Determinación del potencial de biogás por la co-digestión del estiércol de vaca y la cacota de cacao

El biogás es considerado una fuente de energía renovable la cual contribuye a reducir emisiones de efecto invernadero, además es clave para agregar valor a los desechos agrícolas como lo son la cacota de cacao y el estiércol de vaca. La producción de una hectárea de cacao genera aproximadamente 6.76...

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Autores:
Montero Garzón, Paula Daniela
Rubio Susunaga, Vanessa Jeannette
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4149
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/4149
Palabra clave:
Cacota de cacao - Potencial de biogás
Estiércol de vaca - Potencial de biogás
Biogás
Digestión
Anaerobia
Cacao
Estiércol
Desechos
Biogas
Digestion
Anaerobic
Cocoa
Manure
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Rights
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description El biogás es considerado una fuente de energía renovable la cual contribuye a reducir emisiones de efecto invernadero, además es clave para agregar valor a los desechos agrícolas como lo son la cacota de cacao y el estiércol de vaca. La producción de una hectárea de cacao genera aproximadamente 6.765 kg de cacota, creando problemas fitosanitarios en las plantaciones cacaoteras. El objetivo de este trabajo es analizar el potencial de producción de biogás por la co digestión entre cacota y estiércol de vaca, utilizando el modelo de Gompertz como un acercamiento matemático para describir el comportamiento cinético. Además, se midió las variables de pH, temperatura, solidos volátiles, sólidos totales y cenizas a través del tiempo, las cuales daban un indicio del correcto desempeño del proceso anaerobio. Se propuso un diseño experimental para la generación de biogás utilizando dos proporciones, la primera 50% cacota y 50% estiércol de vaca, y la segunda 70% cacota y 30% estiércol. Los resultados de la investigación permitieron evidenciar que la mezcla con mayor contenido de cacota es la que genera más cantidad de biogás (134,64 L/kg SV en la proporción 70/30). La influencia del pH en el proceso de producción de biogás se evidenció claramente, debido a que se observó un punto óptimo de rendimiento cuando el pH se aproximó a la neutralidad. Dicho esto, fue posible demostrar que los productores de cacao podrían aprovechar los residuos generados en las plantaciones cacaoteras.
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spelling Salazar Camacho, Natalia Andreae94c601e-d930-482c-a573-05f68ba6383c-1Delgadillo Mirquez, Liliana51163d7a-132e-4fd4-9442-9bbef4916313-1Montero Garzón, Paula Daniela6ad8576c-9a09-4d8a-a88b-49718a72064aRubio Susunaga, Vanessa Jeannette5c05c4b0-185b-40bc-af45-e725f880bb30-1Tovar Perilla, Nelson Javier0225d873-752d-40b4-8898-095eef0f03bc-1GMAE2024-03-15T22:07:39Z2024-03-15T22:07:39Z2024El biogás es considerado una fuente de energía renovable la cual contribuye a reducir emisiones de efecto invernadero, además es clave para agregar valor a los desechos agrícolas como lo son la cacota de cacao y el estiércol de vaca. La producción de una hectárea de cacao genera aproximadamente 6.765 kg de cacota, creando problemas fitosanitarios en las plantaciones cacaoteras. El objetivo de este trabajo es analizar el potencial de producción de biogás por la co digestión entre cacota y estiércol de vaca, utilizando el modelo de Gompertz como un acercamiento matemático para describir el comportamiento cinético. Además, se midió las variables de pH, temperatura, solidos volátiles, sólidos totales y cenizas a través del tiempo, las cuales daban un indicio del correcto desempeño del proceso anaerobio. Se propuso un diseño experimental para la generación de biogás utilizando dos proporciones, la primera 50% cacota y 50% estiércol de vaca, y la segunda 70% cacota y 30% estiércol. Los resultados de la investigación permitieron evidenciar que la mezcla con mayor contenido de cacota es la que genera más