Examinando por Materia "Residuos agroindustriales"
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Publicación Acceso abierto Aprovechamiento de subproductos de mango (Mangifera Indica L.), guayaba (Psidium guajava), piña (Ananas Comosus) y aguacate (Persea Americana Mill), mediante el uso de tecnologías verdes, para incorporación en alimentos funcionales, una revisión(Universidad del Valle, 2025) Cardona Lenis, Daniel; Osorio Castillo, Juan Carlos; Polanía Rivera, Anna María; Castaneda Florez, LibardoLa creciente generación de residuos agroindustriales derivados del procesamiento de frutas, representa un desafío ambiental y una oportunidad estratégica para el desarrollo de soluciones sostenibles en el ámbito alimentario. La presente investigación aborda la valorización de subproductos de mango, guayaba, piña y aguacate, mediante el uso de tecnologías verdes, con el objetivo de recuperar compuestos bioactivos y nutrientes de interés para su incorporación en alimentos funcionales. Se evaluó el potencial de subproductos como cáscaras y semillas de mango, aguacate y guayaba, así como el corazón y corona de piña, caracterizadas por su alto contenido de fibra dietaría, antioxidantes naturales, compuestos fenólicos y otros nutrientes. La investigación se centró en la aplicación de tecnologías verdes como la extracción asistida por ultrasonido (EAU), la ventana de refractancia (VR) y el secado solar, optimizando la recuperación de compuestos bioactivos y reduciendo simultáneamente el impacto ambiental ocasionado por los procesos tradicionales. Los resultados respaldan el potencial de estas tecnologías para transformar residuos orgánicos en ingredientes funcionales, aportando beneficios tanto desde el punto de vista nutricional como ambiental. Asimismo, se destaca el papel de estas tecnologías en la adopción de modelos de economía circular, al fomentar el reaprovechamiento de recursos y la reducción de desechos en la cadena agroalimentariaPublicación Acceso abierto Kafeto : ¿Cómo aprovechar la aplicación del compuesto de borra de café en combinación con PLA, para el diseño de embalajes sostenibles que reemplacen plásticos de un solo uso en frutas y hortalizas?(Universidad del Valle, 2025) Marín Quintero, Natalia; Fajardo Cabrera de Lima, Lety del PilarEl creciente consumo de café ha impulsado el uso de utensilios fabricados con polímeros derivados del petróleo, lo que agrava la contaminación ambiental debido a su baja reciclabilidad y acumulación como residuo plástico. Aunque existen alternativas reutilizables, su adopción ha sido limitada por la falta de incentivos y por hábitos de consumo profundamente arraigados. Este estudio explora el potencial de la borra de café como materia prima en el desarrollo de materiales biodegradables, evaluando su viabilidad técnica para la fabricación de utensilios sostenibles, entendidos como objetos de uso limitado, elaborados a partir de materiales renovables y de bajo impacto ambiental. Se propone el uso de biopolímeros como el ácido poliláctico (PLA) en combinación con residuos orgánicos, dada su biodegradabilidad, procesabilidad y compatibilidad con refuerzos lignocelulósicos. En este contexto, se busca determinar cuál sería la formulación más adecuada o eficiente para la producción de utensilios contenedores, considerando propiedades como resistencia mecánica, rigidez, estabilidad dimensional y aislamiento térmico. Estudios previos indican que proporciones entre 10 % y 30 % de borra de café pueden mejorar ciertas propiedades físicas del material, aunque su comportamiento depende de variables como la dispersión del residuo, la adhesión con la matriz polimérica y las condiciones de procesamiento. A pesar de desafíos como los costos de producción, la aceptación por parte del usuario y la necesidad de cumplir con normativas específicas, los subproductos del café presentan un alto potencial para reducir el impacto ambiental del plástico convencional, siempre que su implementación se base en formulaciones técnicamente viables y estrategias integrales de aprovechamiento dentro de un enfoque de economía circular.Publicación Acceso abierto Obtención de carbón activado a partir de cascarilla de arroz y cuesco de coco, para la adsorción de oro de soluciones