Potencial energético de los residuos agrícolas de la producción de Theobroma cacao L.

Abstract

En esta investigación se evaluó el potencial energético de los residuos agrícolas del cacao Theobroma cacao L. mediante una vía sólida para la elaboración de pellets y una vía húmeda para la cuantificación de biogás y metano por el sistema VDI 4630 y AMPTS II Light, respectivamente. Para las pruebas de fermentación anaeróbica se establecieron cinco tratamientos: Testigo = Inóculo; T1 = Cáscaras de cacao; T2 = Lixiviado de cáscaras de cacao; T3 = 50 % de cáscaras de cacao y 50 % Lixiviado de cáscaras de cacao; T4 = 25 % de cáscaras de cacao y 75 % Lixiviado de cáscaras de cacao. Se caracterizaron las cáscaras y lixiviados de mazorcas de cacao mediante diferentes análisis fisicoquímicos. La relación C/N presentó un valor para las cáscaras de cacao de 34/1. La relación ST/SV inicial y final el valor fue de 85,28 %, y 72,26 %, respectivamente, el valor de pH inicial y final fue de 7,13 y 6,69 respectivamente. El lixiviado de cáscaras de cacao presentó un valor de DQO de 1786 mg/L, en cuanto la relación ST/SV inicial y final el valor fue de 35 %, y 29,34 %, respectivamente. El valor de pH inicial y final fue de 8,61 y 8,15 y finalmente la temperatura osciló en un rango de 37 °C a 38 °C para los dos sistemas. El tratamiento que produjo mayor volumen acumulado de metano y biogás fue el T1 con un valor de 21 852 NmL/gSV CH4 y 142 061 NmL/gSV biogás, respectivamente. El T1 mostró el mayor valor en cuanto a rendimiento de biogás con 208 mL/gSV. Para la elaboración de pellets se realizaron análisis para determinar la calidad y contenido de cenizas, densidad y poder calorífico. Se obtuvo un valor de contenido de cenizas de 8,18 %, contenido de humedad de 8,76 %, poder calorífico de 16,50 MJ/kg y una densidad unitaria de 894 kg/m3. Las cáscaras de cacao cumplen con los parámetros requeridos para la producción de energía a partir de biomasa en procesos de fermentación anaeróbica para la producción de biogás; y en biocombustibles sólidos para la fabricación de pellets.

In this investigation, the energy potential of agricultural residues of Theobroma cacao L. Cocoa was evaluated through a solid route of pellet production and a wet route for the quantification of biogas and methane by the VDI 4630 and AMPTS II Light system, respectively. For the anaerobic fermentation tests, five treatments were established: Control = inoculum; T1 = Cocoa shells; T2 = Leachate of cocoa; T3 = 50 % cocoa shell and 50 % Leached cocoa; T4 = 25 % cocoa shells and 75 % Leachate of cocoa. The shells and leachates of cocoa pods were characterized through different physicochemical analyzes. The C/N ratio presented a value for cocoa shells of 34/1. The initial and final ST/SV ratio value was 85,28 %, and 72,26 %, respectively, the initial and final pH value was 7,13 and 6,69 respectively. The leaching of cocoa husks had a COD value of 1786 mg/L, in terms of the initial and final ST/SV ratio was 35 %, and 29,34 %, respectively. The initial and final pH value was 8,61 and 8,15 and finally the temperature range was 37 °C to 38 °C for the two systems. The treatment that produced the highest cumulative volume of methane and biogas was T1 with a value of 21 852 NmL/gSV CH4 and 142 061 NmL/gSV biogas, respectively. T1 showed the highest value in terms of biogas yield with 208 mL/gSV. For the elaboration of pellets, analyzes were carried out to determine the quality and content of ashes, density and calorific value. An ash content value of 8,18 %, moisture content of 8,76 %, calorific value of 16,50 MJ/kg and a unit density of 894 kg/m3 were obtained. Cocoa shells comply with the parameters required to production of energy from biomass in anaerobic fermentation processes.