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Design of Efficient Small-Scale Biorefineries - The Application of Topological Thermodynamics Using Bore (Cocoyam) as Study Case

Serna Loaiza, Sebastián (2017) Design of Efficient Small-Scale Biorefineries - The Application of Topological Thermodynamics Using Bore (Cocoyam) as Study Case. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales.

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Resumen

This thesis aims to propose a design strategy for small-scale biorefineries using a shortcut method as the thermodynamic-topological analysis. The raw material used in the biorefinery will be the bore (cocoyam), which is a rural raw material with a high potential for the obtainment of added-value products due to the composition of its parts (leaves, stem and tuber). Each of the parts of the plant was characterized and a cocoyam-based biorefinery was proposed. The chosen products (ethanol, lactic acid, starch and feed additive) were produced experimentally at lab-scale in order to validate the values reported in the literature and to achieve a better understanding of the process that would enrich the simulation stage. Then, the thermodynamic-topological analysis was implemented in the proposed biorefinery and both biorefineries (with and without the application of thermodynamic-topological analysis) were assessed in economic, environmental, efficiency and energy-consumption terms. Finally, a strategy for designing small-scale biorefineries based on thermodynamic-topological analysis was proposed, Resumen: Esta tesis se enfoca en proponer una estrategia de diseño para biorrefinerías de baja escala usando un método corto como el análisis termodinámico-topológico. La materia prima utilizada en la biorrefinería será el bore (cocoyam), el cual es una materia prima rural con un alto potencial para la obtención de productos de valor agregado debido a la composición de sus partes (hojas, tallo y tubérculo). Cada una de las partes se caracterizó y se propuso una biorrefinería basada en bore. Los productos seleccionados (etanol, ácido láctico, almidón y aditivo para alimentación animal) se produjeron experimentalmente a escala laboratorio con el fin de validar los valores reportados en la literatura y para lograr un mejor entendimiento del proceso, lo cual enriquece la etapa de simulación. Luego, se implementó el análisis termodinámico topológico en la biorrefinería propuesta y se evaluaron ambas biorrefinerías (con y sin la aplicación del análisis termodinámico topológico) en términos económicos, ambientales, de eficiencia y consumo de energía. Finalmente, se propuso una estrategia basada en análisis termodinámico-topológico para el diseño de biorrefinerías de baja escala

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Cardona Alzate, Carlos Ariel
Información adicional:Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of: Master of Science in Engineering - Chemical Engineering. -- Research Line: Chemical and Biotechnological Process Engineering.
Palabras clave:Biorrefinerías, Análisis termodinámico-topológico, Análisis de escala, Bore, Diseño de procesos, Biorefineries, Thermodynamic-topological analysis, Analysis of scale, Cocoyam, Process design
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Unidad administrativa:Sede Manizales > Facultad de Ingeniería y Arquitectura > Departamento de Ingeniería Química > Ingeniería Química
Código ID:63727
Enviado por : Sebastián Serna Loaiza
Enviado el día :24 Julio 2018 14:03
Ultima modificación:24 Julio 2018 14:23
Ultima modificación:24 Julio 2018 14:23
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