Diseño de un prototipo de planta industrial para la producción de bioetanol mediante el aprovechamiento de subproductos de residuos orgánicos domésticos

Mapas,tablas,fotografías a color.

II. RESUMEN El presente trabajo de grado plantea el diseño de un prototipo de planta industrial para la producción de bioetanol, utilizando como materia prima subproductos de residuos orgánicos domésticos. La investigación responde a la necesidad de alternativas sostenibles para la gestión de residuos sólidos urbanos, enfocándose en el aprovechamiento energético de desechos como cáscaras de frutas, cascaras de vegetales y otros materiales biodegradables. Se aplicó un enfoque metodológico mixto con pruebas experimentales muestras de residuos orgánicos tomadas por tres días en el conjunto residencial Maporal en la ciudad de Villavicencio y diseño del prototipo de la planta industrial en AutoCAD para modelar el flujo del proceso y seleccionar los equipos necesarios. Los resultados evidencian la viabilidad técnica del uso de residuos orgánicos en la obtención de bioetanol con rendimientos cercanos a 88–90 ml/kg. El estudio contribuye a la transición hacia energías renovables, promueve la economía circular y establece una base para futuras implementaciones industriales en el contexto colombiano

TABLA DE CONTENIDO I. GLOSARIO ................................ ................................ ................................ ................ IX

II. RESUMEN ................................ ................................ ................................ .............. XI

III. ABSTRACT ................................ ................................ ................................ ........... XII

IV. PROBLEMA ................................ ................................ ................................ ......... XIII

A. Introducción ................................ ................................ ................................ ....... XIII

B. Planteamiento del problema ................................ ................................ .............. XIII

C. Objetivos ................................ ................................ ................................ ............. XV

Objetivo general ................................ ................................ ................................ ....... XV

Objetivos específicos ................................ ................................ ................................ XV

D. Justificación ................................ ................................ ................................ ........ XV

E. Delimitación ................................ ................................ ................................ ...... XVI

F. Alcance ................................ ................................ ................................ .............. XVI

V. MARCO TEÓRICO ................................ ................................ ............................ XVII

G. Antecedentes ................................ ................................ ................................ .... XVII

H. Casos exitosos................................ ................................ ................................ . XVIII

I. Marco Geográfico ................................ ................................ ................................ . XIX

J. Marco histórico ................................ ................................ ................................ ... XX

K. Marco conceptual ................................ ................................ .............................. XXI

Recolección y clasificación de residuos ................................ ................................ .. XXI

Pretratamiento físico, químico o biológico ................................ ........................... XXII

Hidrólisis enzimática o ácida................................ ................................ ................. XXII

L. Marco Teórico ................................ ................................ ................................ . XXIV

M. Marco Legal ................................ ................................ ................................ .... XXIV

VI. MARCO METODOLÓGICO ................................ ................................ ............ XXVI

N. Enfoque y Método de Investigación ................................ ............................... XXVI

O. Tipo y Diseño de Investigación ................................ ................................ .... XXVII

P. Población y Muestra ................................ ................................ ..................... XXVII

Q. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos: ................................ ..... XXVIII

Fase I: Recopilación de Fuentes ................................ ................................ ............ XXVIII

Recopilación de Fuentes y Caracterización Experimental de Residuos Orgánicos . XXIX

Fase II: Análisis y Síntesis de la Información ................................ ........................... XXX

Diagrama de flujo ................................ ................................ ................................ ...... XXX

R. Técnicas de Análisis y Procesamiento de Datos: ................................ ......... XXXIV

VII. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................ ................................ ... XXXV

S. Caracterización de los residuos orgánicos domésticos ................................ . XXXV

T. Criterios técnicos para la selección de subproductos aptos para la producción de bioetanol XXXVI

U. Subproductos más adecuados para la producción de bioetanol ................ XXXVIII

VIII. CONCLUSIONES ................................ ................................ .......................... XLIV

IX. REFERENCIAS ................................ ................................ ................................ .. XLVI

X. ANEXOS ................................ ................................ ................................ .................. LI

LISTA DE TABLAS Tabla 1. Marco Legal en Colombia ................................ ................................ .............. XXV

Tabla 2. Criterios técnicos para la selección de subproductos aptos para la producción de bioetanol ................................ ................................ ................................ ............................... XXXVII

Tabla 3. Subproductos orgánicos domésticos más adecuados para la producción de bioetanol ................................ ................................ ................................ ................................ XXXIX

Tabla 4. Rendimiento de extracción de bioetanol en residuos orgánicos domésticos del conjunto residencial Maporal en Villavicencio ................................ ................................ ............ XL

NOTA DE ADVERTENCIA “La Universidad no se hace responsable por los conceptos emitidos por sus alumnos en sus trabajos de tesis. Solo velara porque no se publique nada contrario al dogma y a la moral católica y por qué las tesis no contengan ataques personales contra persona alguna, antes bien se vea en ellas el anhelo de buscar la verdad y la justicia” Artículo 23 de la Resolución N°13 de julio de 1946

Dedicatoria Dedicamos este trabajo de grado, en primer lugar, a Dios, por guiarnos con su sabiduría, fortalecernos en los momentos de dificultad y darnos la luz necesaria para seguir adelante a pesar de los obstáculos. Su presencia en nuestras vidas ha sido el sustento espiritual que nos dio esperanza y firmeza en cada paso de este camino. A nuestras madres, por ser el faro que iluminó nuestro camino en los momentos de incertidumbre, por su amor incondicional, su fe en nosotros y su ejemplo de lucha incansable. Gracias por enseñarnos que, con esfuerzo, disciplina y corazón, todo sueño es posible. Este logro también es suyo. A nuestros hermanos, quienes, con su compañía, consejos y confianza, nos inspiraron a no rendirnos, a mantener la mirada firme en nuestras metas y a seguir creciendo personal y profesionalmente. A todos ustedes, que fueron inspiración y fortaleza en los momentos más desafiantes, les dedicamos este trabajo con profunda gratitud y amor. Este triunfo es compartido, porque sin su presencia, este camino no habría sido posible.

Agradecimientos Expresamos nuestro más sincero agradecimiento a Dios, por concedernos la fortaleza, sabiduría y perseverancia necesarias para llevar a cabo este proyecto académico. Su guía espiritual fue esencial en cada etapa del proceso. A nuestros directores de trabajo de grado, Hebandreyna González García y Sebastián Agudelo Hernández, por su invaluable orientación, dedicación y paciencia durante el desarrollo de este proyecto. Sus conocimientos, sugerencias oportunas y constante disposición fueron fundamentales para lograr nuestros objetivos y dar forma a esta investigación. A nuestras familias, por ser nuestro mayor apoyo. Gracias por su amor incondicional, por confiar en nosotros y por estar presentes en cada etapa de este camino, brindándonos ánimo, comprensión y motivación. Este logro también les pertenece. A todas las personas que, de una u otra manera, contribuyeron con su ayuda, sus palabras, sus enseñanzas o simplemente con su compañía,

Pregrado

Ingeniero(a) de Alimentos

APA.