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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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Contacto:
Luz Karime Montoya Ló[email protected]
Celular: 318 683 4619
Contacto:
Eliana María Piragua Matiz [email protected]
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)
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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
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