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Evaluación termoenergética de la co-digestión de la mezcla cascarilla de arroz y estiercol bovino en condiciones termofilicas

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dc.contributor.advisorMendoza Fandiño, Jorge Mariospa
dc.contributor.authorBonilla Gracia, Samuel Iván
dc.date.accessioned2023-01-27T17:57:38Z
dc.date.available2023-01-27T17:57:38Z
dc.date.issued2023-01-26
dc.description.abstractIt is no secret that renewable energies are currently the fundamental basis for the energy sustainability of our humanity and the environment that surrounds us. Society at this time seeks to implement different energy alternatives to reduce the environmental damage that we have been carrying by the current energy system, which generates an exclusive dependence on fossil fuels. Due to this, different advances have been developed on new energy alternatives such as : Solar energy, wind energy, biomass and biogas. In Colombia, specifically in the department of Córdoba, there is a great capacity of accumulation of residual biomass by agro-industrial processes that have as a consequence a high production of rice husk biomass and bovine manure. This research seeks to evaluate the consequences of the co-digestion of the mixture of cattle manure and rice husk under thermophilic conditions [45-57] °C in an anaerobic reactor, which we consider the biomass components by means of experimental data and publications that share this information. Using the ADM1 model, which prioritizes the kinetics of the digestive process, the estimated retention time to be used for the reactor is 20 days and the results will help future experimental projects to continue the development of biogas studies under thermophilic conditionseng
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Mecánicaspa
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensiónspa
dc.description.resumenPara nadie es un secreto que las energías renovable en la actualidad es la base fundamental para la sostenibilidad energética de nuestro humanidad y el medio ambiente que nos rodea. La sociedad en este tiempo busca implementar diferentes alternativas de energía para reducir el los daños ambientales que hemos venido acarreado por el sistema energético actual, que genera una dependencia exclusiva de los combustibles fósiles. Debido a eso, se han venido desarrollado diferentes avances sobre nuevas alternativas de energías como : Energía solar, eólica, biomasa y biogás. En Colombia, específicamente en el departamento de Córdoba, tiene una gran capacidad de acumulación de biomasa residual por procesos agro-industriales que tienen como consecuencia una alta producción de biomasa de cascarilla de arroz y estiércol bovino. Esta investigación busca valorar las consecuencias que tiene la codigestión de la mezcla de estiércol bovino y cascarilla de arroz en condiciones termofílicas [45-57] °C en un reactor anaeróbico, el cual consideramos los componentes de la biomasa por medio de datos experimentales y publicaciones que comparten esta información. Mediante el modelo ADM1, que prioriza la cinética del proceso digestivo, el tiempo de retención estimado que se usara para el reactor es de 20 días y los resultados ayudaran a futuros proyectos experimentales para continuar el desarrollo de los estudios del biogás en condiciones termofílicas.spa
dc.description.tableofcontentsRESUMEN .............................................................................................................. 1spa
dc.description.tableofcontentsABSTRACT ............................................................................................................ 2spa
dc.description.tableofcontents1.Capítulo I. Descripción del trabajo de investigación ................................... 3spa
dc.description.tableofcontents1.1. Introducción. ................................................................................................ 3spa
dc.description.tableofcontents1.2. Objetivos. ..................................................................................................... 5spa
dc.description.tableofcontents1.2.1. Objetivo general. ................................................................................... 5spa
dc.description.tableofcontents1.2.2. Objetivos específicos. ............................................................................ 5spa
dc.description.tableofcontents1.3. Revisión de literatura. .................................................................................. 6spa
dc.description.tableofcontents1.3.1. Digestión Anaeróbica ............................................................................ 6spa
dc.description.tableofcontents1.3.2. Desintegración e hidrolisis .................................................................. 11spa