cianuradas(Universidad del Valle, 2018) Carvajal Ramírez, Alexandra; Delgado Cruz, Angela Natalia; López Galán, Jorge Enrique; Montenegro Apraez, Diego ArmandoEn este estudio se utilizaron dos residuos agroindustriales: cuesco de coco y cascarilla de arroz para la elaboración de carbón activado (CA). Cada materia prima se adecuó hasta un tamaño de partícula entre 0.6 y 2 mm. En la experimentación de la activación química, se aplicó un diseño rotacional compuesto, realizando la impregnación con hidróxido de potasio en concentraciones de 0.17 a 5.82% p/p durante 20 horas, seguido de un tratamiento térmico de 2 horas a temperaturas entre 358 y 641 °C en atmósfera autogenerada. Luego de ese tratamiento, las muestras resultantes se lavaron con ácido clorhídrico al 1%, para eliminar las impurezas. Para los dos carbones se obtuvieron rendimientos promedio del 25%. Los CA obtenidos se evaluaron y compararon en términos de sus capacidades para remover oro de soluciones aurocianuradas sintéticas. Las pruebas de adsorción, se realizaron durante una hora con agitación constante en una solución cianurada al 0.1% con unas concentraciones iniciales de 25-40 ppm de oro, se monitoreó el pH para que no bajara de 10. El cuesco de coco presentó la mayor capacidad de adsorción de oro, alcanzando un 46%, tratando el CA con condiciones a una temperatura de 641 °C y usando KOH al 0.17%. La cascarilla de arroz que obtuvó el 30% en capacidad de adsorción se trató a 580 °C y a una concentración de KOH al 1.37%. Finalmente se realizó un análisis económico donde se tuvieron en cuenta los equipos, personal, gastos de ventas, inversiones y flujos de caja. Para producir 252 toneladas anuales de CA a partir de cuesco de coco se realizó un análisis económico global determinando una inversión inicial de $924 325 626, donde se tendría un margen neto de 26.3% con un Valor Actual Neto (VAN) de $2 546 791 915 y una tasa interna de retorno (TIR) de 53%, calculados a un horizonte de 10 años, lo que significa que el proceso es rentable.Publicación Acceso abierto Obtención de un biocatalizador para la hidrólisis de residuos deslignificados de la caña de azúcar(Universidad del Valle, 2018) Velasco Rios, Orlando; Luna Martínez, Joan Sebastián; López Galán, Jorge EnriqueLa alta producción de residuos anuales de la caña de azúcar (principalmente hojas y cogollos) que varía entre 6 a 12 millones de toneladas, es una fuente importante de biomasa lignocelulosica con contenidos promedio en base seca de celulosa 42% p/p, hemicelulosa 21% y lignina 20%. Esta caracterización permite identificar que estos residuos son ideales para la obtención de biocombustibles a partir de azucares reductores, en un proceso hidrolítico catalizado por enzimas. La hidrolisis enzimática presenta grandes beneficios como no toxicidad, alta selectividad o la disminución de inhibidores, que son causantes de que según un estudio de la BCC Research se estime que entre los años 2015-2020, la tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) para las enzimas aplicadas a biocombustibles será del 10.4%. Este mercado nuevo de enzimas que desplaza a las anteriores, cada vez más efectivas y con menor costo de producción, plantea la necesidad de nuevos estudios. El objetivo de este trabajo fue la definición de un cóctel enzimático para facilitar la hidrólisis de residuos pretratados de caña de azúcar (hojas y cogollos), evaluando la sinergia existente entre las actividades celulasa y hemicelulasa principalmente. Bajo las condiciones de operación estudiadas, se encontró que el porcentaje de sacarificación incrementa conforme aumenta la carga enzimática (mL de enzima/g de sustrato), y es indiferente a la relación volumétrica de las enzimas seleccionadas (Cellic CTec2 y Cellic HTec2). Se seleccionó como el mejor cóctel enzimático, aquel con un perfil de actividades enzimáticas de 86.05 FPU/mL para celulasa total, 2956.98 U/mL para xilanasa, 4.43 UI/mL para exoglucanasas y 1850 CMC/mL para endoglucanasas. Con este cóctel se lograron porcentajes de sacarificación de hasta aproximadamente un 76% en 12 horas y de hasta 90% en 48 horas para una carga enzimática cercana a 0.46 mL/g. Una reproducibilidad del doble y cuatro veces el volumen trabajado, visualizó que los resultados