Prospectivas de aprovechamiento de algunos residuos agroindustriales
Abstract
Los residuos agroindustriales son un tipo de biomasa generada principalmente por el procesamiento de materiales orgánicos, que provienen del manejo de animales, cultivo de plantas y procesamiento de frutas y verduras. El objetivo de este artículo es plantear posibles alternativas de aprovechamiento de 19 residuos generados en la agroindustria colombiana, a partir del procesamiento de frutas. Estas alternativas de aprovechamiento se formulan a partir de la caracterización fisicoquímica de los residuos, la cual se llevó a cabo por medio de análisis próximo, análisis elemental, análisis de carbohidratos estructurales y componentes extractivos, contenido de compuestos fenólicos totales y capacidad antioxidante. Se encontró que la gran mayoría de los residuos pueden ser aprovechados como materia prima en procesos de termoquímicos. También se encontró que la borra de café es el residuo con mayores alternativas de aprovechamiento, las cuales van desde la co-combustión con carbón mineral, hasta la obtención de metabolitos secundarios.
Palabras clave: residuos, aprovechamiento, carbohidratos, extractivos, antioxidantes.
References
DANE, Departamento Administrativo Nacional de Estadística. Encuesta Nacional Agropecuaria ENA 2015 [En línea]. [Fecha de consulta: 1 de octubre de 2017]. Disponible en: https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/enda/ena/2015/boletin_ena_2015.pdf
DÍAZ, A. L. “Biodegradación de residuos de frutas y vegetales provenientes de supermercados usando la técnica de aireación forzada”. Kuxulkab - Revista de divulgación. 2011, 17 (33), 4-7. ISSN: 1665-0514
NEVÁREZ, G. C.; FLOR, F. I.; SOLÓRZANO, V. T.; MOLINA, J. R. “Influencia del estado de coloración y del agente de extracción sobre la obtención de pectina a partir de dos variedades de maracuyá (Passiflora edulis)”. La Técnica. 2017, 18, 36-42. ISSN: 1390-6895
RAMÍREZ, K.; ROJAS, Ó.; ALVARADO, P.; VEGA BAUDRIT, J. “Obtención de xilosa a partir de desechos lignocelulósicos de la producción y proceso industrial de la piña (Ananas comusus)”. Uniciencia. 2012, 26, 75-89. ISSN: 1011-0275
BUSTAMANTE, V.; CARRILLO, A.; PRIETO, J. Á.; CORRAL-RIVAS, J. J.; HERNÁNDEZ, J. C. “Química de la biomasa vegetal y su efecto en el rendimiento durante la torrefacción: revisión”. Revista mexicana de ciencias forestales. 2016, 7 (38), 5-23. ISSN: 2007-1132
GONZÁLES, K. D.; DAZA, D.; CABALLERO, P.A.; MARTÍNEZ, Ch. “Evaluación de las propiedades físicas y químicas de residuos sólidos orgánicos a emplearse en la elaboración de papel”. Luna Azul. 2016, 43, 499-517. ISSN: 1909-2474
ÁLVAREZ, A. et al. “Aprovechamiento integral de los materiales lignocelulósicos”. Revista Iberoamericana de Polímeros. 2012, 13 (4), 140-150
MEJÍA, L. F.; MARTÍNEZ, H. A.; BETANCOURT, J. E.; CASTRILLÓN, C. E. “Aprovechamiento del residuo agroindustrial del mango común (Mangifera indica L.) en la obtención de azúcares fermentables”. Ingeniería y Ciencia. 2007, 3 (6), 41-62. ISSN: 1794-9165
LONDOÑO LONDOÑO, J.; SIERRA, J.; ÁLVAREZ, R.; RESTREPO, A. M.; PÁSSARO, C. P. “Aprovechamiento de los subproductos citrícolas”. En: GARCÉS-GIRALDO, L. F. (Ed.). Cítricos: Cultivo, poscosecha e industrialización. 1ra edición. Caldas: Corporación Universitaria Lasallista, 2012, pp. 343-367. ISBN: 978-958-8406-17-6
