Examinando por Materia "Vinaza"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Caracterización y valorización del lodo generado en el tratamiento electrolítico de Vinazas
    (Universidad del Valle, 2018) Velasco Vasquez, Leudi Jhoana; Barba Ho, Luz Edith; Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús
    La vinaza es el principal subproducto líquido resultante del proceso de producción industrial de etanol anhidro y representa un riesgo medioambiental debido a sus características físicas y químicas. En este estudio se utilizó el proceso de tratamiento por extracción con solvente y electrodisolución heterocoagulación para determinar la reducción de contaminantes en la vinaza cruda y determinar la cantidad y calidad del subproducto generado (lodo) y su valorización. El seguimiento de las muestras tratadas se llevó a cabo por medio de parámetros como la demanda química de oxígeno (DQO), pH, carbono orgánico total (COT), sólidos suspendidos totales (SST), entre otros. La electrodisolución heterocoagulación mostró reducciones de COT entre 23%- 24%, SST entre 8%-90% y remoción de lodo entre 4,7-10,9 gramos, por lo cual, se decidió estudiar la extracción con solvente como alternativa para mejorar la producción de lodos; este tratamiento presentó remociones de SST entre el 79%-96% y el lodo obtenido se evaluó con respecto a características fisicoquímicas y microbiológicas: conductividad eléctrica, humedad, contenido de cenizas, análisis elemental, capacidad de intercambio catiónico, entre otras. Los lodos producidos en la extracción con solvente reportaron no ser aptos para pirólisis debido a su bajo poder calorífico superior de 3.991 BTU/lb seco, lo que implica un secado previo a su aprovechamiento aumentando los costos energéticos de la operación. Por otra parte, el lodo posee un alto potencial de aprovechamiento (Contenido de Nitrógeno: 2,49%, Potasio:6,49% y Calcio: 11,4%) y podría emplearse en compostaje, vermicompost o como fertilizante y enmienda orgánica si se corrigen parámetros como pH, carbono orgánico oxidable total y relación Carbono/Nitrógeno con adiciones de residuos agricolas, cascarilla de arroz, entre otros.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación de la producción de metano en la digestión anaerobia de vinazas pretratadas con un proceso de oxidación avanzada
    (2014-10-23) Gil Molano, Juan José
    La producción de vinazas puede oscilar desde 2M–3M L vinazas día-1, constituyéndose en uno de los efluentes más contaminantes de los ingenios productores de bioetanol. En este trabajo se evaluó el mejoramiento de la producción de metano en vinazas, a partir de su pretratamiento con dos Procesos Avanzados de Oxidación (fotofenton y ozono). Para los pretratamientos con fotofenton se compararon dos concentraciones de H2O2 (0.5 y 1 mol L-1) y dos relaciones H2O2/Fe+3 (15 y 20), mientras que para el ozono se tuvo en cuenta dos tiempos de contacto (30 y 60 mins). La digestión anaerobia se realizó en botellas de 120 mL (tandas), aplicando 70 mg de DQO y evaluando tres inóculos diferentes: inóculo granular (IG), inóculo de tratamiento de vinazas (IV) y una mezcla de los anteriores (IGV). El seguimiento de la producción de metano se realizó a diario por mediciones en cromatografía gaseosa durante 40 días. El pretratamiento con POA´s mejoró la producción de metano en las vinazas pretratadas, destacándose el pretratamiento de fotofenton con [H2O2]= 0.5 mol L-1y relación H2O2/Fe+3 = 20 con la producción de metano más alta (19.5 mL ó 0.28 mL CH4 mg DQOadicionada-1) y un menor requerimiento de reactivos. El pretratamiento de fotofenton con [H2O2]= 1 mol L-1 y relación H2O2/Fe+3 = 15, causó inhibición total a los tres inóculos, mientras que el pretratamiento de fotofenton con [H2O2]= 1 mol L-1 y relación H2O2/Fe+3 = 20, causó inhibición a los inóculos IV e IGV. El ozono se presentó como una alternativa atractiva para el mejoramiento de la metanización de vinazas, por los resultados obtenidos y por ser una tecnología más económica. En el pretratamiento con ozono no hubo inhibición de la producción de metano, no obstante, la mayor producción de metano se tuvo con la menor dosis de ozono (30 mins). Todos los pretratamientos, excepto los que inhibieron, aumentaron la tasa de producción de metano (d-1) respecto a las vinazas no pretratadas. Las mejores producciones de metano las presentó el IG, sin embargo el inóculo IGV presentó una buena estabilidad en la producción de metano con diferentes tratamientos. El análisis financiero en el nivel de perfil de un proyecto de aprovechamiento de biogás en destilerías, mostró que los pretratamientos con fotofenton y ozono incrementan en un 40% la TIR y logran recuperar la inversión en un plazo de 1.5 años. Por tanto, se considera que los POA´s mejoran la producción de metano y aumentan la tasa de producción, mediante la transformación de la materia orgánica sin mineralizarla.
