Diseño de un biomaterial derivado de los residuos del cultivo del banano como alternativa de economía circular en el sector bananero
Mostra/ Apri
Data
2022-07-04Autore
Lopez Espitia, NicolasPabon Santamaria, Jose Ricardo
Kempe Quiroga, Marcel Fabian
Ochoa Calderon, Carolina
Direttore
Posada Uribe, Luisa FernandaPublishers
Pontificia Universidad Javeriana
facoltà
Facultad de Ingeniería
programma
Ingeniería Industrial
Titolo ottenuto
Ingeniero (a) Industrial
Tipo
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Citación
Metadata
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Titolo inglese
Design of a biomaterial derived from banana crop residues as a circular economy alternative in the banana sectorSommario
El cultivo del banano es considerado uno de los cultivos más importantes a nivel mundial debido a su alta demanda. En el proceso de producción solo se aprovecha el 12% de la planta y el residuo restante podría ser aprovechado por los productores de banano y las potenciales industrias, además el desconocimiento de los usos potenciales y el maltrato de los residuos ha generado pérdidas y causado alto impacto ambiental. en los territorios donde se desecha esta materia prima. A través de un estudio bibliométrico se identificaron los posibles usos de los residuos agrícolas del sector bananero; Se analizaron 1629 artículos diferentes con mayor importancia en la producción y potencial en el sector, China es el mayor productor de bibliografía a nivel mundial. El propósito de este proyecto es diseñar un bioproducto a partir de este residuo utilizando la fibra extraída para crear y contribuir al crecimiento económico y generación de producto; buscando evaluar en una prueba piloto de ingeniería un producto derivado de residuos de banano para solucionar diferentes problemas. Esto se estableció a través de una matriz de priorización, donde se seleccionó el material compuesto reforzado con fibra a través del análisis de capacidad, impacto social/ambiental y propiedad del material debido a la mejor solución de reutilización de residuos de banano, este es un material compuesto con D-limoneno reciclado. y EPS (Poliestireno Expandido) reciclado para brindar una solución ecológica a las diferentes industrias masivas contaminantes como la industria textil, llantas, aislamiento térmico, entre otras. Se evaluaron diferentes métodos de extracción para obtener la fibra de mejor calidad el material compuesto, capaz de ser transformado, como resultado, el método biológico fue el mejor ya que presentó un rendimiento total de 6.1%, es el más alto en comparación con los demás métodos, también tuvo la mejor relación costo-tiempo para la extracción de fibra. Además, diferentes pruebas de laboratorio, seguidas de un análisis en el software R studio, demostraron que la mejor disposición de las fibras en cada espécimen es a 60 grados, y la longitud no tuvo un efecto significativo en las pruebas. Por otro lado, se realizó un estudio de mercado y se escogió la industria del calzado en la ciudad de Bogotá, Colombia, se planteó sustituir este bioproducto como una alternativa verde a la suela tradicional (se determinaron cantidades y dimensiones de materias primas). estimado para determinar el material necesario para fabricar y abastecer la demanda mensual de acuerdo a las normas y estándares de la agroindustria sustentable), evaluando su factibilidad técnica y económica para cubrir el porcentaje de empresas que fabrican sus suelas y cubrir el modelo potencial de esta industria, concluyendo , este proyecto es viable debido a tres factores importantes: la relación costo-beneficio es de 1.31, la TIR es 1.2% superior a la tasa de retorno mínima requerida por los accionistas (esto refleja que la inversión es confiable), y el VAN refleja una utilidad de 200 millones; esto quiere decir que el proyecto renta a una tasa superior a la TMAR, por lo tanto, el proyecto es factible.
Astratto
The banana crop is considered one of the most important cultivations worldwide due to its high demand. In the production process, only 12% of the plant is used and the remaining residue could be used by banana farmers and potential industries, as well the lack of knowledge of the potential uses and the maltreatment of residues has generated losses and caused high environmental impact in the territories where this raw material is discarded. The possible uses of agricultural residues from the banana sector were identified through a bibliometric study; 1629 different articles were analyzed with greater importance in production and potential in the sector, China is the largest producer of bibliography around the world. The purpose of this project is to design a bioproduct from this residue using the extracted fiber to create and contribute to economic growth and product generation; looking to evaluate at an engineering pilot test a product derived from banana residues to solve different problems. This was established through a prioritization matrix, where the fiber-reinforced composite material was selected through the analysis of capacity, social/environmental impact and material property due to the best solution of banana waste reuse, this is a composite material with recycled D-limonene and recycled EPS (Expanded Polystyrene) to provide an eco-friendly solution for the different polluting massive industries such as the textile industry, tires, thermal insulation, and others. Different extraction methods were evaluated to obtain the best quality fiber the composite material, capable of being transformed, as a result, the biologic method was the best since it presented a total yield of 6.1%, it is the highest compared to the other methods, also it had the best cost-time ratio for fiber extraction. Besides, different laboratory tests, followed by an analysis in the R studio software showed that the best fiber arrangement in each specimen is at 60 degrees, and the length had no significant effect in the tests. In the other hand, a market study was carried out and the footwear industry in the city of Bogota, Colombia was chosen, it was approached to be replaced this bio product as a green alternative to the traditional sole (quantities and dimensions of raw materials were estimated to determine the necessary material to manufacture and supply the monthly demand according to the norms and standards of sustainable agribusiness), evaluating its technical and economic feasibility to cover the percentage of companies that manufacture their soles and cover the potential model of this industry, concluding, this project is viable due to three important factors: cost-benefit ratio is 1.31, the IRR is 1.2% higher than the minimum rate of return required by the shareholders (this reflects that the investment is reliable), and the NPV reflects a profit of 200 million; this means that the project rents at a higher rate than the TMAR, therefore, the project is feasible.
Tema
Ingeniería industrial - Tesis y disertaciones académicasMateriales biocompatibles
Banano
Aprovechamiento de residuos
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