Evaluación ambiental mediante algoritmo de reducción de residuos WAR de la producción de aceite y biochar a partir de aguacate criollo en el Norte de Colombia

Tamy  Herrera-Rodríguez; Vianny  Parejo-Palacio; Ángel  González-Delgado

doi:10.32997/rin-2023-4259

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Herrera-Rodríguez, T. ., Parejo-Palacio, V. ., & González-Delgado, Ángel . (2023). Evaluación ambiental mediante algoritmo de reducción de residuos WAR de la producción de aceite y biochar a partir de aguacate criollo en el Norte de Colombia. Revista Ing-Nova, 2(1), 11–22. https://doi.org/10.32997/rin-2023-4259

Publicado: Jan 15, 2023

Doi

https://doi.org/10.32997/rin-2023-4259

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PlumX

Número

Vol. 2 Núm. 1 (2023)

Sección

Artículos

Términos de la licencia (VER)

Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)

Tamy Herrera-Rodríguez

Universidad de Cartagena

Vianny Parejo-Palacio

Universidad de Cartagena

Ángel González-Delgado

Universidad de Cartagena

Resumen

En el norte de Colombia la producción y cultivo de aguacate de variedad criollo-antillano (Laurus persea L) se centra en la región de los Montes de María; no obstante, parte importante de esa producción se desecha debido a la falta de infraestructura para la distribución, comercialización y valorización. Por otro lado, el consumo de este genera residuos como la cáscara y la semilla, que pueden ser aprovechables gracias a su composición. Lo anterior, ha motivado la búsqueda de alternativas de valorización de residuos que mejoren la sustentabilidad de la cadena de procesamiento; por lo tanto, resulta necesario evaluar la viabilidad de la producción a gran escala de aceite de aguacate y el aprovechamiento de residuos como la semilla bajo las condiciones del Norte de Colombia. En este trabajo se evaluó desde el punto de vista ambiental el proceso de extracción de aceite y biochar de aguacate (Laurus persea L), a partir de la pulpa y la semilla, respectivamente. La evaluación ambiental se realizó mediante el software WARGUI, el cual tiene en cuenta flujos másicos y propiedades de las sustancias que intervienen en el proceso, evaluándolo bajo 4 categorías atmosféricas y cuatro toxicológicas. Luego de modelar los procesos se obtuvo una producción de aceite de aguacate de 1.000,01 t/año y 504,78 t/año de biochar. Los resultados obtenidos posibilitaron evaluar el comportamiento de los procesos bajo el criterio ambiental, obteniéndose impactos totales de salida de 60 PEI/h, además se observó que los casos 2 y 4 tienen los mayores impactos en las categorías HTPI y TTP. Los impactos de salida totales indican que el proceso es amigable desde el punto de vista ambiental lo que hace atractivo el montaje de una planta de valorización de residuos del cultivo de aguacate al norte de Colombia.

Palabras clave:

Aceite de aguacate

biochar

algoritmo WAR

impactos ambientales

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Biografía del autor/a (VER)

Tamy Herrera-Rodríguez, Universidad de Cartagena

Grupo en Nanomateriales e ingeniería de procesos asistida por computador (NIPAC), Departamento de Ingeniería Química, Facultad de ingeniería, Universidad de Cartagena, Colombia.

Vianny Parejo-Palacio, Universidad de Cartagena

Grupo en Nanomateriales e ingeniería de procesos asistida por computador (NIPAC), Departamento de Ingeniería Química, Facultad de ingeniería, Universidad de Cartagena, Av. del Consulado Calle 30 No. 48-152, Cartagena, Colombia

Ángel González-Delgado, Universidad de Cartagena

Grupo en Nanomateriales e ingeniería de procesos asistida por computador (NIPAC), Departamento de Ingeniería Química, Facultad de ingeniería, Universidad de Cartagena, Colombia.

Referencias (VER)

J. Solarte, M. Ortiz, D. Restrepo, A. Pérez, P. Peroza, and C. Cardona, “Influence of products portfolio and process contextualization on the economic performance of small- and large-scale avocado biorefineries,” Bioresour. Technol., vol. 342, 2021, doi: 10.1016/j.biortech.2021.126060.

V. Peláez, and D. Núñez, “Potential exporter of Colombian avocado to South Korea," Rev. Dig. Mundo Asia Pacífico, vol. 9(17), pp. 90-103, 2020.

L. Mallarino, L. Tejeda, M. Jiménez, Á. González, and L. Tejeda, “Aprovechamiento sostenible del aguacate (Laurus persea) para la obtención de productos de valor agregado en los Montes de María en el departamento de Bolívar-Colombia,” Rev. Investig. Agropecu. y Desarro. Sosten., vol. 5, pp. 32–38, 2020.

M. Méndez, U. Humanez, J. Pérez, and C. Bertel, “Estrategias de distribución de la cadena productiva del Aguacate en los Montes de María,” Perspect. Socioec., vol. 1(2), 2015, https://doi.org/10.21892/24627593.228

M. Méndez, and R. Martínez, “Análisis descriptivo de la competitividad en la cadena productiva de aguacate en la región Montes de María: una aproximación desde el diamante de Porter,” Diálogo de saberes Cienc. Eco., Admin. y Cont.. Vol. 4, 2020, https://doi.org/10.21892/9789585547933.11

P. Páramos, J. Granjo, M. Corazza, and H. Matos, “Extraction of high value products from avocado waste biomass,” J. Supercrit. Fluids, vol. 165, 2020, doi: 10.1016/j.supflu.2020.104988.

