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dc.contributor.advisorMeneses Jácome, Alexanderspa
dc.contributor.advisorChalela Alvarez, Gracielaspa
dc.contributor.authorOcaciones Mejía, Danielaspa
dc.contributor.authorVega Martínez, Andrea Vivianaspa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.coverage.temporal2019spa
dc.date.accessioned2020-08-05T16:48:17Z
dc.date.available2020-08-05T16:48:17Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/7164
dc.description.abstractEn esta propuesta se plantea el modelamiento del proceso de hidrólisis biológica para dos biomasas residuales, cáscaras de yuca y cáscaras de papa como fase previa para la producción de bioetanol. Se hizo la recolección y caracterización de las materias primas, pretratamientos como molienda y secado por radiación solar para la adaptación de los hongos filamentosos (Aspergillus niger y Trichoderma spp.) al sustrato. Durante la hidrólisis fúngica se realizaron pruebas de azúcares como celulosa, almidón y glucosa junto con pruebas de peso para determinar la variación másica del hongo y del sustrato. Para las cáscaras de yuca la hidrólisis inicial transcurre en los primeros ocho días, donde la cantidad máxima de glucosa obtenida es 6,6558 [g/l], mientras que en las cáscaras de papa la cantidad de datos obtenidos no sirven como soporte para el planteamiento de una cinética ni para la estimación del potencial para producción de bioetanol, debido a que se presentó contaminación por un tercer agente no identificado. Para la degradación de cáscaras de yuca con Aspergillus niger se ajustó un modelo cinético tipo Monod, con un porcentaje de error del 2,4908%. El modelo cinético del Trichoderma spp para la degradación del sustrato, se determinó por una ecuación tipo logarítmica dado que no presentó compatibilidad con ningún modelo establecido dentro de la literatura. Como punto final a partir del sustrato hidrolizado se puede obtener teóricamente 4,3038 ml de bioetanol, tomando el rendimiento teórico de fermentación como un 43%spa
dc.description.tableofcontentsINTRODUCCIÓN 3 1. MARCO CONCEPTUAL 4 1.1.1 BIOMASA LIGNOCELULÓSICA HIDROLIZABLE 4 1.1.2 POTENCIAL DE LAS BIOMASAS RESIDUALES 4 1.1.3 PRETRATAMIENTO DE LAS BIOMASAS RESIDUALES 5 1.1.4 HIDRÓLISIS 6 1.1.5 HIDRÓLISIS ÁCIDA 6 1.1.6 HIDRÓLISIS BIOLÓGICA Y ENZIMÁTICA 7 1.1.7 HIDRÓLISIS ALCALINA 7 1.1.8 REACTOR QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS 8 1.1.9 REACTOR BATCH 8 1.1.10 REACTOR CSTR 9 1.1.11 MODELOS BIO-CINÉTICOS 9 1.1.12 MODELOS DE CRECIMIENTO MICROBIANO 10 1.1.13 MODELO DE MONOD 11 1.1.14 MODELO DE MOSER 12 1.1.15 MODELO DE TEISSER 13 1.1.16 MODELO DE HALDANE 13 1.1.17 MODELO DE GOMPERTZ 14 1.1.18 MODELO DE POWELL 15 1.1.19 MÉTODOS DE VALIDACIÓN DE MODELOS 16 2 ESTADO DEL ARTE 17 3 OBJETIVOS 18 3.1.1 OBJETIVO GENERAL 18 3.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 18 4 METODOLOGÍA 19 4.1.1 RECOLECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA (OBJETIVO 1) 19 4.1.2 CARACTERIZACIÓN DE LAS CONDICIONES DE CRECIMIENTO DE LAS CEPAS DE HONGOS FILAMENTOSOS SELECCIONADAS (OBJETIVO 2) 19 4.1.3 DESARROLLO DE MODELO CONCEPTUAL DEL BIOREACTOR PARA EL ESTUDIO CINÉTICO 20 4.1.4 ESTUDIO CINÉTICO DEL PROCESO DE HIDRÓLISIS ENZIMATICA: AJUSTE DEL MODELO 21 4.1.5 DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL 21 5 DESARROLLO 22 5.1.1 RECOLECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA 22 5.1.2 DETERMINACIÓN DE CELULOSA 23 5.1.3 DETERMINACIÓN DEL ALMIDÓN 25 5.1.4 DETERMINACIÓN DE LA GLUCOSA POR DNS 26 5.1.5 EXPERIMENTOS DE HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA 27 5.1.6 MODELO CONCEPTUAL DEL BIOREACTOR DE HIDRÓLISIS 29 5.1.7 EXPERIMENTO PARA DETERMINACIÓN DEL MODELO CINÉTICO 31 5.1.8 DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL PARA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL 32 6 RESULTADOS 33 6.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS SUSTRATOS 33 6.1.1 GLUCOSA 33 6.1.2 CELULOSA 35 6.1.3 ALMIDÓN 36 6.2 MODELO CINÉTICO 38 6.2.1 MODELO CINÉTICO PARA ASPERGILLUS NIGER 39 6.2.2 MODELO CINÉTICO PARA LA DEGRADACIÓN DEL SUSTRATO CON TRICHODERMA SPP 43 6.3 POTENCIAL PARA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL 45 7 CONCLUSIONES 47 8 RECOMENDACIONES Y OBSERVACIONES 48 REFERENCIAS 49 ANEXOS 52 ANEXO A. 52 ANEXO B. 53 ANEXO C. 54 ANEXO D. 55 ANEXO E. 56 ANEXO F. 58 ANEXO G. 61 ANEXO H. 62 ANEXO I. 64spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleBiodegradación de dos biomasas residuales mediante microorganismos y modelamiento del proceso de hidrólisis como fase previa para la producción de bioetanolspa