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    Evaluación del efecto del pretratamiento químico de un inóculo para la producción de hidrógeno a través de la fermentación oscura de Vinaza
    (Universidad del Valle, 2019) Chávarro Girón, Manuela; Bahamón Pinzón, Juan Carlos; Rodríguez Victoria, Jenny Alexandra; Mañunga, Tatiana
    El hidrógeno es el combustible que cuenta con la más alta eficiencia energética, cuya combustión tiene como subproductos vapor de agua y energía. La generación de hidrógeno a través de la fermentación oscura de agua residual agroindustrial propone una simbiosis entre la industria agrícola y la energética, donde los residuos de una industria se convierten en la materia prima de la otra. De acuerdo con esto, la vinaza es un subproducto de la generación de etanol caracterizado por tener una carga orgánica que le proporciona alta capacidad contaminante, lo cual la convierte en un sustrato ideal para su aprovechamiento a través de la fermentación oscura mediante para la generación de hidrógeno. En este trabajo de investigación se evaluó el efecto del pretratamiento químico sobre un inóculo para la producción de hidrogeno a través de la fermentación oscura de la vinaza. Se estudiaron los factores: ácido (H2SO4 - HCl), pH (2 - 3) y tiempo de exposición (6 horas ¿ 24 horas), para determinar las condiciones de pretratamiento que permiten obtener una mayor generación de hidrógeno. Se utilizó como inóculo lodo del reactor UASB de la PTAR del matadero de CAVASA, previo al pretratamiento se llevó a cabo una adaptación progresiva del inóculo a la vinaza. Para iniciar el pretratamiento se adiciona el ácido al inóculo hasta alcanzar el valor de pH correspondiente, una vez concluido el tiempo de exposición se adiciona Na3HPO4 como alcalinizante hasta alcanzar un pH de 5,3 para dar por terminado el pretratamiento. Para realizar los ensayos en los que se evaluó el potencial bioquímico de hidrógeno se adicionó al reactor el inóculo pretratado y el sustrato (vinaza al 15%) en proporciones que permitieran mantener una relación carbohidratos:SV de 2:1, posteriormente se sellaron de forma hermética los reactores y se dio inicio a la agitación. Se realizó el monitoreo de la generación de H2 de manera indirecta, a través de la medición de la presión de biogás. A partir de esta información se generaron curvas de presión y volumen en función del tiempo, y se tomaron las muestras de biogás en viales Exetainer estériles y sellados al vacío. Los resultados mostraron que la generación de hidrógeno se ve afectada principalmente por el tiempo de exposición al pretratamiento. Tras comparar los resultados obtenidos para cada pretratamiento se determina que el pretratamiento óptimo fue pH 2 por 6 horas utilizando H2SO4. Aplicando el pretratamiento óptimo, al utilizar vinaza como sustrato, se obtuvo una producción de 0,0303 mol H2/Lsustrato, fracción de hidrógeno en el biogás 0,47 mol H2/mol biogás, y eficiencia para la generación de hidrógeno de 0,77 mol H2/mol glucosa. Al utilizar sacarosa como sustrato, se obtuvo una producción de 0,177 mol H2/Lsustrato, fracción de hidrógeno en el biogás 0,71 mol H2/mol biogás, y eficiencia para la generación de hidrógeno de 3,3 mol H2/mol glucosa.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación técnico-económica y ambiental de un proceso conceptual para la valorización de vinaza mediante producción de PHB
    (Universidad del Valle, 2025) Vanegas Menjura, Michael Steven; Gómez Ríos, David