F. Krumreich, C. Borges, R. Mendonça, C. Jansen, and R. Zambiazi, “Bioactive compounds and quality parameters of avocado oil obtained by different processes,” Food Chem., vol. 257, pp. 376–381, 2018, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.03.048

A. Córdova, and C. Mendoza, “Revisión de literatura sobre el aprovechamiento de la semilla de mango para la extracción de aceite y sus potenciales aplicaciones en diversas industrias,” Ing. Indust., vol. 41, pp. 223–253, 2021, https://doi.org/10.26439/ing.ind2021.n41.5547

A. Del Castillo, P. Del Río, A. Pérez, R. Yáñez, G. Garrote, and B. Gullón, “Recent advances to recover value-added compounds from avocado by-products following a biorefinery approach,” Curr. Opin. Green Sustain. Chem., vol. 28, p. 100433, 2021, doi: 10.1016/j.cogsc.2020.100433.

M. Montoya, J. Quintero, Ó. Sanchez, and C. Cardona, “Environmental impact assessment for ethanol production process using the waste reduction algorithm”, Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia [online], n.36, pp.85-95, 2006, ISSN 0120-6230.

E. Aguilar, and Á. González, “Evaluación ambiental de la producción de microperlas de quitosano modificadas con TiO2 y magnetita usando el algoritmo de reducción de residuos (WAR)”, Rev. Ion, vol. 34, n. 1, 2021.

S. Meramo, C. Alarcón, and Á. González, “Exergetic sensibility analysis and environmental evaluation of chitosan production from shrimp exoskeleton in Colombia”, Journal of Cleaner Prod., vol. 248, 2020, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119285

J. Ariza, F. López, J. Coyotl, M. Ramos, J. Diaz, and A. Martínez, “Effect of different extraction methods on the fatty acid profile in the avocado (Persea americana Mill. var. Hass) oil,” Rev. Venezolana Cien. y Tecno. de Alim., vol. 2(2), 2011.

A. Robayo, “Caracterización fisicoquímica de diferentes variedades de aguacate, Persea americana Mill. (Lauraceae) e implementación de un método de extracción del aceite de aguacate como alternativa de industrialización,” Universidad Nacional de Colombia, 2016, https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/59451

J. Xue, T. Chellappa, S. Ceylan, and J. Goldfarb, “Enhancing biomass + coal Co-firing scenarios via biomass torrefaction and carbonization: Case study of avocado pit biomass and Illinois No. 6 coal,” Renew. Energy, vol. 122, pp. 152-162, 2018.

H. Durak, and T. Aysu, “Effect of pyrolysis temperature and catalyst on production of bio-oil and bio-char from avocado seeds,” Rese. on Chem. Inter., vol. 41(11), pp. 8067-8097, 2014, doi: 10.1007/s11164-014-1878-0.

P. Bora, N. Narain, R. Rocha, and M. Queiroz, “Characterization of the oils from the pulp and seeds of avocado (cultivar: Fuerte) fruits”, Grasas y Aceites, vol. 52, pp. 171-174, 2001.

A. Cardona, V. Marulanda, and D. Young, “Analysis of the environmental impact of butylacetate process through the WAR algorithm,” Chem. Eng. Scie., pp. 5839-5845, 2004.

W. Barrett, J. Van, and T. Martin, “Implementation of the waste reduction (WAR) algorithm utilizing flowsheet monitoring,” Comput. Chem. Eng., pp. 2680-2686, 2011.

T. Herrera, V. Parejo, and A. González, “Environmental Analysis of Avocado (Laurus Persea L.) Oil Production in North Colombia Using the Waste Reduction Algorithm,” Chem. Eng. Trans., vol. 91, pp. 235-240, 2022, https://doi.org/10.3303/CET2291040

D. M. Young and H. Cabezas, “Designing sustainable processes with simulation: the waste reduction (WAR) algorithm,” Comput. Chem. Eng., vol. 1354, pp. 1477–1491, 1999, doi: 10.1016/S0098-1354(99)00306-3.

Chemsrc, “Oleate (CAS#:115-06-0) MSDS,” 2022, https://www.chemsrc.com/en/cas/115-06-0_135849.html

J. Da Silva, R. Chaves, A. Da Silva, V. Cunha, and A. De Amorim, “Extracción, adición y caracterización de hemicelulosas de mazorcas de maíz para desarrollo de las propiedades de los papeles,” Simposio Internacional Sobre Materiales Lignocelulósicos, 2013.

M. Montoya, “Evaluación integral de la eficiencia económica y ambiental de proceso para la obtención de biodiesel,” Universidad Nacional de Colombia, 2008.

D. Cassiani-Cassiani, D. A. Meza-González, and Á. D. González-Delgado, “Environmental evaluation of agar production from macroalgae Gracilaria sp.,” Chem. Eng. Trans., vol. 70, pp. 2005–2010, 2018, doi: 10.3303/CET1870335.

Department of health and human services, “Public health statement n-hexane CAS#: 110-54-3,” Public Health Service Agency for Toxic Substances and Disease Registry. pp. 1–7, 1999, [Online]. Available: https://www.atsdr.cdc.gov/ToxProfiles/tp113-c1-b.pdf

L. Barreto, “Nota técnica: Algunos elementos básicos sobre la lluvia acida. Instituto de hidrología, meteorología y estudios ambientales -IDEAM,” 2019.

E. Fernández, and J. Orozco, “Evaluación ambiental de tres tipologías de producción de biodiesel a partir de aguas residuales utilizando el algoritmo WAR,” Universidad de San Buenaventura Cartagena, 2015.

J. Moncada, J., Tamayo, and C. Cardona, “Techno-economic and environmental assessment of essential oil extraction from Oregano (Origanum vulgare) and Rosemary (Rosmarinus officinalis) in Colombia,” Journal of Cleaner Prod., vol. 112, pp. 172–181, 2016, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.09.067