Valorización de residuos agroindustriales mediante carbonización hidrotermal asistida por microondas

La industria agrícola es de gran importancia debido a su aporte a la seguridad alimentaria, generación de empleo y al crecimiento económico. Sin embargo, los subproductos de sus procesos generan un impacto relevante en el medio, debido a los restos de alimentos que son desaprovechados, y emiten gases de efecto invernadero a la atmosfera. Por ello es indispensable el uso de tecnologías limpias que realicen un aprovechamiento de los residuos agroindustriales, convirtiendo a este sector económico en uno sostenible a largo plazo. Tecnologías de conversión termoquímicas son muy utilizadas para estos fines, y existen dentro de esta categoría, métodos de transformación más novedosos, que están tomando cada vez más auge a nivel mundial, como es el caso de la carbonización hidrotermal asistida por microondas, la cual es una metodología sostenible que se caracteriza por consumir agua procedente del mismo residuo, y con una generación mínima o nula de gases de efecto invernadero, obteniendo un producto (hidrocarbón) rico en carbono, que de acuerdo a sus propiedades físico-químicas puede ser utilizado en numerosas aplicaciones. En este trabajo, se evidencia el potencial aprovechamiento de residuos agroindustriales mediante carbonización hidrotermal, estudiando en particular el comportamiento de residuos de bagazo de arándanos, comparándolos con residuos de bagazo de manzana y como estos pueden presentar un potencial energético. La tesis en su capítulo 2 proporciona un marco de referencia de conceptos clave a lo largo del escrito, y presenta una revisión bibliográfica exhaustiva junto con un metaanálisis de distintas biomasas, permitiendo con ello identificar la influencia de los factores en el rendimiento y contenido de carbono del hidrocarbón, posteriormente el capítulo 3 presenta las hipótesis y predicciones, seguido del capítulo 4 que contiene los objetivos de la tesis, en el capítulo 5 se observa la metodología de trabajo y el capítulo 6 muestra la serie de resultados que dan respuesta a los objetivos, entre estos resultados se destaca que gracias al análisis estadístico realizado al conjunto de datos, se encontró un modelo que puede ser replicado en otros tipos de biomasa o residuos agroindustriales, además se realizó una comparación entre los rendimientos y contenidos de carbono de las biomasas de bagazo de arándanos y manzana, finalizando con la obtención del punto máximo u óptimo en el cual se obtiene el hidrocarbón con mayor contenido de carbono. Las características del hidrocarbón permiten considerarlo con un potencial como absorbente y en general los beneficios de este fueron analizados desde las perspectivas ambiental, económica y social, por último, en el capítulo 7 se concluye la relevancia de esta tesis y la influencia de la temperatura en el contenido de carbono del hidrocarbón.

The agricultural industry is of great importance due to its contribution to food security, job creation, and economic growth. However, the by-products of its processes generate a relevant impact on the environment, due to the remains of food that are wasted, and that emit greenhouse gases into the atmosphere. For this reason, the use of clean technologies that make use of agro-industrial waste is essential, turning an economic sector into one that is sustainable in the long term. Thermal conversion technologies are widely used for these purposes, and within this category, there are more innovative transformation methods that are gaining more and more popularity in the world, such as microwave-assisted hydrothermal carbonization, which is a sustainable methodology characterized by consuming water from the same waste, and without generating atmospheric emissions of carbon dioxide, generating a product (hydrochar) rich in carbon. In this work, the potential for using agro-industrial waste through hydrothermal carbonization is evidenced, studying in particular the behavior of blueberry bagasse waste, comparing it with apple bagasse waste and how they present great energy potential. The thesis in its chapter 2 provides a reference framework of key concepts throughout the writing, and presents an exhaustive bibliographic review together with a meta-analysis of different biomasses, thus allowing to identify the influence of factors on yield and carbon content. of the hydrochar, later chapter 3 presents the hypotheses and predictions, followed by chapter 4 which contains the objectives of the thesis, in chapter 5 the work methodology is observed and chapter 6 shows the series of results that respond to the objectives , Among these results, it stands out that thanks to the statistical analysis carried out on the data set, a model was found that can be replicated in other types of biomass or agro-industrial waste, in addition a comparison was made between the yields and carbon contents of the biomass of blueberry and apple bagasse, ending with obtaining the maximum or optimum point in which the hydrochar with a higher carbon content. The characteristics of hydrochar allow considering it with a potential as absorbent and in general the benefits of this were analyzed from the environmental, economic and social perspectives, finally, in chapter 7 the relevance of this thesis and the influence of temperature in the carbon content of the hydrochar.

Magíster en Desarrollo Sostenible

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