Examinando por Materia "Residuos agricolas"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Análisis económico de alternativas de densificación de residuo agrícola de cosecha (RAC) de caña de azúcar para procesos de combustión
    (Universidad del Valle, 2022) Vásquez Pipicano, Andrés Felipe; Vidal Restrepo, José Alejandro; Manotas-Duque, Diego Fernando; Manyoma Velásquez, Pablo César
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    PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo y evaluación energética de un sistema para compactación de residuos de cosecha de caña de azúcar (Rac)
    (Universidad del Valle, 2021) Duque Orobio, Jhonathan Alexander; Casanova García, Gonzalo Fernando; García Álvarez, José Jaime
    Los residuos agrícolas de corte (RAC) producidos por el cultivo de caña de azúcar representan una atractiva fuente de energía renovable para el sector energético colombiano, debido a su gran disponibilidad y sus múltiples rutas de aprovechamiento. No obstante, existen algunos desafíos logísticos que deben superarse para viabilizar el aprovechamiento de dicha biomasa. El alto contenido de humedad, la baja densidad aparente, la poca homogeneidad y la gran dispersión geográfica, son factores que incrementan los costos logísticos de transporte y almacenamiento. Estos factores adversos pueden ser reducidos considerablemente mediante procesos de secado y densificación. En esta dirección, en el presente trabajo se evaluó la operación de enfardado como método de densificación de RAC de caña de azúcar para su aprovechamiento energético. El objetivo de esta investigación fue desarrollar un sistema de densificación de RAC de caña de azúcar y evaluar el gasto energético durante su operación. Se diseñó y construyó un prototipo de enfardadora de pacas rectangulares, y se ejecutaron ensayos de compactación de RAC con tres diferentes tamaños de partícula y tres niveles de humedad. Las densidades aparentes del RAC enfardado fueron semejantes a las reportadas en la literatura, lo que indicó un funcionamiento exitoso del prototipo. La mayor densidad aparente (270 kg/m3) y el mayor consumo energético (9.13 kJ/kg) se alcanzaron con el RAC de cosecha manual de alta humedad. Estos resultados fueron 3.1 y 5.3 veces, respectivamente mayores a los encontrados para el RAC picado de baja humedad. Asimismo, la mayor densidad aparente encontrada fue entre 17% y 24% mayor a las reportadas en la literatura para RAC de caña de azúcar. El gasto energético del prototipo de enfardadora fue entre 5.9 y 6.25 veces menor a los reportados para enfardadoras comerciales. Esto se explica porque las enfardadoras comerciales consumen energía en múltiples funciones con las que no cuenta el prototipo, como el desplazamiento por el campo, la recolección de RAC y el amarrado de fardos. El análisis en base seca arrojó que un mayor tamaño de partícula y una menor humedad favorecen la densificación y mejoran la eficiencia del transporte de RAC enfardado. La eficiencia energética de la operación de enfardado, se estimó en 77.6%. Mientras que, la rentabilidad bruta calculada para la comercialización de los fardos fue de 23.4%. Por último, se encontró que la densidad aparente del RAC presenta una relación lineal e inversamente proporcional a las emisiones de CO2 y al costo del transporte. De esta forma, una mayor densidad aparente de los fardos aumenta la viabilidad económica y ambiental del enfardado como método de densificación.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Deslignificación por explosión con vapor de los residuos de cosecha de la caña de azúcar para la obtención de etanol
    (Universidad del Valle, 2013) Chávez Álvarez, Claudia Patricia; Velasco Giraldo, Nathalie; López Galán, Jorge Enrique
    Con el presente trabajo de investigación se buscó pretratar los residuos de cosecha (hojas y cogollos) de la caña de azúcar, utilizando el proceso de explosión con vapor, pensando en tener una materia prima adecuada para la producción de etanol. Con este fin se utilizó un reactor de alta presión para encontrar las variables influyentes en este proceso y definir las condiciones más adecuadas. Las variables que se analizaron fueron: Tiempo, tamaño de partícula, temperatura, relación sólido- líquido y concentración de ácido sulfúrico, expresada como pH. Debido a que el pretratamiento del material se hace para facilitar la hidrólisis de los azúcares presentes, se consideró como variables de respuesta la pérdida en peso del material, la remoción de lignina y la concentración de azúcares reductores. El tiempo y el tamaño de partícula se definieron al principio del estudio utilizando condiciones medias encontradas en la literatura. El tamaño de partícula encontrado fue pasante malla 9, que corresponde a un tamaño de partícula promedio de 1,82 mm y el tiempo de deslignificación encontrado para las primeras pruebas fue de 6 min. Los intervalos de trabajo para las demás variables fueron: Temperatura 165 a 195 °C, relación sólido -líquido 40 a 67 g fibra/ L de agua y pH de solución catalizadora 1,5 a 2,5. Por medio de un análisis estadístico factorial 23 se encontró que todas las variables analizadas son influyentes en el proceso de deslignificación por explosión con vapor. Una vez se tuvieron las variables influyentes y los intervalos que favorecieron la concentración de azúcares reductores, la remoción de lignina y la pérdida de peso, se realizaron nuevas pruebas en estos intervalos para afinar las condiciones de proceso. Finalmente, para obtener el material adecuado para la obtención de etanol, se debe realizar la deslignificación por explosión con vapor de las hojas y cogollos de la caña de azúcar a las siguientes condiciones: Temperatura 193 °C, pH 1,3 (0,17 % p/p de H2SO4) y relación sólidolíquido 40 g/L. Adicionalmente, se hidrolizó y fermentó la fibra pretratada bajo las condiciones halladas como adecuadas para evaluar la cantidad de etanol obtenida. Las condiciones de hidrólisis y fermentación fueron las sugeridas en el protocolo experimental para Sacarificación enzimática NREL/TP-510-42629 y en el protocolo experimental para Hidrólisis y fermentación de biomasa lignocelulósica NREL/TP-510-42630, respectivamente. La cantidad de etanol obtenida con 100 g de fibra fue de 12 g. Por lo tanto, se concluye que es viable deslignificar hojas y cogollos de caña de azúcar por medio de explosión con vapor, pues después de realizar este pretratamiento se obtiene un rendimiento de sacarificación del 43,36%, la fibra se relaja y facilita la obtención de etanol alcanzando un rendimiento del 78,57%
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estimación de la vulnerabilidad de las fuentes hídricas superficiales a la contaminación difusa de origen agrícola en la subzona hidrográfica Guachal, Valle del Cauca.
    (Universidad del Valle, 2021) Cuellar Escobar, Luisa Fernanda; Mosquera Gómez, Ana María; Echeverri Sánchez, Andrés Fernando
    En la actualidad los cuerpos de agua superficiales presentan un cambio en la composición natural como consecuencia de acciones recurrentes por actividades ganaderas y agrícolas donde la introducción de los contaminantes a los cuerpos de agua se da a través de vías indirectas que son el resultado de una multiplicidad de pequeñas fuentes de descarga cuyos aportes no son localizados ni continuos, proceso conocido como contaminación difusa. A fin de determinar el grado de vulnerabilidad al que están expuestos los cuerpos hídricos por la contaminación difusa en la subzona hidrográfica Guachal se plantea una metodología basada en una técnica de análisis multicriterio y sistemas de información geográfica con el uso de imágenes satelitales que permita analizar los parámetros relacionados con la facilidad de transporte de los desechos tóxicos para zonificar la zona de acuerdo al grado de vulnerabilidad obtenido y contribuir en la toma de decisiones encaminadas a un adecuado manejo de las prácticas agrícolas para la protección misma de los recursos hídricos mediante el buen uso de ellos.