dc.description.tableofcontents1.3.3. Acetogenesis ........................................................................................ 13spa
dc.description.tableofcontents1.3.4. Metanogénesis ..................................................................................... 14spa
dc.description.tableofcontents1.4. Factores que afectan la digestión anaerobia ............................................. 15spa
dc.description.tableofcontents1.4.1. Contenido de proteína ......................................................................... 16spa
dc.description.tableofcontents1.4.2. Lípidos Bacterianos ............................................................................. 16spa
dc.description.tableofcontents1.4.3. Actividad Metanogénica ..................................................................... 17spa
dc.description.tableofcontents1.4.4. pH ........................................................................................................ 17spa
dc.description.tableofcontents1.4.5. Temperatura ......................................................................................... 18spa
dc.description.tableofcontents1.5. Trabajos derivados ..................................................................................... 26spa
dc.description.tableofcontents2.Capítulo II. Modelo de digestión anaeróbica .............................................. 27spa
dc.description.tableofcontents2.1. Introducción. .............................................................................................. 27spa
dc.description.tableofcontents2.2. Materiales y métodos ................................................................................. 28spa
dc.description.tableofcontents2.2.1. Modelamiento de digestión anaeróbica (ADM1) ................................ 28spa
dc.description.tableofcontents2.2.2. Variables dinámicas de ADM1 ........................................................... 30spa
dc.description.tableofcontents2.2.3. Estructura del modelo ADM1 ............................................................. 31spa
dc.description.tableofcontents2.2.4. Demanda química de oxígeno (DQO) para las fracciones orgánicas de la materia prima. .............................................................................................. 34spa
dc.description.tableofcontents2.2.5. Estimación del contenido de las fracciones individuales en el compuesto y concentración. ............................................................................ 35spa
dc.description.tableofcontents2.2.6. Estimación del contenido de carbono y nitrógeno .............................. 36spa
dc.description.tableofcontents2.2.7. Caracterización de estiércol bovino y cascarilla de arroz ................... 37spa
dc.description.tableofcontents2.3. Resultados .................................................................................................. 37spa
dc.description.tableofcontents3. Capítulo III. Modelación de la codigestión anaerobia ............................... 39spa
dc.description.tableofcontents3.1. Introducción. .............................................................................................. 39spa
dc.description.tableofcontents3.2. Materiales y métodos. ................................................................................ 41spa
dc.description.tableofcontents3.2.1. Concentraciones iniciales .................................................................... 41spa
dc.description.tableofcontents3.2.2. Volumen de biogás y producción de metano. ..................................... 42spa
dc.description.tableofcontents3.2.3. Variación de pH ................................................................................... 43spa
dc.description.tableofcontents3.3. Resultados .................................................................................................. 45spa
dc.description.tableofcontents3.3.1. Poder Calorífico .................................................................................. 45spa
dc.description.tableofcontents3.3.2. Rendimiento ........................................................................................ 45spa
dc.description.tableofcontents3.3.3. Validación del modelo ADM1 ............................................................ 46spa
dc.description.tableofcontents3.3.4. Análisis del efecto para LHV en la digestión anaeróbica ................... 48spa
dc.description.tableofcontents3.3.5. Análisis del efecto en el rendimiento para la digestión anaeróbica .... 54spa
dc.description.tableofcontents3.3.6. Optimizar Respuesta............................................................................ 60spa
dc.description.tableofcontents3.3.7. Optimización de múltiples respuestas para LHV y rendimiento ........ 61spa
