Ir al menú de navegación principal Ir al contenido principal Ir al pie de página del sitio

SECCIÓN C: INGENIERÍAS

Vol. 13 Núm. 2 (2021): Volumen 13 Número 2

Estudio de pre-factibilidad técnica y económica de la implementación de una biorrefinería para la conversión de residuos de cáscara de naranja

DOI
https://doi.org/10.18272/aci.v13i2.2289
Enviado
mayo 13, 2021
Publicado
2021-11-16

Resumen

La cáscara de naranja es un residuo orgánico abundante en el Ecuador que puede ser aprovechado y transformado en productos de alto valor agregado. Por ello, el presente artículo analiza la pre-factibilidad técnico-económica de una biorrefinería a partir de cáscara de naranja para la obtención de aceite esencial, pectina y/o bioetanol. Primero, se compararon varios escenarios alrededor de la combinación de productos a ser obtenidos, y se estableció que el más conveniente sería la obtención de aceite esencial y pectina, con una producción anual de 8,7 y 44,4 toneladas, respectivamente. A continuación, se diseñó un proceso para esta biorrefinería que consiste en 3 secciones: el pretratamiento de la materia prima, la extracción del aceite, y la extracción de la pectina. Se realizaron los balances de materia y energía del proceso, y posteriormente, se seleccionaron y dimensionaron los equipos de acuerdo a metodologías específicas. El proceso consideró la recuperación y recirculación de etanol empleado en la sección de extracción de pectina para reducir los costos de producción. Finalmente, se realizó un análisis económico a partir de las estimaciones de costos teóricos y un análisis de costos de catálogo. Se encontró que el proyecto es rentable y que el tiempo de recuperación de la inversión estaría entre 5 y 6 años. Por lo tanto, la implementación de la biorrefinería generaría un impacto positivo a nivel económico, ambiental y social en el país.

viewed = 1159 times

Citas

  1. Shahbandeh, M. (2020). Orange production worldwide from 2012/2013 to 2019/2020. Recuperado de: https://www.statista.com/statistics/577398/world-Orange-production/#statisticContainer
  2. INEC. (2016). Encuesta de Superficie y Producción Agropecuaria Continua.
  3. Favela-Hernandez, J. M. J., Gonzalez-Santiago, O., Ramirez-Cabrera, M. A., Esquivel-Femno, P. C., & CamachoCorona, M. D. R. (2016). Chemistry and pharmacology of Citrus sinensis. Molecules, 21(2). doi: https://doi.org/10.3390/molecules21020247
  4. Ulloa, C., & Almeida, D. (2012). Estudio de las Opciones de Reutilización Energética o Material de Cáscaras de Naranja (Tesis de Grado). Universidad San Francisco de Quito. Recuperado de: https://repositorio.usfq.edu.ec/bitstream/23000/6983/1/136137.pdf
  5. Ortiz-Sanchez, M., Solarte-Toro, J. C., Orrego-Alzate, C. ., Acosta-Medina, C. ., & Cardona-Alzate, C. . (2019). Integral use of orange peel waste through the biorefinery concept: an experimental, technical, energy, and economic assessment. Biomass Conversion and Biorefinery. doi: https://doi.org/10.1007/s13399-020-00627-y
  6. De la Torre, I., Martin-Dominguez, V., Acedos, M. G., Esteban, J., Santos, V. E., & Ladero, M. (2019). Utilisation/upgrading of orange peel waste from a biological biorefinery perspective. Applied Microbiology and Biotechnology,103(15), 5975-5991. doi: https://doi.org/10.1007/s00253-019-09929-2
  7. Siles, J., Li, Q., & Thompson, I. (2010). Biorefinery of waste orange peel. Critical Reviews in Biotechnology, 30(1),63­69. doi: https://doi.org/10.3109/07388550903425201
  8. Alvarado, T., & Hernández, A. (2018). Revisión de alternativas sostenibles para el aprovechamiento del orujo de naranja Resumen Introducción. Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales, 5(2), 9-32. doi: https://doi.org/10.23850/24220582.1393
  9. Peredo-Luna, H. A., Palou-García, E., & López-Malo, A. (2009). Aceites esenciales: métodos de extracción. Temas Selectos de Ingeniería de Alimentos, 3-1, 24-32.
  10. Thakur, B. R., Singh, R. K., & Handa, A. K. (1997). Chemistry and Uses of Pectin - A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 37(1), 47-73. doi: https://doi.org/10.1080/10408399709527767
  11. Quintana, J., Pérez, J., & Young, H. (2011). Obtención De Etanol a Partir De Residuos De Poda, Mediante Hidrólisis Ácida E Hidrólisis Enzimática. Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, 14(1), 111-116.
  12. SENAE. (2020). Importaciones. Recuperado de: https://www.aduana.gob.ec/importaciones/
  13. Cadena, D., & Álvarez-Bareto, J. F. (2020). Diseño de una planta de producción de pectina a partir de granadilla(Passiflora ligularis) para aplicaciones en Biomateriales (Tesis de Grado). Universidad San Francisco de Quito.
  14. Oberoi, H., Vadlani, P. V., Madl, R., Saida, L., & Abeykoon, J. (2010). Ethanol Production from Orange Peels: TwoStage Hydrolysis and Fermentation Studies Using Optimized Parameters through Experimental Design. J. Agric. Food Chem., 58(2010), 3422-3429. doi: https://doi.org/10.1021/jf903163t
  15. Tejeda, L., Marimón, W., & Medina, M. (2014). Evaluación del potencial de las cáscaras de frutas en la obtención de bioetanol. Hechos Microbiológicos, 5(1), 4-9.
  16. Montoya, M. I., Quintero, J. A., Sánchez, O. J., & Cardona, C. A. (2005). Evaluación económica del proceso de obtención de alcohol carburante a partir de caña de azúcar y maíz. Revista Universidad EAFIT, 41(139), 76-87.
  17. Tigua, G., & Espinoza, R. (2013). Estudio de la Industria Azucarera y su Impacto en el Desarrollo Socio-Económico del Cantón Milagro (Tesis de Grado). Universidad Estatal de Milagro. Recuperado de: http://repositorio.unemi.edu.ec/handle/123456789/540
  18. Granger, B., Smith, S., & Poppick, H. (2016). Column. Recuperado de: https://processdesign.mccormick.northwestern.edu/index.php/Column
  19. Towler, G., & Sinnott, R. A. Y. (2008). Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design. In Chemical Engineering Design. Elsevier. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-096659-5.00022-5
  20. Shawabkeh, R. (2007). Steps for design of Furnace/Fired Heater. King Fahd University of Petroleum & Minerals, September. doi: https://doi.org/10.13140/RG.2.1.4304.3049
  21. Koretsky, M. (2013). Engineering and Chemical Thermodynamics (2da Edicio). Nueva Jersey: Wiley.
  22. Geankoplis, C. J. (1998). Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias (3era Edici). Mexico: CECSA.