FONSECA GARCÍA, L.; CALDERÓN JAIMES; L. S.; RIVERA, M. E. “Capacidad antioxidante y contenido de fenoles totales en café y subproductos del café producido y comercializado en Norte de Santander (Colombia)”. VITAE. 2014, 21 (3), 228-236. ISSN: 0121-4004
JACOB LOPES, E.; RAMÍREZ MÉRIDA, L. G.; DE MENEZES, C. R.; ZEPKA, L. Q. “Microalgas: potencial para la producción de compuestos bioactivos nanoencapsulados”. Ciência e Natura. 2015, 37, 07-17. ISSN: 0100-8307
DURAN, R.; VILLEGAS, M. E.; NIEVES, I. K. Bebida no alcohólica a partir de la cáscara de sandía [En línea]. [Fecha de consulta: 1 de noviembre de 2017] Disponible en: http://www.propiedadpublica.com.co/bebida-no-alcoholica-a-partir-de-la-cascara-de-sandia/
ANDRADE, A. C.; CORREDOR, A. C.; BUITRAGO, L. C.; LACHE, A. “Procesos bioquímicos utilizados para la producción de bioetanol, biodiésel y biogás y su estado en Colombia”. Semillero Investigación en Energías Alternativas. 2017, 3 (1), 101-117. ISSN: 2463-0454
PEÑARANDA, L.V.; MONTENEGRO, S. P.; GIRALDO, P. A. “Aprovechamiento de residuos agroindustriales en Colombia”. Revista de Investigación Agraria y Ambiental. 2017, 8 (2), 141-150. ISSN: 2145-6097
ARÉVALO, W. “La Biomasa: Una Alternativa Energética Proveniente de la Vida Misma”. En: MONTENEGRO MORA, L. A. (Ed). Las energías sustentables y sostenibles en el departamento de Nariño. 1ra edición. Nariño: UNIMAR, 2015, pp. 80-90. ISBN: 978-958-8579-18-4
BASU, P. “Biomass Characteristics”. En: BASU, P. (Ed.). Biomass gasification and pyrolysys: Practical Design and Theory. 2da edición. Kidlington: Elsevier. 2010, pp. 27-63. ISBN: 978-0-12-374988-8
VARGAS, J.; CALLEJÓN, A. J.; PÉREZ, J.; VELÁZQUEZ, B. “A review of the mathematical models for predicting the heating value of biomass materials”. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2012, 16 (5), 3065-3083. ISSN: 1364-0321
WINDEATT, J. H.; ROSS, A. B.; WILLIAMS, P. T.; FORSTER, P. M.; NAHIL, M. A.; SINGH, S. “Characteristics of biochars from crop residues: Potential for carbon sequestration and soil amendment”. J. Environ. Manage. 2014, 146, 189–197. ISSN: 1095-8630
LATTANZIO, V. “Phenolic compounds: Introduction”. En: RAMAWAT, K. G.; MERILLÓN, J. M. (Eds.). Natural Products. Berlin: Springer. 2013, pp. 1543-1580. ISBN: 978-3-642-22143-9
DA PORTO, C.; PORRETTO, E.; DECORTI, D. “Comparison of ultrasound-assisted extraction with conventional extraction methods of oil and polyphenols from grape (Vitis vinifera L.) seeds”. Ultrasonics Sonochemistry. 2013, 20, 1076-1080. ISSN: 1873-2828
ASTM. Standard Test Method for Moisture Analysis of Particulate Wood Fuels, ASTM E871-82. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2013.
SLUITER, A.; HAMES, B.; RUIZ, R.; SCARLATA, C.; SLUITER, J.; TEMPLETON D. Determination of Ash in Biomass, NREL/TP-510-42622. Colorado: National Renewable Energy Laboratory, 2005. Disponible en: https://www.nrel.gov/docs/gen/fy08/42622.pdf. Consultado el: 1 de diciembre de 2017
ASTM. Standard Test Method for Volatile Matter in the Analysis of Particulate Wood Fuels, ASTM E872-82. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2013.
ACEVEDO, S.; GIRALDO, L.; MORENO PIRAJÁN, J. C. “Caracterización de carbones activados modificados con agentes quelantes para la adsorción de metales tóxicos en solución acuosa”. Afinidad. 2017, 74 (578), 101-107. ISSN: 0001-9704
ASTM. Standard Test Methods for Determination of Carbon, Hydrogen and Nitrogen in Analysis Samples of Coal and Carbon in Analysis Samples of Coal and Coke, ASTM D533-16. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2016.
