Estudio del método para el tratamiento de residuos de cáscara de plátano por carbonización hidrotermal y su posterior identificación de productos (2024)
Con el crecimiento de la economía agroindustrial en Colombia, se incrementa la cantidad de residuos agrícolas y forestales. Paralelamente, el desarrollo urbano y poblacional eleva la demanda de productos que generan desechos alimenticios. Este escenario ha impulsado la implementación de nuevos mecanismos y tecnologías para la disposición final de los residuos orgánicos generados en el país. La gestión de estos desechos representa uno de los principales desafíos ambientales en Colombia. Al no aprovechar los residuos agrícolas como materia prima para otros procesos, se producen contaminaciones cruzadas en los vertederos, lo que contribuye al colapso de los rellenos sanitarios. Sin embargo, la investigación científica ha identificado en estos residuos una oportunidad para aplicar procesos térmicos, químicos, mecánicos o microbiológicos que los transformen en productos de valor, como biocombustibles, briquetas, compostaje y compuestos plataforma, entre otros. En este contexto, la carbonización hidrotermal (HTC) se presenta como un proceso de biorrefinería capaz de convertir la biomasa residual de los cultivos en diversos productos de alto valor añadido, mediante transformaciones termoquímicas. El proceso utiliza la humedad de las muestras, llevándolas a reactores a temperaturas entre 160 °C y 200 °C y a presiones autogeneradas de hasta 5 MPa. Bajo estas condiciones, el agua modifica las propiedades de la materia prima, transformándola en un compuesto llamado biocarbón, que posee propiedades hidrofóbicas y se separa fácilmente de los productos líquidos mediante filtración, facilitando así su secado y obteniendo un producto carbonoso con un alto poder calorífico. El presente trabajo se centra en la aplicación del HTC como método de biorrefinería para el tratamiento de residuos biomásicos provenientes del cultivo de plátano, una materia prima abundante y con características óptimas para este proceso debido a su alto contenido de humedad. Se diseñó una metodología experimental para evaluar la obtención de subproductos sólidos y líquidos, analizando los efectos del tiempo y la temperatura en la carbonización. El proceso se desarrolla en tres etapas: i) pretratamiento de la muestra, que incluye secado y trituración para aumentar el área superficial y facilitar la carbonización; ii) aplicación del diseño experimental, variando la temperatura y el tiempo de reacción en el proceso HTC, para obtener y separar los subproductos sólidos y líquidos; y iii) secado del biocarbón filtrado y análisis y cuantificación de los productos líquidos mediante cromatografía líquida (HPLC), para determinar la presencia de compuestos solubles como azúcares, furanos y ácidos orgánicos, resultantes de los tratamientos térmicos.