son extrapolables a nivel de laboratorio, además de la determinación de las constantes cinéticas Vmax (2.036 g/h) y Km (3.955 g/mL) del modelo de Michaelis Mentel que reflejaron que el complejo E/S está fuertemente unido. Referente al análisis económico, se observó que el escenario de altas relaciones C/S de 0.4, tiempos entre 36 y 48h, y precios de enzimas de 0.5 USD/ gal de etanol favorece la rentabilidad del proceso.Publicación Acceso abierto Producción de carbón activado físicamente a escala de laboratorio a partir de cuesco de palma africana y su aplicación en la adsorción de azul de metileno(Universidad del Valle, 2016) Bastidas Moncayo, Jeraldin Lizeth; Muñoz Castro, Julio; Barraza Burgos, Juan ManuelUna manera de aprovechar el cuesco de palma africana, residuo agroindustrial procedente de las extractoras de aceite de palma que durante años ha contaminado el suelo colombiano, es usarlo como precursor de carbón activado. En este trabajo se produjeron carbones activados a partir de cuesco de palma africana procedente de San Andrés de Tumaco (Nariño, Colombia) mediante la activación física en una sola etapa de calentamiento. Esta investigación hace parte de un proyecto titulado ¿Producción de carbón activado físicamente a escala de laboratorio a partir de cuesco de palma africana y su aplicación en el tratamiento de aguas residuales¿ financiado por el programa Jóvenes Investigadores e Innovadores de la Gobernación de Nariño. La activación física en una sola etapa de calentamiento del cuesco de palma africana se evaluó a través de un diseño experimental 2³ donde los factores considerados fueron la temperatura de activación (700 - 900°C), el tiempo de activación (1- 2h) y el tipo de gas activante (CO2 y vapor de agua); la tasa de calentamiento, el flujo de gas activante y el tamaño de partícula del cuesco de palma se mantuvieron constantes en toda la investigación. El rendimiento y área superficial especifica fueron las variables de respuesta escogidas para evaluar la producción de carbón activado mediante la activación física directa, siendo el rendimiento una relación de masa de carbón activado respecto a la masa inicial del cuesco de palma, y el área superficial, la cual se estima usando la carga máxima de azul de metileno en la monocapa, calculada a partir del modelo de isoterma de adsorción (Langmuir, BET, Dubinin- Raduskevich) que mejor se ajustó a las isotermas de adsorción experimentales de azul de metileno. A través de la metodología de superficie de respuesta y optimización multirespuesta se encontró que las mejores condiciones de operación fueron: temperatura de activación 900°C, tiempo de activación 1h, vapor de agua como gas activante, tasa de calentamiento 10°C/min, flujo de vapor de agua 0.056 mol/min y tamaños de partícula del cuesco de palma entre 0.8mm y 2mm. A estas condiciones, el área superficial aproximada de los carbones activados fue del orden de 952 m²/g y el rendimiento del 9.5% aprox. Finalmente se realizó un análisis de prefactibilidad económica usando el valor presente neto (VPN) y la tasa interna de retorno (TIR) para determinar si el proyecto de una planta de carbón activado por activación física en una sola etapa del cuesco de palma africana con una producción de 3tonCA/día sería factible económicamente.Publicación Acceso abierto Uso de subproductos de la industria de café y caña de azúcar como fundente y formador de poros en la manufactura de ladrillos de arcilla roja.(Universidad del Valle, 2015) Dorado Guerra, Hector Fabián; Delvasto Arjona, SilvioEl presente trabajo es una investigación sobre el uso de residuos agroindustriales en la fabricación de ladrillos de arcilla roja como sustitutos de la materia prima (arcilla) para su fabricación, se le da a los residuos un nuevo uso tecnológico y valor agregado en aplicaciones dentro de la industria. En esta investigación se reporta el uso de ceniza de Cisco de café (CCDC) como agente fundente y del polvillo de Bagazo de caña de azúcar (PBCA) como agente formador de poros; ambos como reemplazo en peso de la arcilla. Se realizó una caracterización de las materias primas y luego se procedió con la ejecución del diseño experimental. Inicialmente se evaluó el poder fundente de la CCDC haciendo reemplazos