Conversión termoquímica de residuos sólidos de naranja a través de pirólisis para la producción de biochar con diversas aplicaciones
Descargas: 16
DOI:
https://doi.org/10.56845/terys.v5i1.571Palabras clave:
residuos sólidos de naranja, procesos termoquímicos, pirólisis, biocharResumen
El procesamiento de naranja para la obtención de jugo fresco, jugo concentrado, aromas, aceites, entre otros, genera una gran cantidad de residuos sólidos, que representan una oportunidad para revalorizar dichos residuos por medio de tratamientos termoquímicos. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue producir biochar a partir de residuos sólidos de naranja (RSN) por medio de pirólisis para evaluar sus propiedades y determinar su potencial en diversas aplicaciones. Se recolectaron RSN en el Mercado Municipal Emiliano Zapata, los cuales fueron acondicionados, mediante un proceso de secado para ser sometidos a un proceso de pirólisis lenta a 550 °C en un reactor escala laboratorio tipo Auger. La caracterización fisicoquímica de los RSN reveló un alto contenido de fracción orgánica representada como sólidos volátiles (94.00 ± 0.38 %), lo que la convierte en una biomasa adecuada para conversión termoquímica. El rendimiento del proceso de pirólisis fue de 30.31 % de biochar (fase sólida), 15.99 % de fase aceitosa y 16.37 % de fase acuosa, obteniendo además un 37.32 % de gases no condensables. La caracterización del biochar mostró propiedades fisicoquímicas favorables, como un pH alcalino (8.53), 96.9 % de materia seca y elevados contenidos de potasio y calcio y otros macronutrientes. Las propiedades del biochar obtenido indican que se trata de un material con gran potencial para aplicaciones diversas, tales como: mejorador de suelos, ayuda en la remoción de contaminantes, secuestrador de carbono o como aditivo en procesos biológicos como digestión anaerobia.
Citas
Chávez-García, E., Aguillón-Martínez, J., Sánchez-González, A., & Siebe, C. (2020). Characterization of untreated and composted biochar derived from orange and pineapple peels. Revista Internacional de Contaminación Ambiental, 36(2), 413–427. https://doi.org/10.20937/RICA.53591
Danso-Boateng, E., & Achaw, O.-W. (2022). Bioenergy and biofuel production from biomass using thermochemical conversions technologies—a review. AIMS Energy, 10(4), 585–647. https://doi.org/10.3934/energy.2022030
de Lima, L. F., Monteiro, V. C., Barquilha, C. R., & Braga, M. B. (2022). Production of biochars derived from sewage sludge and orange peels. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, 24(1), 1–15. https://doi.org/10.5902/2236117062692
Feitosa, A., Teixeira, W., Ritter, E., Resende, F., & Kern, J. (2020). Characterization of biochar samples of banana peels and orange bagasse carbonized at 400 and 600 °C. Revista Virtual de Química, 12(4), 901–912. http://rvq.sbq.org.br
Jayawardhana, Y., Gunatilake, S. R., Mahatantila, K., Ginige, M. P., & Vithanage, M. (2019). Sorptive removal of toluene and m-xylene by municipal solid waste biochar: Simultaneous municipal solid waste management and remediation of volatile organic compounds. Journal of Environmental Management, 238, 323–330. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.097
Jiang, Q., Chen, Y., Yu, S., Zhu, R., Zhong, C., Zou, H., Li, G., & He, Q. (2020). Effects of citrus peel biochar on anaerobic co-digestion of food waste and sewage sludge and its direct interspecies electron transfer pathway study. Chemical Engineering Journal, 398, 125643. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125643
Joshi, N. C., Sinha, S., Bhatnagar, P., Nath, Y., Negi, B., Kumar, V., & Gururani, P. (2024). A concise review on waste biomass valorization through thermochemical conversion. Current Research in Microbial Sciences, 6, 100237. https://doi.org/10.1016/j.crmicr.2024.100237
Kane, S., Storer, A., Xu, W., Ryan, C., & Stadie, N. (2022). Biochar as a renewable substitute for carbon black in lithium-ion battery electrodes. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 10(37), 12226–12233. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c02974
Le Roux, É., Barnabé, S., Godbout, S., Zamboni, I., & Palacios, J. (2022). Production and characterization of two fractions of pyrolysis liquid from agricultural and wood residues. Biomass Conversion and Biorefinery, 12(8), 3333–3343. https://doi.org/10.1007/s13399-020-01015-2
López-Puga, A. (2023). Conversión de residuos cítricos mediante procesos termoquímicos para la producción de biocombustibles (Tesis de maestría). Instituto Tecnológico de Orizaba, México.
Manga, M., Aragón-Briceño, C., Boutikos, P., Semiyaga, S., Olabinjo, O., & Muoghalu, C. (2023). Biochar and its potential application for the improvement of the anaerobic digestion process: A critical review. Energies, 16(10), 4051. https://doi.org/10.3390/en16104051
Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP). (2024). Escenario mensual de productos agroalimentarios: Naranja. Dirección de Análisis Estratégico. Recuperado de https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/938469/Naranja_Julio.pdf
Sharma, P., Vishvakarma, R., Gautam, K., Vimal, A., Kumar, V., Farooqui, A., Varjani, S., & Younis, K. (2022). Valorization of citrus peel waste for the sustainable production of value-added products. Bioresource Technology, 351, 127064. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127064
Sugiarto, Y., Sunyoto, S. N., Zhu, M., Jones, I., & Zhang, D. (2021). Effect of biochar addition on microbial community and methane production during anaerobic digestion of food wastes: The role of minerals in biochar. Bioresource Technology, 323, 124585. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.124585
United States Department of Agriculture (USDA). (2024). Citrus annual: Mexico (GAIN Report No. MX2024-0063). Foreign Agricultural Service. Recuperado de https://apps.fas.usda.gov/newgainapi/api/Report/DownloadReportByFileName?fileName=Citrus%20Annual_Monterrey%20ATO_Mexico_MX2024-0063.pdf
Wang, Y., & Wu, J. J. (2023). Thermochemical conversion of biomass: Potential future prospects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 187, 113754. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113754
Weber, K., & Quicker, P. (2018). Properties of biochar. Fuel, 217, 240–261. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.12.054
Yaradoddi, J., Banapurmath, N., Ganachari, S., Soudagar, M. E., Sajjan, A., Kamat, S., & Ali, M. A. (2022). Bio-based material from fruit waste of orange peel for industrial applications. Journal of Materials Research and Technology, 17, 3186–3197. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.09.016
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Julia Renata Hernández Roa, Laura Mila Saavedra, Romain Lemaire, Ofelia Landeta Escamilla, Norma Alejandra Vallejo-Cantú, Alejandro Alvarado-Lassman, Erik Samuel Rosas Mendoza
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores conservan los derechos de autor de sus trabajos y conceden a la revista Tendencias en Energías Renovables y Sustentabilidad (TERYS) el derecho de primera publicación.
Los artículos se publican bajo la licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional (CC BY 4.0), que permite compartir y adaptar el material para cualquier propósito, incluso comercial, siempre que se otorgue el crédito adecuado a los autores y a la revista.
Los autores pueden depositar la versión publicada del artículo en repositorios institucionales o páginas personales, siempre citando la publicación original en TERYS.
Derechos de autor © D.R. Asociación Latinoamericana de Desarrollo Sustentable y Energías Renovables A. C., 