Aprovechamiento de los residuos industriales vitivinícolas para la obstención de etanol y compost.
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Fecha
2020-01-15
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Editor
Universidad Nacional de Moquegua
Resumen
La industria vitivinícola en Moquegua produce expectantes cantidades de residuos orgánicos como el orujo de la uva, sin el tratamiento ni aprovechamiento adecuado; no existe criterios apropiados de tratamiento por parte de los productores vitivinícolas, solo transportan a los campos agrícolas para su descomposición a la intemperie. El orujo, matriz de estudio está compuesto mayormente de celulosa, sustancias bioactivas, entre otros; lo que motivó el estudio de las características fisicoquímica y bioactiva, seguido de la búsqueda de parámetros de proceso óptimo para la obtención de etanol, a partir de azúcares adheridas en el orujo y el compostaje del residuo final. Las características fisicoquímicas se enmarcaron en la medición de la humedad, ceniza, proteína, grasa, fibra, carbohidratos, energía, pH, acidez y grados brix, destacándose un contenido de humedad alrededor de 77.50%, 1.04% de ceniza, 3.88% de proteína, 3.24% de grasa, 7.02% de fibra, 7.32% de carbohidrato, energía de 66.51 kcal, pH de 3.32%, acidez 2.64 y 4.07°Brix. Además se realizó la visualización del orujo, a través del color, utilizando un scanner de escritorio EPSON L220, cuyas imágenes fueron analizadas a través del programa Imagej para comparar los colores de la muestra de orujo llevadas a dos fermentaciones; resultando que, la primera fermentación tiene mayor intensidad de color (RGB 113.69, 52.13, 18.27) que la segunda fermentación (RGB 84.21, 25.73, 8.80), ello verifica que a más fermentaciones sobre el orujo de uva se percibe el resquebrajamiento de los tejidos celulósicos de la cáscara de uva, por lo que precisa la salida de algunas sustancias de sólidos solubles. Además se realizó la caracterización por métodos de espectrometría, los azúcares totales, bajo un espectro de banda de 630nm, en muestra de primera fermentación que resultó 13.8189mg de glucosa/g de muestra, azúcares reductores, bajo un espectro de banda de 540nm en muestra de primera fermentación resultó 9.2655mg de glucosa/g de muestra. En cuanto a los fenólicos totales, dado su importancia se experimentó en un espectro de banda de 760nm, para muestra de primera fermentación tiene 4.4174mg de ácido gálico/g de muestra y para segunda fermentación de 8.0918mg de ácido gálico/g de muestra. El caso de los flavonoides se verificó en un espectro de banda de 405nm, resultando para la muestra de primera fermentación en 0.34406mmol quercetina/100 g muestra y para la segunda fermentación de 0.38066 mmol quercetina/100 g muestra. La optimización en el proceso de destilado para la obtención de etanol, se realizó bajo un diseño compuesto central, considerando variables de sistema de reflujo (factor X1), porcentaje de potencia de calefacción (factor X2) y caudal de flujo de agua para condensado (factor X3), siendo la variable de respuesta los grados alcohólicos de la producción de etanol, los parámetros óptimos tras análisis de datos son: 0.40 segundos en cuanto al sistema de reflujo, 80 porciento de potencia para el sistema de calefacción del destilador y 16 litros por segundo de caudal de flujo de agua para el sistema de condensado; bajo esos parámetros se han obtenido etanol con 80 grados alcohólicos como el más óptimo. Los residuos tras la obtención de etanol se procedió a compostar, en un compostador acondicionado; donde se mezclaron con bacterias eficientes autóctonas, obtenidos del aislamiento del follaje de uvas; el resultado en tiempo de obtención de compost fue de 21 días con una composición fisicoquímica de materia orgánica 94.66%, Nitrógeno total de 2.66%, pH 6.8, conductividad eléctrica 6.32%, fósforo total de 1.30% y potasio de 1.97%. Los resultados fisicoquímicos y bioactivos del orujo de uva, evidencian contenido nutricional y bioactivo, lo que propone incluso, como ingrediente de índole alimentario; con la existencia de azúcares subsistentes, se generó etanol con alto grado alcohólico, que tiene valor comercial. La utilización de bacterias eficientes autóctonas, descompone en el menor tiempo la materia orgánica, lo que supone disminución en contaminación ambiental al producirse dióxido de carbono prolongado en un procedimiento convencional.
Palabras clave: Residuos vitivinícolas, compuestos bioactivos, etanol y compost.
Descripción
Palabras clave
Compost, Etanol, Vitivinícola, Residuos, Compuestos bioactivos