (2018). Estrategias y planes indicativos para impulsar la bionergía en Colombia. 2do Congreso Nacional de Bionergía Medellín, C. R. S. (2019). 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Posteriormente, se realizaron ensayos con celulosa y CA comercial como patrón de referencia para determinar la dosis que mejora la producción de biogás. Finalmente, se utilizó la dosis adecuada en un último montaje con desechos de alimentos. La producción del CA se realizó transformando térmicamente cuesco de palma mediante pirólisis en un horno horizontal rotatorio con flujo de nitrógeno 100mLmin-1 a 550oC obteniendo biochar de área superficial especifica de 555,48 (m-2 g -1 ). Gasificándolo en el mismo horno con flujo de CO2 100mLmin-1 a 850oC obteniendo 216 gramos de CA de 811,64 (m-2 g -1 ). Los ensayos de DA se desarrollaron empleando el esquema de Potencial Bioquímico Metanogénico, utilizando reactores batch de 1.1 L, y un sistema de desplazamiento de volumen de solución de NaOH para la medición del metano. Para determinar la dosis de CA, se realizó ajuste de curva de los datos obtenidos con respecto a la Función Logístico (FL), Modificado de Gompertz (GM) y Roediger encontrando una tasa máxima de producción de biogás acumulada 1.1 L/gSV con 25g de CA cuesco utilizando residuos de alimentos y 0.23 L/gSV sin CA. A partir de los resultados obtenidos, se determinó que CA posee grupos funcionales y estructuras porosas que facilitaron la transferencia de electrones entre los diferentes grupos microbianos lo cual favoreció la producción de biogás. (texto tomado de la fuente)In this thesis, the impact of activated carbon on biogas production performance during the anaerobic digestion process was researched. Initially, activated carbon (AC) was produced from palm hulls to be added to an anaerobic digestion (AD) process using cellulose as a synthetic substrate. Subsequently, tests were carried out with cellulose and commercial AC as a reference standard to determine the dose that improves biogas production. Finally, the suitable dose found in a final set-up with food waste was used. The production of CA was achieved by thermally transforming palm kernel by pyrolysis in a horizontal rotary kiln with nitrogen flow of 100mLmin-1 a 550 oC, obtaining biochar with a specific surface area of 555,48 (m-2 g -1 ). It was gasified in the same oven with dioxide of carbon flow of 100mLmin-1 and 850 oC, obtaining 216 grams of CA of 811,64 (m-2 g -1 ). The DA tests were developed using the Methanogenic Biochemical Potential scheme, using 1.1 L batch reactors, and a NaOH solution volume displacement system for methane measurement. To determine the dosage of CA, curve fitting of the data obtained concerning the Logistic Function (LF), Modified Gompertz (GM), and Roediger was performed, finding a maximum biogas production rate of 1.1 L/gSV with 25g of CA using food waste and 0.23 L/gSV without CA. From the results obtained, it was determined that CA has functional groups and porous structures that facilitated the transfer of electrons between the different microbial groups, which favored the production of biogas.Esquema híbrido de poligeneración (Termoquímico – Biológico) para la sustitución de fósiles a partir de residuos orgánicos” Número de contrato ICETEX 2022-0666.MaestríaMagíster en Ingeniería - Ingeniería QuímicaInicialmente se produjo Carbón Activado a partir de biochar (CA-BC), para ser adicionado a un proceso de digestión anaerobia (DA) empleando celulosa como sustrato sintético. Posteriormente, se realizaron ensayos con celulosa y CA comercial como patrón de referencia para determinar la dosis que mejora la producción de biogás. Finalmente, se utilizó la dosis adecuada en un último montaje con desechos de alimentos. La producción del CA se realizó transformando térmicamente cuesco de palma mediante pirólisis en un horno horizontal rotatorio con flujo de nitrógeno 100mLmin-1 a 550oC obteniendo un biochar de área superficial especifica de 555,48 (m-2 g-1). Gasificándolo en el mismo horno con flujo de CO2 100mLmin-1 a 850oC obteniendo 216 gramos de CA de 811,64 (m-2 g-1). El CA-BC presentó un volumen de poro de 0,300418 cm³ g-1 y el diámetro del tamaño de los poros fue de 2.16 nm, lo cual indicó que es un material mesoporoso. Los ensayos de DA se desarrollaron empleando el esquema de Potencial Bioquímico Metanogénico, utilizando reactores batch de 1.1 L, y un sistema de desplazamiento de volumen de solución de NaOH para la medición del metano. Para determinar la dosis de CA, se realizó ajuste de curva de los datos obtenidos con respecto a la Función Logístico (FL), Modificado de Gompertz (GM) y Roediger encontrando una tasa máxima de producción de biogás acumulada 1.1 L/gSV con 25g de CA cuesco utilizando residuos de alimentos y 0.23 L/gSV sin CA.Energías AlternativasÁrea curricular de Ingeniería Química e Ingeniería de Petróleos116 páginasapplication/pdfspaUniversidad Nacional de ColombiaMedellín - Minas - Maestría en Ingeniería - Ingeniería QuímicaFacultad de MinasMedellín, ColombiaUniversidad Nacional de Colombia - Sede Medellín660 - Ingeniería química::662 - Tecnología de explosivos, combustibles, productos relacionados660 - Ingeniería química::668 - Tecnología de otros productos orgánicos660 - Ingeniería química::665 - Tecnología de aceites, grasas, ceras, gases industriales660 - Ingeniería química::661 - Tecnología de químicos industrialesBiogasCarbón activadoDigestión anaerobiaCarbón Activado (CA)Potencial Bioquímico Metanogénico (PBM)biogásmicroorganismos metanogénicosActivated carbon (AC)Biochemical Methane Potential (BMP)biogasmethanogenic microorganismsImpacto del carbón activado en el rendimiento de la producción de biogás durante el proceso de digestión anaerobiaImpact of activated carbon on biogas production performance during the anaerobic digestion processTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMChejne, J.F. (24-26 de noviembre de 2018). Bioeconomy a living and biodiverse Colombia. [Discurso principal].Seminario Virtual ASPA.A.Andrade, A,Restrepo y J.E Tibaquirá. “Estimación de biogás de relleno sanitario, caso de estudio: Colombia”, Entre Ciencia e Ingeniería,vol. 12, , no. Primer semestre de 2018, p. 40- 47, doi: http://dx.doi.org/10.31908/19098367.3701.Plan para la Gestión Integral de Residuos Sólidos (PGIRS) 2019. “Informe de la caracterización de residuos sólidos generados en el sector residencial del área urbana y rural del Municipio de Medellín y sus cinco corregimientos”. [Online]. Available: medellin.gov.coUPME. (2018). Estrategias y planes indicativos para impulsar la bionergía en Colombia. 2do Congreso Nacional de BionergíaMedellín, C. R. S. (2019). 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Colombiarepositorio_nal@unal.edu.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