dc.title.translatedBiodegradation of two residual biomasses by microorganisms and modeling of the hydrolysis process as a preliminary phase for the production of bioethanoleng
dc.degree.nameIngeniero en Energíaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería en Energíaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsEnergy engineeringeng
dc.subject.keywordsCassava peelseng
dc.subject.keywordsPotato peelseng
dc.subject.keywordsAspergillus nigereng
dc.subject.keywordsTrichoderma sppeng
dc.subject.keywordsBiological hydrolisiseng
dc.subject.keywordsKinetic modeleng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.relation.referencesA. A. R. Colorado, FACTORES DE ESCALA PARA LA PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA DE ETANOL CARBURANTE, Medellín: Universidad Nacional de Colombia, 2009.spa
dc.relation.referencesA. D. I. C. &. A. B. C. Marzo, «Valorization of agro-industrial wastes to produce hydrolytic enzymes by fungal solid-state fermentation,» SAGE, vol. 37, nº 2, pp. 149-156, 2018.spa
dc.relation.referencesA. F. R. B. a. K. R. d. F. Z. Daiana G. Martinez, «Ethanol Production from Waste of Cassava Processing,» Applied Sciences, vol. 8, nº 11:2158, 2018.spa
dc.relation.referencesA. M. Torrado, S. Cortés, J. M. Salgado, B. Max, N. Rodríguez, B. P. Bibbins, A. Converti y J. M. Domínguez, «Citric acid production from orange peel wastes by solid-state fermentation,» Brazilian Journal of Microbiology, vol. 42, pp. 394-409, 2011.spa
dc.relation.referencesA. P. S. L. Fani Th Mantzouridou, «Yeast flavour production by solid state fermentation of orange peel waste,» Biochemical Engineering Journal, vol. 101, pp. 1-8, 2015.spa
dc.relation.referencesAsamblea general de las naciones unidas, «Desarrollo sostenible,» ONU, [En línea]. Available: https://www.un.org/es/ga/president/65/issues/sustdev.shtml. [Último acceso: 2019].spa
dc.relation.referencesCentro tecnológico agrario y agroalimentario ITAGRA.CT, Biomasa, biocombustibles y sostenibilidad, 2012.spa
dc.relation.referencesD. P. G. Ramírez y S. A. A. y. J. E. M. Jaramillo, Efectos de los Biocombustibles en la Seguridad Alimentaria en Colombia: Una Aproximación Sistémica, Medellín: Fac. Nac. Agron. Medellín, 2014.spa
dc.relation.referencese. n. d. C. D. d. H. Profesor Igor Tikhonovich, «Organización nacional de las naciones unidas para la alimentación y la agricultura,» 08 mayo 2012. [En línea]. Available: http://www.fao.org/fsnforum/es/activities/discussions/biofuels-scope.spa
dc.relation.referencesF. N. d. B. d. Colombia, «Federeación Nacional de Biocomustibles de Colombia,» 2017. [En línea]. Available: http://www.fedebiocombustibles.com/v3/nota-web-id-32.htm. [Último acceso: 2018].spa
dc.relation.referencesG. B. V, «Hidrólisis,» [En línea]. Available: https://www.euston96.com/hidrolisis/. [Último acceso: marzo 2019].spa
dc.relation.referencesH. S. FOGLER, Elementos de ingeniería de las reacciones químicas, México: PEARSON, 2008.spa
dc.relation.referencesICONTEC, NTC 6066, Bogotá, 2014.spa
dc.relation.referencesJ. A. S. Gonzales, "DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD FERMENTATIVA" Sacharomyces cerevisae, Universidad Nacional del Trujillo, 2012.spa
dc.relation.referencesJ. F. C. Vargas, AJUSTE DE UN MODELO CINÉTICO PARA EL CRECIMIENTO DE Lactobacillus acidophilus EN LA FERMENTACIÓN DE UN SUSTRATO COMPLEJO, Bogotá: Fundación Universidad de America, 2017.spa
dc.relation.referencesL. R. M. Chavéz, Estudio de la producción de proteínas lignocelulíticas para la hidrólisis de trigo por el hongo Trametes versicolor, Santiago de Chile: Universidad de Chile, 2013.spa
dc.relation.referencesM. G. L. P. Vanessa CÁRDENAS, DEGRADACIÓN DE CELULOSA Y PRODUCCIÓN DE ETANOL A PARTIR DEL ASERRÍN DE GUADUA UTILIZANDO EL SISTEMA BIOLÓGICO (Aspergillus niger - Saccharomyces cerevisiae), Armenia: GYMOL, Universidad del Quindío, 2009.spa