ASTM. Standard Test Method for Sulfur in the Analysis Sample of Coal and Coke Using High-Temperature Tube Furnace Combustion, ASTM D4239-17. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2017
HAMES, B.; RUIZ, R.; SCARLATA, C.; SLUITER, A.; SLUITER, J.; TEMPLETON, D. Preparation of Samples for Compositional Analysis. NREL/TP-510-42620. Colorado: National Renewable Energy Laboratory, 2008. Disponible en: https://www.nrel.gov/docs/gen/fy08/42620.pdf. Consultado el: 1 de diciembre de 2017
SLUITER, A.; RUIZ, R.; SCARLATA, C.; SLUITER, J.; TEMPLETON D. Determination of Extractives in Biomass, NREL/TP-510-42619. Colorado: National Renewable Energy Laboratory, 2005. Disponible en: https://www.nrel.gov/docs/gen/fy08/42619.pdf. Consultado el: 1 de diciembre de 2017
SLUITER, A.; HAMES, B.; RUIZ, R.; SCARLATA, C.; SLUITER, J.; TEMPLETON D.; CROCKER, D. Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass, NREL/TP-510-42618. Colorado: National Renewable Energy Laboratory, 2012. Disponible en: https://www.nrel.gov/docs/gen/fy13/42618.pdf. Consultado el: 1 de diciembre de 2017
ASTM. Method of Test for Holocellulose in Wood, ASTM D1104-56. West Conshohocken, PA: ASTM International, 1978
HAN, J. S.; ROWELL, J. S. “Chemical composition of fibers”. En: ROWELL, R. M.; YOUNG, R. A.; ROWELL; J. K. (Eds.). Paper and Composites from Agro-Based Resourses. Boca Ratón: CRC press. 1997, pp. 83-134. ISBN: 9781566702355
SPATAFORA, C.; BARBAGALLO, E.; AMICO, V.; TRINGALI, C. “Grape stems from Sicilian Vitis vinifera cultivars as a source of polyphenol-enriched fractions with enhanced antioxidant activity”. Food Science and Technology. 2013, 54, 542-548. ISSN: 0023-6438
ACHIKA, J. I; AYO, R. G.; OYEWALE, A. O.; JAMES, D. H. “Chemical investigation and antioxidant activity of fractions of Lannea humilis (Oliv.) Engl”. Journal of the Turkish Chemical Society. 2017, 4 (2), 563-572. ISSN: 2149-0120
GAÑÁN, J.; AL KASSIR, A.; CUERDA, E. M.; MACÍAS GARCÍA. A. “Energetic exploitation of vine shoot by gasification processes A preliminary study”. Fuel Processing Technology. 2006, 87 (10), 891–897. ISSN: 0378-3820
FIORI, L.; VALBUSA, M.; LORENZI, D.; FAMBRI, L. “Modeling of the devolatilization kinetics during pyrolysis of grape residues”. Bioresource Technology. 2012, 103 (1), 389–397. ISSN: 1873-2976
SPINELLI, R.; NATI, C.; PARI, L.; MESCALCHIN, E.; MAGAGNOTTI, N. “Production and quality of biomass fuels from mechanized collection and processing of vineyard pruning residues”. Applied Energy. 2012, 89 (1), 374–379. ISSN: 0306-2619
TOSCANO, G.; RIVA, G.; DUCA, D.; PEDRETTI, E. F.; CORINALDESI, F.; ROSSINI, G. “Analysis of the characteristics of the residues of the wine production chain finalized to their industrial and energy recovery”. Biomass and Bioenergy. 2013, 55, 260–267. ISSN: 0961-9534
VALENTE, M.; BRILLARD, A.; SCHÖNNENBECK, C.; BRILHAC, J. F. “Investigation of grape marc combustion using thermogravimetric analysis. Kinetic modeling using an extended independent parallel reaction (EIPR)”. Fuel Processing Technology. 2015, 131, 297–303. ISSN: 0378-3820
BOUMANCHAR, I.; CHHITI, Y.; M’HAMDI, F. E.; EL, A.; SAHIBED-DINE, A.; BENTISS, F.; JAMA, C.; BENSITEL, M. “Effect of materials mixture on the higher heating value: Case of biomass, biochar and municipal solid Waste”. Waste Management. 2017, 61, 78-86. ISSN: 1879-2456
RIVAS UBACH, A.; LUI, Y.; BIANCHI, T. S.; TOLIC, N.; JANSSON, C.; PASA-TOLIC, L. “Moving beyond the van Krevelen Diagram: A New Stoichiometric Approach for Compound Classification in Organisms”. Anal. Chem. 2018, 90 (10), 6152-6160. ISSN: 0003-2700
GONZÁLES, K. D.; DAZA, D.; CABALLERO, P. A.; MARTÍNEZ, CH. “Evaluación de las propiedades físicas y químicas de residuos sólidos orgánicos a emplearse en la elaboración de papel”. Luna Azul. 2016, 43, 499-517. ISSN: 1909-2474
DEMIRBAS, A. “Fuels from biomass”. En: DEMIRBAS, A. (Ed.). Biorefineries for biomass upgrading facilities. 1ra edición. Londres: Springer. 2010, pp. 33-74. ISBN: 978-1-84882-721-9
DEMIRBAS, A. “Combustion characteristics of different biomass fuels”. Progress in Energy and Combustion Science. 2004, 30 (2), 219-230. ISSN: 0360-1285
SHIUNG, S.; LIEW, R. K.; LIM, X. Y.; ANI, F. N.; JUSOH, A. “Fruit waste as feedstock for recovery by pyrolysis technique”. International Biodeterioration and Biodegradation. 2016, 113 (1), 325-333. ISSN: 0964-8305
SHOKRI, J.; ADIBKIA, K. “Application of Cellulose and Cellulose Derivatives in Pharmaceutical Industries”. En: VAN DE VEN, T.; GODBOUT, L. (Eds.). Cellulose - Medical, Pharmaceutical and Electronic Applications. 1ra edición. Irán: InTech, 2013, pp. 47-66. ISBN: 978-953-51-1191-7
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