cantidad de biogás (134,64 L/kg SV en la proporción 70/30). La influencia del pH en el proceso de producción de biogás se evidenció claramente, debido a que se observó un punto óptimo de rendimiento cuando el pH se aproximó a la neutralidad. Dicho esto, fue posible demostrar que los productores de cacao podrían aprovechar los residuos generados en las plantaciones cacaoteras.Biogas is considered a renewable energy source that contributes reducing greenhouse gas emissions and it’s a key for adding value to agricultural waste such as cocoa husk and cow manure. The production of one hectare of cocoa generates approximately 6,765 kg of cocoa husk, creating phytosanitary problems in cocoa plantations. The objective of this work is to analyze the biogas production potential through the co digestion of cocoa husks and cow manure, using the Gompertz model as a mathematical approach to describe the kinetic behavior. Additionally, variables such as pH, temperature, volatile solids, total solids, and ash were measured over time, providing an indication of the proper performance of the anaerobic process. An experimental design was proposed for biogas generation using two proportions: the first with 50% cocoa husks and 50% cow manure, and the second with 70% cocoa husks and 30% cow manure. The results using the Gompertz model of the investigation showed that the mixture with the highest cocoa content generated a bigger amount of biogas (134.64 L/kg SV in the 70/30 ratio). The impact of pH on the biogas production process was clearly evident, as an optimal yield point was observed when the pH approached neutrality. Therefore, it was possible to demonstrate that cocoa producers could take advantage of the residues generated in cocoa plantations.PregradoIngeniera IndustrialAprovechamiento de residuos y subproductos de la agroindustriaLista de ilustraciones.... 8 Lista de tablas 9 Lista de ecuaciones 10 Lista de anexos ..10 Introducción...11 Capítulo 1: Generalidades ...12 1.1 Planteamiento del problema.12 1.2 Justificación .16 1.2 Objetivos..17 1.2.1 Objetivo general ..17 1.2.2 Objetivos específicos....17 Capítulo 2: Marco Teórico.18 2.1 Marco de referencia18 2.2 Marco teórico19 Capítulo 3: Metodología....30 3.1 Estado del arte de la co-digestión anaerobia ....30 3.2 Diseño experimental para la obtención del biogás31 3.2.1 Recolección de las materias primas 32 3.2.2 Caracterización fisicoquímica de las materias primas .33 3.2.3 Materiales para el sistema de co-digestión. ...35 3.2.4 Determinación de las proporciones del material para los reactores. ...35 3.2.5 Medición del biogás .36 3.3 Modelo Gompertz ...37 Capítulo 4: Resultados.39 4.1 Identificación de variables para la Co-Digestión de material lignocelulósico: Revisión Bibliográfica ..39 4.2 Producción de biogás por co-digestión de Cacota y Estiércol de vaca ..42 4.3 Evaluación de Tamo de Arroz y Cacota de Cacao como Materiales Lignocelulósicos 53 Conclusiones y recomendaciones..55 Referencias bibliográficas 5763 páginasapplication/pdfMontero Garzón, P.D., & Rubio Susunaga, V. J. (2024). Determinación del potencial de biogás por la co-digestión del estiércol de vaca y la cacota de cacao. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4149https://hdl.handle.net/20.500.12313/4149spaUnivesidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería IndustrialAcosta, N., Duh Kang, I., Rabaey, K., & De Vrieze, J. (2021). Cow manure stabilizes anaerobic digestion of cocoa waste. Waste Management, 126, 508–516. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.02.010Adams Friedel, & Campos Pablo. (2022). Barómetro del cacao Base de referencia para Latinoamérica. https://voicenetwork.cc/wp-content/uploads/2022/09/220923-Cocoa Barometer-Americas-ES.pdAlicia Porras. (2020). Aprovechamiento y nuevos usos del cacao en Colombia. Contacto: Ingeniería de Alimentos Universidad de Los Andes. https://n9.cl/pjruuAyala, S. A. 1, Jijón, P. F., & Chacha, P. M. (2022). 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