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Título : Optimización de la producción de biogás a través de la hidrólisis de residuos madereros
Autor : Sánchez Guamán, Klever Alexander
Director(es): Haro Barroso, Camilo Pavel
Tribunal (Tesis): Zambrano Vinueza, Mayra Paola
Palabras claves : ASERRÍN;LIGNOCELULOSA;APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO;SOSTENIBILIDAD;PRETRATAMIENTO;HIDRÓLISIS TÉRMICA
Fecha de publicación : 23-oct-2024
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Sánchez Guamán, Klever Alexander. (2024). Optimización de la producción de biogás a través de la hidrólisis de residuos madereros. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFC;96T01038
Abstract : Sawdust is one of the most common residues in sawmills, and its transformation into biogas represents a strategic approach to sustainability and energy production. The main objective of this study is the production of biogas from wood waste. Thermal pretreatment was applied at three different temperatures (55, 65, and 80 °C), and alkaline pretreatment was performed with three concentrations of NaOH (0.1%, 0.25%, and 0.5%) to produce biofuels suitable for domestic use. Sawdust was used as raw material in a batch-type bioreactor to generate biogas. Variables such as the amount of pretreated lignocellulosic residue and its pH were monitored, and quantitative data were collected, including the amount of biogas produced. Homemade bioreactors were loaded with 350 g of pretreated sawdust, 50 g of urea dissolved in water, 200 g of molasses, and 0.5 liters of cow manure dissolved in 3 liters of water. This mixture was fermented for 37 days in a greenhouse to produce the desired biogas. The gaseous fraction of the best pretreatment was analyzed using gas chromatography (ASTM D 1945), while the liquid fraction was evaluated via FT-IR spectroscopy. Statistical analysis was performed using ANOVA. The chromatographic analysis revealed a biogas mixture with a composition of CH₄ (41.5%), H₂ (16.35%), O₂ (2.2%), N₂ (9.51%), and CO₂ (17.6%). Alkaline pretreatment demonstrated superior efficiency, yielding an average biogas volume of 7.2 liters, compared to 2 liters obtained from the best thermal treatment. The study concludes that biogas production using alkaline hydrolysis pretreatment with 0.25% NaOH is more effective than untreated residues or the control group.
Resumen : El aserrín es uno de los residuos más comunes en los aserraderos y su transformación en biogás es una estrategia dentro de la sostenibilidad y la producción de energía. El objetivo principal es la producción de biogás a través de residuos madereros, el pretratamiento térmico fue divido en 3 diferentes temperaturas (55, 65 y 80 °C) y el alcalino realizado mediante 3 diferentes concentraciones (0.1, 0.25 y 0.5% de NaOH), para obtener biocombustibles de uso doméstico. El aserrín se utilizó como materia prima en el biorreactor tipo Batch para obtener biogás. Se controló variables como la cantidad de residuo lignocelulósico pretratado y el pH del residuo pretratado, se recopiló datos cuantitativos, así como la cantidad de biogás generado. En los biorreactores caseros se agregó una cantidad de 350g de aserrín pretratado, 50g de urea disuelto en agua, 200g de melaza y 0.5 litros de estiércol de vaca disuelto en 3 litros de agua, donde se dejó fermentar durante 37 días dentro de un invernadero para obtener el biogás requerido. Para el análisis de la fracción gaseosa del mejor pretratamiento obtenido, se realizó por la técnica de cromatografía (ASTM D 1945) y para la fracción líquida mediante la espectrometría FT-IR, para los cálculos estadísticos se utilizó el análisis ANOVA. En el resultado del análisis cromatográfico de esta investigación se obtuvo una mezcla de biogases con una composición de CH4 41.5%, H2 con 16.35%, O2 con 2.2%, N2 con 9.51% y CO2 con un 17.6%, destacándose una mejor eficiencia con el pretratamiento alcalino con un volumen promedio de biogás del mejor tratamiento de 7.2 litros a diferencia del mejor tratamiento térmico obteniéndose 2 litros de biogás generado, concluyendo que la producción de biogás con pretratamiento de hidrólisis alcalina a 0,25% de NaOH es más efectivo que sin pretratamiento y del BLANCO.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/23286
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