dc.description.tableofcontents3.4. Conclusiones .............................................................................................. 64spa
dc.description.tableofcontents4. Capítulo IV. Conclusiones generales y futuros trabajos ........................... 65spa
dc.description.tableofcontents4.1. Objetivo específico 1. Determinación de parámetros ............................... 65spa
dc.description.tableofcontents4.2. Objetivo especifico 2. Calibración del modelo para la codigestión ......... 65spa
dc.description.tableofcontents4.3. Objetivo específico 3. Evaluación del modelo para la codigestión anaeróbica ........................................................................................................... 65spa
dc.description.tableofcontents4.4. Futuros trabajos ......................................................................................... 66spa
dc.description.tableofcontents4.4.1. Modelar con otras biomasas ................................................................ 66spa
dc.description.tableofcontents4.4.2. Simular con otro modelo computacional ............................................ 66spa
dc.description.tableofcontents4.4.3. Inhibición del proceso de digestión anaerobia .................................... 66spa
dc.description.tableofcontents5. Bibliografía ..................................................................................................... 67spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/6947
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombiaspa
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Mecánicaspa
dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2023spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subject.keywordsBiodigestioneng
dc.subject.keywordsEnergyeng
dc.subject.keywordsBiomasseng
dc.subject.keywordsTemperatureeng
dc.subject.proposalBiodigestiónspa
dc.subject.proposalEnergíaspa
dc.subject.proposalBiomasaspa
dc.subject.proposalTemperaturaspa
dc.titleEvaluación termoenergética de la co-digestión de la mezcla cascarilla de arroz y estiercol bovino en condiciones termofilicasspa
dc.typeTrabajo de grado - Maestríaspa
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dcterms.referencesAmani, T., Nosrati, M., Sreekrishnan, T.R., 2010. Anaerobic digestion from the viewpoint of microbiological, chemical, and operational aspects - A review. Environ. Rev. 18, 255–278. https://doi.org/10.1139/A10-011spa
dcterms.referencesAngelidaki, I., Ellegaard, L., Ahring, B.K., 1999. A Comprehensive Model of Anaerobic Bioconversion of Complex Substrates to Biogas.spa
dcterms.referencesArelli, V., Juntupally, S., Begum, S., Anupoju, G.R., 2022. Solid state anaerobic digestion of organic waste for the generation of biogas and bio manure. Adv. Org. Waste Manag. Sustain. Pract. Approaches 247–277. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-85792-5.00023-Xspa
dcterms.referencesBajpai, P., 2017. SPRINGER BRIEFS IN APPLIED SCIENCES AND TECHNOLOGY Anaerobic Technology in Pulp and Paper Industry, Springer Briefs in Applied Sciences and Technologyspa
dcterms.referencesBatstone, D.J., Keller, J., Angelidaki, I., Kalyuzhnyi, S.V., Pavlostathis, S.G., Rozzi, A., Sanders, W.T.M., Siegrist, H., Vavilin, V.A., 2000. Anaerobic Digestion Model No.1.spa
dcterms.referencesBorja, R., 2011. Biogas Production, Second Edi. ed, Comprehensive Biotechnology, Second Edition. Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-088504-9.00126-4spa
dcterms.referencesCendales, E.D., 2011. Produccion de biogas mediante la codigestion anaerobica de la mezcla de residuos citricos y estiercol bovino para su utilizacion como fuente de energìa renovable.spa
dcterms.referencesChuenchart, W., Logan, M., Leelayouthayotin, C., Visvanathan, C., 2020. Biomass and Bioenergy Enhancement of food waste thermophilic anaerobic digestion through synergistic effect with chicken manure. Biomass and Bioenergy 136, 105541. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2020.105541spa
dcterms.referencesContreras, L.M., Schelle, H., Sebrango, C.R., Pereda, I., 2012. Methane potential and biodegradability of rice straw , rice husk and rice residues from the drying process 1142–1149. https://doi.org/10.2166/wst.2012.951spa
dcterms.referencesDarmawan, A., Aziz, M., 2022. An overview of biomass waste utilization. Innov. Energy Convers. from Biomass Waste 1–23. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-85477-1.00007-5spa
dcterms.referencesDavid, J., Julio, R., Luis, M., Montes, T., Luis, M., Montes, T., 2016. ANÁLISIS EXERGOECONÓMICO DE LA GASIFICACIÓN DE TUSA DE MAÍZ EMPLEANDO VAPOR DE AGUA COMO AGENTE GASIFICANTE, INTEGRADO A UN SISTEMA DE GENERACIÓN DE POTENCIA.spa
