INFORME DE INVESTIGACION SOBRE ALTERNATIVAS DE USO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LA PRODUCCIÓN DE AZÚCAR

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FACULTAD DE INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL

“INFORME DE INVESTIGACION SOBRE ALTERNATIVAS DE USO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LA PRODUCCIÓN DE AZÚCAR”

Autores:

Arévalo Amoroto Witny, (N0047850)

Valderrama De La Cruz Joel Alexander, (N00172131)

Roncal Rodríguez, Daniela (N00138284)

Moscoso Gil, Lisset María Del Carmen (N00113387)

Asesor:

                             Ronald Antonio Alvarado Obeso                                      

Curso:

Procesos Unitarios

Fecha de entrega:

15/09/2021

Trujillo, Perú

2021 - 2

INTRODUCCION

La caña de azúcar es uno de los principales cultivos agroindustriales, tiene su origen en el sureste asiático y actualmente se cultiva a nivel mundial sobre todo en países tropicales y subtropicales; donde el aumento del volumen de desechos estos sólidos industriales, agrícolas y domésticos conlleva una serie de implicaciones relacionadas con aspectos de salubridad y medioambientales que son objeto de preocupación para las investigaciones en materia de ecología y medioambiente y que aglutinan gran parte de los esfuerzos de los proyectos relacionados con el desarrollo sostenible. Por otra parte, las investigaciones concernientes a la ecología de sistemas agrícolas han adquirido gran relevancia en las últimas décadas tanto en los países en vías de desarrollo como en los países desarrollados, ya que, por ejemplo, en el caso de América Latina, la modernización de la agricultura mediante tecnologías convencionales no ha promovido el desarrollo para la mayoría de los agricultores. (Basanta, R.; et al., 2007)

La agroindustria azucarera, de gran relevancia en la mayoría de las áreas tropicales y subtropicales, genera gran cantidad de residuos que suelen reutilizarse como enmienda agrícola; de este modo y, debido a que no existe mejor alternativa que la utilización de todos los residuos orgánicos disponibles, estos pueden ser aprovechados para disminuir el proceso de degradación del suelo que se manifiesta en muchos casos a través de problemas de compactación, sellado superficial, salinización y erosión. Sin embargo, es importante tener presente que los residuos industriales pueden contener cierta cantidad de substratos no degradados o recalcitrantes y metabolitos intermedios originados durante el procesado; el intervalo de compuestos relevantes a los que habría que prestar atención depende de la capacidad de los procedimientos analíticos utilizados, tanto para el compuesto inicial como para sus posibles productos de transformación. Algunos compuestos que son objeto de los programas de biodegradación han sido considerados degradables en ensayos controlados de laboratorio, pero la cuestión fundamental es si son degradados en un ambiente concreto y específico. (Basanta, R.; et al., 2007)

Por otra parte, el hecho de que la caña de azúcar haya sido utilizada durante más de cuatrocientos años como materia prima para la producción de azúcar, contribuyó a crear una mentalidad de que la síntesis de sacarosa es la característica más importante de este tipo de industria, sin embargo, actualmente en varios países productores existe una importante diversificación de los aprovechamientos tanto de la propia caña como de los residuales y subproductos que se generan en su procesamiento. Por lo cual el objetivo de esta investigación es realizar una investigación de las alternativas que se brindan en la actualidad a los residuos de la Industria Azucarera.

USOS EN LA ACTUALIDAD, DE LOS RESIDUOS DE PRODUCCIÓN DE LA CAÑA DE AZÚCAR

1. Residuos de la caña de azúcar para producir papel reciclado:

Investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL), Argentina, trabajan sobre la mejor manera de extraer hemicelulosa del bagazo de la caña de azúcar, para la mejora de propiedades de papel reciclado y, por otro lado, para la producción de películas y geles destinados a diferentes usos. El bagazo es el residuo de materia que queda luego de que a la caña de azúcar se le extrae el jugo azucarado. Esos restos poseen una gran cantidad de fibras que pueden ser utilizadas para producir papel. “Dos empresas en el país lo utilizan y producen, diariamente y todo el año, unas 300 o 400 toneladas de papel/día. La utilización de fibras de bagazo en Argentina es muy importante, ya que supone entre un 25 y 30 por ciento de la producción nacional de pulpa virgen para papel”, destacó Miguel Zanuttini, que dirige el Instituto de Tecnología Celulósica de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) de la UNL (Residuos Profesional, 2017).

1. Residuos de caña de azúcar y bacterias, materias primas para elaborar fertilizante:

El Instituto Tecnológico Superior de Tierra Blanca (ITSTB) que forma parte del Tecnológico Nacional de México (Tecnm) a generar alternativas para el uso de los residuos agroindustriales de la caña de azúcar, teniendo como resultado la producción de un bioinoculante mediante la fermentación sólida del bagazo.