dc.relation.referencesM. L. J. M. S. S. G. P. M. G. Mithra, «Comparison of ethanol yield from pretreated lignocellulostarch biomass under fed-batch SHF or SSF modes,» Heliyon 4, 2018.spa
dc.relation.referencesM. S. G. I. F. D. G. D. E. G. R. N.-E. O. Ben Jeddou Khawlaa, «Potato peel as feedstock for bioethanol production: A comparisonof acidic and enzymatic hydrolysis,» Industrial Crops and Products, vol. 52, pp. 144-149, 2014.spa
dc.relation.referencesM. S. S. M. L. J. G. P. N. S. Pooja, «Bioethanol production from microwave‑assisted acid or alkali‑pretreated agricultural residues of cassava using separate hydrolysis and fermentation (SHF),» Biotech, 2018.spa
dc.relation.referencesM. Viñals-Verde, A. Bell-García, G. Michelena-Álvarez y M. Ramil-Mesa, Obtención de etanol a artir de biomasa lignocelulósica, La Habana, Cuba: Instituto Cubano de Investigaciones de los, 2012.spa
dc.relation.referencesM. Z. Sergio Felix, «ESTEQUIOMETRÍA DEL CRECIMIENTO MICROBIANO,» [En línea]. Available: https://www.academia.edu/33246185/ESTEQUIOMETR%C3%8DA_DEL_CRECIMIENTO_MICROBIANO. [Último acceso: 2019].spa
dc.relation.referencesP. N. M. Y. H. A. V. S. ANDERSON GUARNIZO FRANCO, «SACARIFICACIÓN, PRETRATAMIENTOS DE LA CELULOSA Y BIOMASA PARA LA SACARIFICACIÓN,» Scientia et Technica Año XV, nº 42, 2009.spa
dc.relation.references«Production and recovery of cellulases through solid-state fermentation of selected lignocellulosic wastes,» Cleaner Production , vol. 209, pp. 937-946, 2019.spa
dc.relation.referencesS. M. D. L. ROSA, HIDRÓLISIS ÁCIDA DE CELULOSA Y BIOMASA LIGNOCELULÓSICA ASISTIDA CON LÍQUIDOS IÓNICOS, Madrid: Instituto de Catálissi y Petroleoquímica, 2015.spa
dc.relation.referencesS. M. L. CAICEDO, ESTUDIO CINÉTICO DE LA BIODEGRADACIÓN DE VAPORES BTXS EN REACTORES “BATCH”:FUNDAMENTO PARA LA MEJORA DE LOS PROCESOS EN UN BIOFILTRO PERCOLADOR, Santiago De Cali: UNIVERSIDAD DEL VALLE, 2015.spa
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000326020*
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000987611*
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2053-1859*
dc.contributor.scopushttps://www-scopus-com.aure.unab.edu.co/authid/detail.uri?authorId=56433490100*
dc.contributor.researchgatehttps://www.researchgate.net/profile/Alexander_Meneses_Jacome*
dc.subject.lembInnovaciones tecnológicasspa
dc.subject.lembBiomasaspa
dc.subject.lembBioetanolspa
dc.subject.lembEnergía solarspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishThis project presents the kinetic modeling of the hydrolysis process biological for two biomass waste, peels of cassava and potato peels as a preliminary stage to produce bioethanol. It made the collection and characterization of the raw materials, pretreatments such as milling and drying by solar radiation for the adaptation of the filamentous fungi (Aspergillus niger and Trichoderma spp.) to the substrate. In the biological hydrolysis, tests were conducted sugars such as cellulose, starch and glucose along with test weight to determine the variation in mass of the fungus and the substrate. For the peels of cassava hydrolysis initial passes in the first eight days, where the maximum amount of glucose obtained is 6,6558 [g/l], while in the potato peels the amount of data obtained do not serve as support for the approach of a kinetic or for the estimation of the potential for bioethanol production, because that would be submitted contamination by a third agent not identified. For the degradation of peels of cassava with Aspergillus niger was adjusted by a kinetic model of type Monod, with a percentage of error of the 2,4908%. The kinetic model of the Trichoderma spp. for the degradation of the substrate, is determined by an equation type logarithmic given that he presented no compatibility with any model established within the literature. As a final point from the substrate hydrolyzed can be obtained theoretically 4,3038 ml of bioethanol, taking the theoretical fermentation yield as 43%eng
dc.subject.proposalIngeniería en energíaspa
dc.subject.proposalCáscaras de yucaspa
dc.subject.proposalCáscaras de papaspa
dc.subject.proposalAspergillus nigerspa
dc.subject.proposalTrichoderma sppspa
dc.subject.proposalHidrólisis biológicaspa
dc.subject.proposalModelo cinéticospa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*


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