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Tutor 1

Marulanda Cardona, Víctor Fernando

Resumen

El manejo y disposición de residuos sólidos representan una problemática latente a nivel mundial, afectando a su vez el componente ambiental, sanitario y socioeconómico. Por ende, en la actualidad se promueve la búsqueda de alternativas innovadoras, sostenibles y de alta efectividad para su posterior manejo; la separación de estos residuos según su composición es una propuesta útil para reducir el impacto ambiental generado por su disposición y a su vez un criterio de selección de material aprovechable para otras industrias. La sociedad colombiana no cuenta con estrategias claras para la separación en la fuente y simplemente disponen de todos sus residuos en rellenos sanitarios o botaderos a cielo abierto. Un claro ejemplo es la industria de productos de aseo personal en el cual se generan diferentes residuos como el del retal de pañal. Resulta que puede ser incorporado en un proceso de aprovechamiento para la obtención de compuestos químicos a través de la producción de azucares reductores vía hidrolisis subcrítica que a su vez son precursores para la producción de biocombustibles de segunda generación previo a un proceso fermentativo. En este trabajo se presenta el estudio experimental y los análisis de resultados de la hidrolisis en agua subcrítica de residuos del retal de pañal, a partir de corridas experimentales en una planta piloto mediante condiciones establecidas de operación y la fermentación convencional de los hidrolizatos. La metodología inicia en la ejecución de corridas experimentales mediante un sistema continuo para realizar la hidrolisis subcrítica. Una vez se obtiene las muestras de hidrolizato a partir de las corridas se procede a realizar la medición de los azucares reductores producidos en el efluente por medio del método DNS.Posterior a este se efectúa las pruebas de fermentación alcohólica con melaza de caña con el fin de establecer el protocolo de fermentación y aplicarlo a las muestras obtenidas en las corridas experimentales, seguida de una evaporación convencional realizando la adecuación de las muestras asociado a la concentración de azúcares reductores y así mismo optimizar las condiciones de operación en el proceso fermentativo. Finalmente se obtienen los resultados a partir de la medición de los hidrolizatos obtenidos, el cual se reporta como valor máximo de 7 mg/ml indicando que el proceso de hidrolisis subcrítica en el sistema se llevó a cabo exitosamente. Resulta que los resultados evidenciados parten del aprendizaje y experiencia adquirida de diferentes habilidades con respecto a la ejecución de corridas experimentales asociado a la prevención de riesgos que se deben tener en cuenta cuando se trabaja a condiciones de alta presión y temperatura. Así mismo la recolección de muestras y análisis de los datos es una de las actividades más importantes que desarrollo la capacidad de analizar situaciones presentadas a medida que la investigación fue avanzando. Por otro lado, se define el protocolo del proceso fermentativo para hidrolizatos proveniente de tal residuo teniendo en cuenta que se obtuvo a su vez un componente llamado HMF (Hidroximetilfurfural) el cual se genera de la deshidratación de azucares. Se realizó la cuantificación y se obtuvo una elevada productividad de 19727 ������/��� indicando que este compuesto debería tener un contexto más amplio de investigación puesto que es un precursor importante para el desarrollo de los biocombustibles de segunda generación y que por tanto podría ser viable su escalado a nivel industrial

Resumen en lengua extranjera 1

The management and disposal of solid waste represent a latent problem worldwide, affecting in turn the environmental, health and socioeconomic component. Therefore, at present, the search for innovative, sustainable and highly effective alternatives for their subsequent management is promoted; the separation of these wastes according to their composition is a useful proposal to reduce the environmental impact generated by their disposition and at the same time a criterion of selection of usable material for other industries. Colombian society does not have clear strategies for separation at the source and simply dispose of all its waste in sanitary landfills or open dumps. A clear example is the personal hygiene products industry in which different waste is generated, such as that of the diaper scrap. It turns out that it can be incorporated into an exploitation process to obtain chemical compounds through the production of reducing sugars via subcritical hydrolysis, which in turn are precursors for the production of second generation biofuels prior to a fermentation process. In this paper we present the experimental study and the analysis of the results of subcritical water hydrolysis of diaper remnants, from experimental runs in a pilot plant through established operating conditions and the conventional fermentation of hydrolyzates. The methodology starts in the execution of experimental runs through a continuous system to perform subcritical hydrolysis. Once the hydrolyzate samples are obtained from the runs, the measurement of the reducing sugars produced in the effluent is carried out by means of the DNS method. After this, the alcoholic fermentation tests are carried out with cane molasses for the purpose to establish the fermentation protocol and apply it to the samples obtained in the experimental runs, followed by a conventional evaporation, carrying out the adaptation of the samples associated with the concentration of reducing sugars and also optimizing the operating conditions in the fermentation process. Finally, the results are obtained from the measurement of the obtained hydrolyzates, which is reported as a maximum value of 7 mg / ml indicating that the subcritical hydrolysis process in the system was carried out successfully. It turns out that the evidenced results start from the learning and experience acquired of different skills with respect to the execution of experimental runs associated with the prevention of risks that must be taken into account when working under conditions of high pressure and temperature. Likewise, the collection of samples and analysis of data is one of the most important activities that developed the ability to analyze situations presented as the investigation progressed. On the other hand, the protocol of the fermentative process for hydrolyzates coming from such residue is defined taking into account that a component called HMF (Hydroxymethylfurfural) was obtained which is generated from the dehydration of sugars. The quantification was carried out and a high productivity of 19727 mg / g was obtained, indicating that this compound should have a broader research context since it is an important precursor for the development of second generation biofuels and that therefore it could be viable. industrial level scaling

Palabras clave

Retal de pañal, Azúcares reductores, Hidrólisis subcrítica, Fermentación alcohólica, Biocombustibles de segunda generación, Waste diaper, Reducing sugars, Subcritical hydrolysis, Fermentation, Second generation biofuels, Residuos industriales, Aprovechamiento de residuos, Basuras y aprovechamiento de basuras, Protección del medio ambiente, Factory and trade waste, Salvage (Waste, etc.), Refuse and refuse disposal, Environmental protection

Tipo de documento

Trabajo de grado - Pregrado

Licencia Creative Commons

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This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License.

Fecha de elaboración

1-1-2019

Programa académico

Ingeniería Ambiental y Sanitaria

Facultad

Facultad de Ingeniería

Publisher

Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Ambiental y Sanitaria

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