dcterms.referencesEPA (United States Environmental Protection Agency), 2006. Biosolids Technology Fact Sheet Multi-Stage Anaerobic Digestion DESCRIPTION [WWW Document]. Biosolids Technol. fact sheet multi-stage Anaerob. Dig. URL https://www.epa.gov/sites/default/files/2018-11/documents/multistage-anaerobic-digestion-factsheet.pdf (accessed 12.7.22).spa
dcterms.referencesGupta, G.K., Mondal, M.K., 2020. Bioenergy generation from agricultural wastes and enrichment of end products, Refining Biomass Residues for Sustainable Energy and Bioproducts. Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818996-2.00015-6spa
dcterms.referencesHelenas Perin, J.K., Biesdorf Borth, P.L., Torrecilhas, A.R., Santana da Cunha, L., Kuroda, E.K., Fernandes, F., 2020. Optimization of methane production parameters during anaerobic co-digestion of food waste and garden waste. J. Clean. Prod. 272, 123130. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123130spa
dcterms.referencesKlimiuk, E., Gusiatin, Z.M., Bu, K., Pokój, T., 2015. ADM1-based modeling of anaerobic codigestion of maize silage and cattle manure – a feedstock characterisation for model implementation ( part I ) 41, 11–19. https://doi.org/10.1515/aep-2015-0026spa
dcterms.referencesKoch, K., Lübken, M., Gehring, T., Wichern, M., Horn, H., 2010. Biogas from grass silage - Measurements and modeling with ADM1. Bioresour. Technol. 101, 8158–8165. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.06.009spa
dcterms.referencesMacea Guzmán, H.J., Narváez, J.M.P., 2016. ELABORACIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS DENSIFICADOS A PARTIR DE LA MEZCLA DE DOS BIOMASAS RESIDUALES, UN AGLOMERANTE A BASE DE YUCA Y CARBÓN MINERAL, PROPIOS DEL DEPARTAMENTO DE CÓRDOBA HERNANDO 390–392.spa
dcterms.referencesMakamure, F., Mukumba, P., Makaka, G., 2021. An analysis of bio-digester substrate heating methods: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110432spa
dcterms.referencesMenzel, T., Neubauer, P., Junne, S., 2020. Role of microbial hydrolysis in anaerobic digestion. Energies 13. https://doi.org/10.3390/en13215555spa
dcterms.referencesNguyen, H.H., 2014. Modelling of food waste digestion using ADM1 integrated with Aspen Plus.spa
dcterms.referencesNielsen, H.B., Mladenovska, Z., Westermann, P., Ahring, B.K., 2004. Comparison of Two-Stage Thermophilic ( 68 ° C / 55 ° C ) Anaerobic Digestion With One-Stage Thermophilic ( 55 ° C ) Digestion of Cattle Manure. https://doi.org/10.1002/bit.20037spa
dcterms.referencesRavendran, R.R., Abdulrazik, A., Zailan, R., n.d. Aspen Plus simulation of optimal biogas production in anaerobic digestion process. https://doi.org/10.1088/1757-899X/702/1/012001spa
dcterms.referencesRosa, P., 2018. Biogas production from thermophilic anaerobic digestion of kraft pulp mill sludge 124, 40–49. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.08.044spa
dcterms.referencesSaha, B.C., Iten, L.B., Cotta, M.A., Wu, Y.V., 2005. Dilute Acid Pretreatment , Enzymatic Saccharification , and Fermentation of Rice Hulls to Ethanol † 816–822.spa
dcterms.referencesScamardella, D., De Crescenzo, C., Marzocchella, A., Molino, A., Chianese, S., Savastano, V., Tralice, R., Karatza, D., Musmarra, D., Fermi, E., Edilgen Sp, I., 2019. Simulation and Optimization of Pressurized Anaerobic Digestion and Biogas Upgrading Using Aspen Plus Simulation and optimization of pressurized anaerobic digestion and biogas upgrading using Aspen Plus Energy and Sustainable Economic Development (ENEA), Territorial and Production System Sustainability Department, CR Portici Piazzale, in: CHEMICAL ENGINEERING TRANSACTIONS. https://doi.org/10.3303/CET1974010spa
dcterms.referencesShi, X., Guo, X., Zuo, J., Wang, Y., Zhang, M., 2018. A comparative study of thermophilic and mesophilic anaerobic co-digestion of food waste and wheat straw: Process stability and microbial community structure shifts. Waste Manag. 75, 261–269. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.02.004spa
dcterms.referencesUPRA, n.d. UPRA [WWW Document]. 2016. URL https://www.upra.gov.co/sala-de-prensa/noticias/-/asset_publisher/GEKyUuxHYSXZ/content/cordoba-tierra-de-oportunidades-para-el-desarrollo-rural-y-agropecuario (accessed 11.6.22).spa
dcterms.referencesValverde, A., Sarria, B., Monteagudo, J., 2007. Análisis comparativo de las características fisicoquímicas de la cascarilla de arroz.spa
dcterms.referencesZhou, H., Löffler, D., Kranert, M., 2011. Model-based predictions of anaerobic digestion of agricultural substrates for biogas production. Bioresour. Technol. 102, 10819–10828. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.09.014spa
dcterms.referencesPaul E, Liu Y (2012) Biological sludge minimization and biomaterials/bioenergy recovery technologies. Wiley, Hoboken, NJspa
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