Design of a biorefinery for the valorization of waste from the plantain agro-industry
Trabajo de grado - Doctorado
2023-02-10
spa:La tesis se centra en el diseño y la evaluación sostenible (tecno-económica, social y
ambiental) de una biorrefinería de segunda generación multi-entrada para la valorización de
los residuos de la agroindustria del plátano. Los datos obtenidos de fuentes primarias y
secundarias se utilizaron para construir y evaluar el diseño. Para el diseño también se
utilizó la investigación en silico combinada con la investigación aplicada realizada en los
laboratorios de la Universidad de Caldas (Unidad Tecnología de Alimentos y la Planta de
Bioprocesos y Agroindustria) y la Universidade do Minho (Centro de Ingeniería Biológica).
El procedimiento general de síntesis de procesos basado en el conocimiento propuesto por
Douglas (1985) con elementos del modelo de descomposición de cebolla propuesto por
Smith (2005) se aplicaron en los diagramas. Los softwares matemáticos y de simulación
como SuperPro Designer, Matlab y WAR, entre otros, también se utilizaron en el diseño y
la evaluación de la biorrefinería. Este diseño y la evaluación mostraron que la mejor
alternativa para una biorrefinería multi-entrada es procesar los residuos de la agroindustria
del plátano mediante dos corrientes (lignocelulósica y amilácea) distribuidas en diferentes
porcentajes para lograr una mayor rentabilidad de los productos. Esta tesis aportó
conocimientos para los sectores agrícola, agroindustrial y académico sobre nuevos métodos
(diseños y evaluaciones de procesos integrados en una biorrefinería sostenible) para la
valorización de los residuos de plátano; demostrando que es rentable implementar este tipo
de proceso en lugares con alta producción de este tipo de residuos. eng:The thesis focuses on the design and sustainable assessment (techno-economic, social and environmental) of a second–generation multi-input biorefinery for the valorization of waste from plantain agro-industry. The data obtained from primary and secondary sources were used to build and assess the design. In silico research combined with applied research carried out at the University of Caldas (Bioprocess and Agroindustry Plant and Food Technology Unit laboratories) and the University of Minho (Centre of Biological Engineering) was also used for the design. The general knowledge-based process synthesis procedure proposed by Douglas (1985) with elements of the onion–based decomposition model proposed by Smith (2005) were applied in the diagrams and process flowsheets. Mathematical and simulation software such as SuperPro Designer, Matlab, and WAR, among others, were also utilized in the design, and the biorefinery assessment. This design and the assessment showed that the best alternative for a multi-input biorefinery is to process the waste from the plantain agro-industry by two streams (lignocellulosic and starchy) distributed in different percentages to achieve greater profitability from the products. This thesis contributed with knowledge for the agricultural, agro-industrial, and academic sectors on new methods (designs and assessments of processes integrated into a sustainable biorefinery) for the valorization of plantain waste; demonstrating that it is profitable to implement this type of process in the field with high production of this type of waste.