presentación de powerpointidea.manizales.unal.edu.co/publicaciones/eventos/congre... ·...

VALORIZACIÓN DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE

LA INDUSTRIA DE CAFÉ UNA ESTRATEGIA DE LA

INGENIERIA AMBIENTAL PARA EL DESARROLLO

SOSTENIBLE

Facultad de Ingeniería y Arquitectura Programa de Ingeniería Ambiental

2

Presentado por

Luz Karime Montoya López

Eliana María Piragua Matiz

Directores

Wilmar Osorio Viana

Javier Mauricio Naranjo Vasco

Grupo de Investigación en Desarrollos

Tecnológicos Ambientales (GIDTA)

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

21 de Septiembre de 20173

IMPORTANCIA DE LA VALORIZACIÓN DE RESIDUOS

Henao, G. J., & Márquez, L. M. (2015). Aprovechamiento de los Residuos Sólidos Orgánicos en Colombia. Medellín :

Universidad de Antioquia .

4

5

VALORIZACIÓN DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES

https://romymaciel.blogspot.com.co

http://vidamasverde.com

https://mejorconsalud.com

https://es.wikipedia.org http://www.absorsistem.com

http://combustibleorganico.blogspot.com.co/

http://www.metmexico.comhttps://bogota.all.biz

ESTRATEGIA DE LA INVESTIGACIÓN

Fuente: Autoría Propia

Dia

gram

a d

el P

roce

so d

e C

afé

So

lub

le

C -> 3,78 %A -> 33,21 %

P -> 39.6 %M -> 13,41 %

10 %

http://feedon.com.ua

http://www.arkiplus.com

https://es.wikipedia.org5

Recolecta de 1000 Kg/h

Almendra: 33,21% 89,57 % 29,75 %

70,25% = Residuos

3,454 %

34,53 Kg/h 10,4 %

ESTRATEGIAS DE LA INVESTIGACIÓN

Obtención Material Conglomerado

03Materiales y métodos

Obtención Carbón

Activado

7

2. Caracterización Materia Prima

3. Caracterización

del Producto

1. Obtención del

Adsorbente

4. Prueba Cualitativa Adsorción

5. Prueba Cuantitativa Adsorción

http://www.directindustry.es

http://www.terrigeno.com

http://www.biotech-sl.com

Modelo de Cinética de

Primer Orden 8

04 Resultados

9

OBTENCIÓN DEL ADSORBENTE

Activación Física de la borra de café

8,13 %

10

Caracterización de la Materia Prima y el

ProductoAnálisis por Tamizado

11

Concentración

solución patrón: 150

ppm

75 ppm

45 ppm

15 ppm

PRUEBA CUALITATIVA DE ADSORCIÓN

Evaluación del Carbón Activado

75 ppm

45 ppm

15 ppm

% Sólido en Líquido0,004%

12

PRUEBA CUANTITATIVA DE ADSORCIÓN

Evaluación del Carbón Activado

25 mg/L

25 ppm

% Sólido en Líquido0,005%

13

1414

Cáscara de Arroz Fisíca 14 2.5 150 97.49Moreno, A, & Figueroa, D.H.

(2012)

Cáscarilla de

MorindaQuímica H3PO4 25 0.001 120 80.00

Medina, E.C., Hinojos, A.M., &

Rodríguez, A.V. (2011)

Borra de café Química H3PO4 100 1 300 99.96 Rincón, J. M. (2010)

Borra de café Química H2SO4 25 1 300 71.32Motato, A.L. & Arrieta, W.R.

(2016)

Borra de café Física 25 0.64 480 99.02 Este proyecto

ReferenciaMateria Prima Activación del

Carbón

Cantidad

ads (g)

Tiempo contacto

(min)

Eficiencia

%

Concentración

ppm

COMPARACIÓN CON OTROS CASOS DE ESTUDIO

05Materiales y métodos

Obtención Material

Conglomerado

15

Compactación del MaterialFuente de Información (Ruf, 2010)

Horno de SecadoFuente de Información (ESCO WORLD CLASS WORLDWIDE, 2017)

Borra de café y Material AdhesivoFuente de Información (Camila Selva Cabral, 2017) (LTDA., 2017)

Prueba de absorción y DensidadFuente de Información (Ariza, 2012)

Prueba de Impacto en Caída LibreFuente de Información (Tecnopavimento, 2012)

Prueba de Flexión

Fuente de Información (Labthink, 2010) 16

Proporción a UtilizarFuente de Información (Stellae, 2016)

06 Resultados

17

Desarrollo Experimental18

19

Cilíndricas – Prueba de Resistencia Verde y Absorción de Agua

20

Lamina – Prueba de Impacto y Flexión

% Borra % AdhesivoPieza 1 33 67Pieza 2 27 73Pieza 3 20 80

Temperatura 60 °C

Proporciones Usadas en las Piezas

P1

P2

P30

5

10

15

20

25

30

35

40

45

66 68 70 72 74 76 78 80 82

% A

bso

rció

n d

e A

gu

a

% Adhesivo

Porcentaje Prueba Absorción de Agua

21

P1

P2

P3

0.11

0.115

0.12

0.125

0.13

0.135

0.14

0.145

65 67 69 71 73 75 77 79 81

Den

sid

ad g

/ml

% Adhesivo

Porcentaje Prueba Densidad

22

Pruebas realizadas en el Laboratorio de Resistencia de Materiales de la Universidad Nacional de Colombia

23

Resistencia a la Flexión

MuestraAncho de la muestra

(mm)Espesor de la

muestra (mm)Carga de Rotura

(N)Carga de rotura

(kgf)

3B 92 14 20 2

4B 76 14 52 5

5B 85 27 157 16

6M 100 32 378 39

7M 100 33 315 32

07 Conclusiones

24

25

http://www.lapatria.com/en-domingo/contaminantes-granel-en-la-quebrada-manizales-45318

50% en una horaEficiencia > 90%

08 Perspectivas y

sugerencias

26

Con la información y resultados obtenidos enestas investigaciones, se debe pasar a lasiguiente etapa de la ingeniería del detalle.

Evaluar otros residuos generados de las actividadesagrícolas como materiales potenciales para eldesarrollo sostenible.

Obtener nuevos materiales y realizarcomparaciones pertinentes de rendimiento yeficiencia con respecto a los obtenidos

Estudiar más propiedades de losmateriales con sus respectivas pruebas.

27

28

Contacto:

Luz Karime Montoya Lópezluz.montoya1@ucm.edu.co

Celular: 318 683 4619

Contacto:

Eliana María Piragua Matiz eliana.piragua@ucm.edu.co

Celular: 301 776 0814

GRACIAS POR LA ATENCIÓN PRESTADA

PRUEBA CUANTITATIVA DE ADSORCIÓN

Evaluación del Carbón Activado

8

CAM =𝐴𝑏𝑠 −2,1421

0,0106

CAM =𝐴𝑏𝑠 −0,0415

2,4418

Carga de Adsorción (q)

𝑞 = 𝐶∗𝑉

𝑀𝑎𝑑𝑠

Carga de adsorción en equilibrio (qe)

29

Evaluación del Carbón Activado

Modelo de Adsorción de Primer Orden

𝑑𝑞

𝑑𝑡= 𝑘1 𝑞𝑒 − 𝑞 𝑞 = 𝑞𝑒 (−1− 𝑒−𝑘𝑡 )

k es una constante y se halló con ayuda del solver del software Excel y realizando un procedimiento de ajustes por mínimos

cuadrados, siendo:

K (h-1) 0.977

30