La investigación denominada “producción de un bioinoculante de trichoderma sp. y bacillus sp. mediante fermentación sólida del bagazo de caña de azúcar” propone la utilización de los residuos de caña como medio de cultivo de cepas microbianas, que son microorganismos benéficos para el suelo y control de enfermedades (plagas). Lo que consiste en utilizar los residuos de caña de azúcar como sustrato para asentar cepas bacterianas que posteriormente se emplearán como un inoculante biológico, es decir, un producto a base microorganismos que favorece el crecimiento vegetal. El proyecto planteado por los investigadores del ITSTB propone el uso integral de la caña de azúcar, ya que después de obtener la pulpa, los productores pueden usar el bagazo como medio de cultivo de cepas microbianas que favorecen los suelos, es decir, un fertilizante biológico que disminuiría los gastos en fertilizantes. (Iresiduo, 2017)

1. Caña de azúcar y subproductos de la agroindustria azucarera en la alimentación de rumiantes:

El cultivo de la caña de azúcar genera residuos agrícolas como el cogollo y hojas verdes (8 %), vainas y hojas secas (20 %), y subproductos industriales derivados de la manufactura, no solo de la panela sino también del azúcar tales como: el bagazo, el bagacillo, la cachaza, el melote, la melaza y la vinaza. Estos presentan diferentes características en cuanto a su composición química, como un alto contenido de fracciones de pared celular, alta concentración de sacarosa y otros azúcares solubles, bajos contenidos de proteína y minerales (Cuadro 2), los cuales se han empleado en la elaboración de diferentes dietas para la alimentación de rumiantes, previo un tratamiento de tipo físico, químico o biológico (Martín, 2004).

TABLA 1: Composición química y mineral de los subproductos de la agroindustria caña de azúcar.

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         Fuente: (Lagos & Castro, 2019).

El incluir al bagazo como única fuente de fibra o como suplemento de diferentes raciones, ha mostrado resultados satisfactorios. Se considera uno de los subproductos más importantes que se generan en el proceso agroindustrial de la producción de azúcar de caña, tanto por su composición fibrosa como por su valor energético; además, ha sido utilizado como fuente de energía a través de la combustión, y como materia prima para muchos coproductos de alto valor agregado como la pulpa química papelera (Llanes, 2012).

El bagazo de muy alto contenido de fibra presenta una baja digestibilidad, alrededor del 25 %, el cual para ser utilizado requiere tratamientos físico-químicos que ayuden a mejorarlo, ya que incorporándolo en la dieta directamente solo haría un efecto físico de llenado, con el agravante que el animal tendría que gastar más energía en digerirlo. Su inclusión en las dietas no debería pasar del 10 % (Martin, 2009).

Un subproducto de gran utilidad en la alimentación animal como fuente de energía y aglutinante en la elaboración de bloques multinutricionales, son las mieles, más comúnmente conocidas como melaza, la cual es un líquido denso y viscoso de color oscuro producto de la refinación de la sacarosa procedente de la caña de azúcar, se pueden rescatar los diferentes usos que se da a la melaza en la alimentación del ganado vacuno, como una fuente de azúcares y mejoramiento de la palatabilidad hasta su utilización como principal ingrediente en raciones para rumiantes (Lagos & Castro, 2019).

1. Uso de cachaza y bagazo de caña de azúcar en la remoción de hidrocarburos en suelo contaminado:

El objetivo del presente trabajo fue determinar la eficiencia de remoción de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y de hidrocarburos totales del petróleo (HTP) de un suelo contaminado con petróleo crudo, utilizando dos tipos de residuos agroindustriales, la cachaza y el bagazo de caña de azúcar como enmiendas y texturizaste. La incorporación tanto del bagazo como de la cachaza presentaron efecto similar en la degradación del petróleo, siendo el residuo orgánico seleccionado (cachaza) el idóneo para su aplicación en la remediación del suelo debido a su disponibilidad de 2.5 toneladas por 100 toneladas de caña. La cachaza resultó ser una alternativa para ser utilizada en los procesos de remoción de contaminantes como los HTP y HAP de suelos contaminados con hidrocarburos del petróleo, con resultados semejantes a los alcanzados con el bagazo de caña de azúcar. La cachaza además de funcionar como enmienda, presenta la ventaja de aportar microorganismos al suelo con la capacidad de biotransformar los tóxicos, y de nutrimentos en mayor concentración que los encontrados en bagazo de caña de azúcar, en especial del fósforo (García, R., Et. al, 2011). 

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