    Los resultados demostraron que el escenario al 7.5% maximiza la producción de PHB (1.25 kg/hora), con un costo total de USD 3.29 millones para una capacidad anual de 10 toneladas, y un precio de venta estimado de USD 408/kg, competitivo frente a bioplásticos comerciales (USD 174–1.024/kg). El análisis de sensibilidad reveló que las variaciones en el precio del PHB y los costos de insumos impactan significativamente en la viabilidad económica, mientras que el ACV identificó la producción de enzimas como el principal contribuyente al calentamiento global (27,840 kg CO₂ eq/lote) y la escasez de recursos fósiles (1,217 kg oil eq/lote). La recirculación de reactivos redujo el consumo de cloroformo e isopropil en un 85%, alineándose con principios de economía circular. Este trabajo establece un marco técnicoeconómico para escalar procesos de biorrefinería, destacando la necesidad de optimizar pretratamientos de vinaza y validar experimentalmente los modelos simulados.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Integración energética entre flemaza, vinaza y condensados de vinaza en la destilería Mayagüez S.A.
    (Universidad del Valle, 2015) Mora Cárdenas, Maillol Andrés; Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús; Tello Medina, Mauricio
    En el 2011 los ingenios azucareros del valle geográfico del río Cauca produjeron cerca de 341.19 millones de litros de bioetanol. En este proceso se generaron entre 9 y 14 litros de vinaza por litro de etanol (Clavijo, Sanabria, & Rodríguez, 2012). Mediante procesos de recirculación y evaporación, la vinaza se concentra hasta una relación de 1 a 3 litros por litro de etanol, y se utiliza para elaborar fertilizantes líquidos e hidratar pilas de compostaje. Sin embargo, la evaporación es una operación que involucran un elevado gasto energético, lo cual ha motivado a establecer alternativas para incrementar los niveles de concentración de vinaza en los evaporadores y cuantificar el calor aprovechable al llevar a cabo la integración energética entre condensados de vinaza, flemaza y vinaza en la destilería de Mayagüez, la cual produce 250,000 litros de etanol por día. Para esto, se realizó una simulación computacional de las etapas de precalentamiento del vino y concentración de vinaza en Aspen Plus. Se simuló un caso base (proceso actual de concentración de vinaza) y se estudiaron distintas alternativas de integración térmica, las cuales fueron implementadas en la planta real, disminuyendo así, el consumo específico de vapor de 2.11 a 2.08 kg por cada litro de etanol rectificado e incrementando la tasa de evaporación de condensados de vinaza de 0.92 a 0.94 kg masa evaporada por kilogramo de vapor consumido. Se encontró que la destilería de Mayagüez ahorraría 1,576.78 millones de kcal/años equivalentes a $ 65,630,000/año con la implementación de la alternativa 2.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Treatment of vinasse by using electro-dissolution and chemical flocculation
    (2014-06-03) Cardona, Charles; Machuca-Martínez, Fiderman; Marriaga-Cabrales, Nilson
    Vinasse is the most important waste from the bioethanol plants due to its high polluting potential, for this it has received special attention because of interest to develop new treatment alternatives. It was evaluated the removal capacity of solids content and other parameters of vinasse by using electro-dissolution of iron and chemical flocculation through separate stages. The appropriate operating conditions for electro-dissolution were established by means of linear polarization sweeps and electrochemical impedance spectroscopy analyses. During the flocculation were conducted jar tests by using Ca(OH)2 as coadjuvant agent and as pH modifier. In this way, was possible to diminish 84% total solids, 54% chemical oxygen demand, 88% dissolved organic carbon and 76% color. The electrical consumption during electro-dissolution was 0.25 kWh/m3.