ABSTRACT
Abstract The agricultural economic policy of Cuba pretends to triplicate the crops of coffee and cocoa by 2021, a measure which will bring about both an increase in biomass waste and the need to find a proper method for its disposal. Slow pyrolysis process can transform lignocellulosic waste into added value products as biochar, bio-oil and gas. The present research evaluated the yield and the theoretical potential energy of co-products (bio-char, bio-oil, and gas) from coffee and cocoa seed husks using the pyrolysis process as a source of friendly and renewable energy. Results indicated that coffee husks are more suitable for the production of gas with a yield of 40.4%, while cocoa seed husks are better suited for the production of bio-oil, with a yield of 37.4%. For 2021 the theoretical energy potential estimated is 8291 MWh, equivalent to 716000 kg for the coffee husks, and 1384 MWh equivalent to 121000 kg for the cocoa seed husks. The bio-char characterization indicated high contents of carbon, calcium, potassium, nitrogen, and oxygen, which makes it a suitable candidate for being used as a soil amendment. The conversion of coffee and cocoa seed husks into added value products through slow pyrolysis process will help clean the environment, decrease the greenhouse effect, and will aid farmers in the rural populations by providing them with an additional source of income.
Resumen La política económica agrícola de Cuba pretende triplicar los cultivos de café y cacao para el año 2021, lo cual implica un aumento de residuos de biomasa y la necesidad de encontrar un uso adecuado para su eliminación. El proceso de pirólisis lenta permite convertir los residuos lignocelulósicos en productos de valor agregado como bio-carbón, bio-combustible y gas. En este trabajo se evaluó el rendimiento y el potencial energético teórico de estos co-productos como fuente de energía renovable. Las cascaras de café son más adecuadas para la producción de gas con un rendimiento del 40,4%, mientras que las de semilla de cacao para bio-combustible, con un rendimiento del 37,4%. Para el 2021, el potencial energético teórico estimado es de 8291 MWh, equivalente a 716000 kg para las cascaras de café; y de 1384 MWh equivalente a 121000 kg para las semillas de cacao. La caracterización del bio-carbón indicó altos contenidos de carbono, calcio, potasio, nitrógeno y oxígeno, lo que los convierte en un candidato adecuado para su uso como fertilizante del suelo. La conversión de estas biomasas en productos de valor agregado a través del proceso de pirólisis lenta contribuirá a mantener un ambiente limpio, reducir el efecto invernadero y ayudará a generar un ingreso adicional a los agricultores de las poblaciones rurales.
Resumo A política económica agrícola de Cuba visa triplicar as safras de café e cacau até 2021, o que significa um aumento nos resíduos de biomassa e a necessidade de encontrar usos adequados para sua eliminação. O processo de pirólise lenta permite converter lixo lignocelulósico em produtos de alto valor agregado, como bio-carvão, biocombustível e gás. No presente trabalho, avaliou-se o desempenho e o potencial energético teórico de co-produtos (bio-carvão, biocombustível e gás) do processo de pirólise lenta de casca de café e de cascas de sementes de cacau como fonte de energia renovável. As cascas de café são mais adequadas para a produção de gás com rendimento de 40,4%, enquanto que as cascas de sementes de cacau para biocombustível, com rendimento de 37,4%. Até 2021, o potencial energético teórico calculado é de 8291 MWh equivalente a 716000 kg para cascas de café e 1384 MWh equivalente a 121000 kg para cascas de sementes de cacau. A caracterização de bio-carvão indicou altos teores de carbono, cálcio, potássio, nitrogénio e compostos oxigenados, o que os torna candidatos ideais para uso como fertilizantes do solo. A conversão da casca do café e a casca das sementes de cacau em produtos de maior valor agregado, através do processo de pirólise lenta, ajudará a manter o um ambiente limpo, reduzirá o efeito estufa e contribuirá com renda adicional para os agricultores das populações rurais.
ABSTRACT
SUMMARY: In the thermal range of the Pacific waters, known for the geographical distribution of Sardinops sagax caeruleus(Jenyns, 1842) (Pacific sardine), could be exposed to a stressing temperature environment with dilated effect. This work examines the liver and kidney of sardines acclimated at different temperatures and exposed to the lethal temperature and critical thermal maximum trials. The liver and kidney tissues of Sardinops sagax caeruleus acclimated for 25 days at 19, 21, 23 and 25 °C were anatomically examined after exposure to acute heat stress (AHS) caused by increasing the water temperature at a rate of 1 °C per min, and the chronic heat stress (CHS) effect by abruptly exposure to constant water temperature different from that of acclimation (AT). We observed in fish exposed to AHS that the liver tissue had vacuolated or necrotic hepatocytes and infiltration of inflammatory blood cells (25 °C) and the kidney tissue showed degenerative changes in the glomeruli and renal tubules and increased melanomacrophage centers. The CHS effect in liver and renal tissues produced damage signs of pyknosis, apoptosis, necrotic areas, and an increase in melanomacrophage centers as well as outbreaks of bacterial infection. The results demonstrate that S. sagax caeruleus did not tolerate an abrupt thermal change of more than 4 °C, independently of the ATs, over 50 % died. The consequences of the experimental acute and chronic thermal stress were histopathological alterations of liver and kidney. It was expected that the chronic stress temperature could produce in fish conspicuous histological changes, and indeed it was the most deleterious.
RESUMEN: En el rango térmico de las aguas del Pacífico, conocido por la distribución geográfica de Sardinops sagax caeruleus (Jenyns, 1842) (sardina del Pacífico), esta especie podría estar expuesta a un ambiente de temperatura estresante con efecto dilatado. Este trabajo examina el hígado y el riñón de las sardinas aclimatadas a diferentes temperaturas y expuestas a la temperaturas letales y crítica máxima. Los tejidos hepático y renal de Sardinops sagax caeruleus aclimatadas durante 25 días a 19, 21, 23 y 25 °C se examinaron anatómicamente después de la exposición al estrés de calor agudo (AHS) causado por el aumento de la temperatura del agua a una velocidad de 1 °C por minuto, y el efecto de estrés de calor crónico (CHS) por la exposición brusca a una temperatura constante del agua diferente a la de la aclimatación (AT). Observamos en peces expuestos a AHS que el tejido hepático tenía hepatocitos vacuolados o necróticos y la infiltración de células sanguíneas (25 °C) y el tejido renal presentaba cambios degenerativos en los glomérulos y túbulos renales y aumento de centros de melanomacrófagos. El efecto CHS en los tejidos hepático y renal produjo signos de daño de picnosis, apoptosis, áreas necróticas y un aumento en los centros de melanomacrófagos, así como brotes de infección bacteriana. Los resultados demuestran que S. sagax caeruleus no toleró un cambio térmico abrupto de más de 4 °C, independientemente de las AT, más del 50 % murió. Las consecuencias del estrés térmico agudo y crónico experimental fueron las alteraciones histopatológicas del hígado y el riñón. Se esperaba que la temperatura de estrés crónica pudiera producir cambios histológicos conspicuos en los peces, y de hecho fue la más perjudicial.