en peso del 2%, 4%, 5%, 8%, 10%, 12%, 15%, y 20% variando la temperatura de cocción en 850¿C, 900¿C, 950¿C y realizando una repetición de cada experimento como control de la prueba; durante esta etapa se realizaron evaluaciones de resistencia a la compresión, absorción, densidad, y porosidad, teniendo como fuentes de error la composición, temperatura y la repetición, todos los datos fueron analizador bajo el programa estadístico SAS por medio de análisis de varianza y comparación de medias con Duncan 5%, el programa arrojo coeficientes de variación menores a 5% para los datos en todos los ensayos, lo cual permitió determinar como porcentaje óptimo de reemplazo el 5% de CCDC a una temperatura de 950¿C. Posteriormente se evaluó el reemplazo del PBCA en reemplazos de 1%, 2%, 3%, y 4% sobre el material óptimo fabricado a partir de CCDC y arcilla, se evaluó la resistencia a la compresión, absorción, densidad, porosidad, succión capilar, y trasferencia térmica a todos los porcentajes de reemplazo, se llegó a que el porcentaje óptimo de reemplazo sobre el óptimo (5% CCDC), es del 1% de reemplazo de PBCA; al consultar las normas NTC 4205-1, y NTC 4205-2 se encontró que los diferentes reemplazos cumplieron requisitos de la norma NTC 4205-2 de mampostería no estructural. Durante la investigación se evidencio que la reutilización de estos residuos agroindustriales CCDC, y PBCA como materia prima de la industria cerámica en la fabricación de ladrillos de arcilla roja, es una muy buena solución para dar un uso y disposición a estos residuos, disminuyendo el uso de materia prima, contribuyendo así, a la minimización de impactos negativos al ambiente.Publicación Acceso abierto Valorización de residuos agroindustriales para la domesticación de auricularia spp. presentes en el departamento del Valle del Cauca(Universidad del Valle, 2025) Grajales Hernández, Valentina; Bolaños, Ana CristinaEn el Valle del Cauca, los residuos lignocelulósicos generados por la agroindustria representan un problema ambiental, pero también una oportunidad para su aprovechamiento sostenible, siendo adecuados para el cultivo de hongos comestibles del género Auricularia, que se destacan por su valor nutricional, medicinal y capacidad degradadora. Este estudio evaluó el crecimiento de tres especies silvestres; Auricularia sp. (ACB1474), Auricularia cornea (ACB1591) y Auricularia nigricans (ACB1642), aisladas en un relicto de bosque seco tropical y un manglar del Valle del Cauca, y cultivadas en residuos agroindustriales. Inicialmente, se realizó la secuenciación de ADN y análisis filogenético de A. cornea. Posteriormente, se evaluó el crecimiento del micelio en medios de cultivo sólidos y en fermentación líquida a 25 °C, 28 °C y 31 °C. Asimismo, se determinó el porcentaje de colonización y fructificación en nueve tratamientos formulados con residuos agroindustriales. Los resultados indicaron que la especie aislada se ubicó dentro del complejo A. cornea (BP= 0.969; BPP > 0.90). Las temperaturas entre 28 °C y 31 °C favorecieron el crecimiento en los medios sólidos MEA y PDA, mientras que en fermentación líquida, las temperaturas entre 25 °C y 28 °C fueron las más adecuadas. Finalmente, el tratamiento T1 (bagazo de caña, salvado y trigo molido), registró las mayores eficiencias biológicas, alcanzando valores de 28,02 % en A. nigricans, 23,12 % en Auricularia sp. y 13,38%. Este estudio permitió establecer parámetros iniciales para la domesticación de Auricularia spp., respondiendo al objetivo de evaluar su crecimiento en condiciones de laboratorio y en residuos agroindustriales del Valle del Cauca. La caracterización fisicoquímica de estos materiales confirmó su potencial como sustratos, y el análisis de la relación C/N, el pH y la humedad evidenció su papel decisivo en el crecimiento del micelial y la formación de basidiomas. Las especies evaluadas se destacaron por su crecimiento en distintas condiciones, mostrando potencial para su domesticación. Finalmente, el tratamiento T1 resalta su valor como base para futuras investigaciones, contribuyendo a la revalorización de subproductos agroindustriales, a la conservación de la biodiversidad y al impulso de iniciativas de economía circular con potencial productivo y biotecnológico.