Evaluación del potencial energético de subproductos del beneficio del cacao para la obtención de bioelectricidad en celdas de combustión microbianas

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2022

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Resumen

Las celdas de combustión microbianas (CCM) constituyen una tecnología emergente para la generación de bioelectricidad, que además brinda soluciones asociadas a la estabilización de residuos orgánicos. El procesamiento de cacao genera una variada cantidad de subproductos, tales como Lixiviados y Mucílago, los cuales, pueden ser potencialmente empleados como sustrato en una CCM. En el presente estudio se evaluó el desempeño de un prototipo de CCM de cámara doble, utilizando lixiviado de cacao (LC), mucílago de cacao (MC) y un sistema mixto (LC + MC), a fin de estimar el potencial de estos subproductos para la obtención de bioelectricidad. Las CCM fueron operadas a una concentración de 20% y 60% de sustrato, evaluando su desempeño durante 10 días a temperatura ambiente. Las celdas fueron inoculadas con lodo anaerobio pre tratado térmicamente, verificando la generación de energía eléctrica en intervalos de una hora. Asimismo, se determinó la concentración de materia orgánica, medida como demanda química de oxígeno (DQO). La mayor generación de bioelectricidad fue evidenciada en el sistema mixto, con valores de hasta 29,3 mV y una remoción de DQO de 57,9%. Se concluye que es posible generar valores significativos de bioelectricidad empleando subproductos de cacao en un sistema mixto, con simultánea remoción de materia orgánica. El presente trabajo constituye un aporte para la optimización de sistemas de aprovechamiento de subproductos agroindustriales como fuente de energía renovable.

Descripción

Abstract

Microbial fuel cells (MFC) are an emerging technology for the generation of bioelectricity, which also provides solutions associated with the stabilization of organic waste. Cocoa processing generates a variety of by-products, such as leachate and mucilage, which can potentially be used as a substrate in a MFC. In the present study, the performance of a double-chamber MFC prototype was evaluated, using cocoa leachate (CL), cocoa mucilage (CM) and a mixed system (CL + CM), in order to estimate the potential of these by-products to obtain bioelectricity. The MFC were operated at a concentration of 20% and 60% substrate, evaluating their performance for 10 days at room temperature. The cells were inoculated with pre-thermally treated anaerobic sludge, verifying the generation of electrical energy at intervals of one hour. Likewise, the concentration of organic matter, measured as chemical oxygen demand (COD), was determined. The highest generation of bioelectricity was evidenced in the mixed system, with values of up to 29.3 mV and a COD removal of 57.9%. It is concluded that it is possible to generate significant values of bioelectricity using cocoa by-products in a mixed system, with simultaneous removal of organic matter. The present work constitutes a contribution for the optimization of systems for the use of agro-industrial by-products as a source of renewable energy.

Palabras clave

Celdas de combustión microbiana, Subproductos del cacao, Energías renovables

Keywords

Microbial fuel cells, Cocoa´s by-products, Renewables energies

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