Efecto del pretratamiento térmico de residuos de alimentos sobre la producción de metano / Effect of the thermal pretreatment of from food waste on methane production

RESUMEN Los residuos de alimentos son el componente principal de los residuos sólidos municipales y dado su elevado contenido de materia orgánica tienen alto potencial de producción de metano, mediante la digestión anaerobia; sin embargo, la predominancia de material lignocelulósico dificulta su hidrólisis. En este estudio, mediante ensayos de potencial bioquímico de metano, se evaluó el efecto de diferentes condiciones de pretratamiento térmico del sustrato, aplicando temperaturas entre 72 - 128°C y tiempos de exposición de 15 - 33 minutos sobre el rendimiento de producción de CH4. Para evaluar el efecto de las condiciones de pretratamiento, se empleó la metodología de superficie de respuesta y la aplicación de los modelos cinéticos de primer orden y de ajuste de Gompertz modificado. Los parámetros cinéticos identificados fueron validados, mediante niveles de confianza, usando la matriz de información de fisher. Se encontró que la región óptima, para alcanzar un mayor rendimiento en la digestión anaerobia, en cuanto a la producción de CH4, superior a 150mLCH4 gSV-1 y tiempos de la fase de latencia menores a 1 día, fue alrededor de 100°C, con tiempos de exposición cercanos a 15 minutos, condición en que se alcanzó una mayor solubilidad y mejorando positivamente la etapa hidrolítica del proceso anaerobio.

ABSTRACT Food waste are the main component of the municipal solid waste and given their high content of organic matter, have high potential for methane production through the anaerobic digestion. However, the predominance of lignocellulosic material hinders its hydrolysis. In this study, by means of assays of biochemical methane potential, the effect of different thermal pre-treatment conditions of the substrate was evaluated by applying temperatures between 72 - 128°C and exposure times of 15 - 33 minutes on the conditions on the performance of CH4. To evaluate the effect of pretreatment, we used the Response Surface Methodology accompanied by the application of first order kinetic and modified Gompertz models. The identified kinetic parameters were validated using confidence levels using the fisher information matrix. It was found that the optimal region, to reach a higher yield in the anaerobic digestion with regard to the production of CH4 higher than 150mLCH4 gVS-1 and lag-phase times less than 1 day, was around 100°C with exposure times close to 15 minutes, condition in which a greater solubility was reached and positively improving the hydrolytic stage of the anaerobic process.

GESTIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS EN CADENAS DE SUMINISTRO DE CICLO CERRADO DESDE LA PERSPECTIVA DE LA INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES / SOLID WASTE MANAGEMENT IN CLOSED-LOOP SUPPLY CHAINS FROM THE PERSPECTIVE OF OPERATIONS RESEARCH

La integración de los flujos reversos y directos en la cadena de suministro, trae beneficios al reducir costos y evitar el daño ambiental porque se recupera valor de los residuos sólidos; esta integración se conoce como la cadena de suministro de ciclo cerrado. La mayoría de experiencias que relacionan cadena de suministro de ciclo cerrado y decisiones de gestión de residuos sólidos, provienen de países desarrollados con estrictas regulaciones ambientales y usan técnicas de invetigación de operaciones. El objetivo se este artículo es identificar la factibilidad de aplicar técnicas de investigación de operaciones a las decisiones de gestión de residuos sólidos en las cadena de suministro de ciclo cerrado en países en desarrollo como Colombia. Se identificaron variables importantes de los articulos revisados tales como los diferentes tipos de residuos, las regiones y el uso de técnicas de optmización, simulación y multicriterio. La metodología de vigilancia tecnológica se uso para correlacionar estas variables. Los resultados mostraron que la técnica de multicriterio es usada con más frecuencia porque permite la consideración de varios aspectos en una misma decisión; por lo tanto, el uso de esta técnica sería conveniente para enfrentar efectivamente las principales decisiones en las incipientes cadenas de suministro de ciclo cerrado en países en desarrollo.

The integration of reverse and direct flows within the supply chain is highly benefitial to reduce costs and avoid the enviromental damage because value from the solid waste is recovered; this integration is known as closed-loop supply chain. Most of the reported experiences regarding closed-loop supply chains and solid waste management decisions come from developed countries with strict environmental regulations and use of operations research techniques.This paper aims to identify the feasibility of applying operations research techniques to solid waste magement decisions within closed-loop supply chains in developing countries such as Colombia. Important variables such as the different kinds of solid waste, the regions and the use of optimization, simulation and multi-criteria techniques were identified by reviewing research articles. Technologic watch methodology was used to correlate these variables. The results showed that the multi-criteria technique is most frequently used because it allows including different aspects related to a single decision; therefore, the use of this technique would be appropiate to effectively approach the main decisions at the emerging closed-loop supply chains in developing countries.