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Technical and Economic Scenario for the Integral Small-Scale Valorization of Orange Waste in Colombia ; Escenario técnico y económico para la valorización integral a pequeña escala de residuos de naranja en Colombia

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  • Additional Information
    • Publication Information:
      Universidad Distrital Francisco José de Caldas
    • Publication Date:
      2022
    • Collection:
      Universidad Distrital de la ciudad de Bogotá: Open Journal Systems
    • Abstract:
      Context: The integral valuation of orange peel was studied under a biorefinery scheme where orange oil (with hydrolate as a by-product and the valorization of the oil through the extraction of limonene in later stages), pectin and flour were obtained for use as a supplement in animal feeding. Method: The process consisted of four general stages: i) extracting and obtaining orange oil and hydrolate through steam distillation, ii) obtaining limonene, iii) extracting pectin through the acid hydrolysis method, and iv) obtaining animal food from centrifugation and drying processes. Results: The experiments and characterizations were carried out at the laboratory scale, from 700 g of peel (wet) 3,34 mL of oil (80-85 % limonene), about 500 mL of hydrolate and about 260 g of solid residues (dry) were obtained. From these, around 9,7 g of pectin and around 40,3 g of flour for animal food supplements were obtained from batches of 50 g of dry material. Conclusions: According to the technical-economic analysis for the scale of production used, as well as for the national context, positive indicators such as the net present value (27’271.933) and the internal rate of return (5,27 %) were achieved, which show an interesting investment alternative to be considered as a waste valorization option for small and medium citrus producers in the country. ; Contexto: Se estudió la valoración integral de cáscara de naranja bajo un esquema de biorrefinería en el que se obtiene aceite de naranja (con hidrolato como subproducto y la valorización del aceite mediante la extracción de limoneno en etapas posteriores), pectina y harina para uso como suplemento en alimentación animal. Método: El proceso consistió en cuatro etapas generales: i) extracción y obtención de aceite e hidrolato de naranja mediante el proceso de arrastre de vapor, ii) obtención de limoneno, iii) extracción de pectina por medio de hidrolisis ácida, y iv) obtención de pienso a partir de procesos de centrifugado y secado. Resultados: Los experimentos y las ...
    • File Description:
      application/pdf; text/xml
    • Relation:
      https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/reving/article/view/17783/17854; https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/reving/article/view/17783/17933; C. Caldeira, A. Vlysidis, G. Fiore, V. De Laurentiis, G. Vignali and S. Sala, “Sustainability of food waste biorefinery: A Review on valorisation pathways, techno-economic constraints, and environmental assessment”, Biore source Technology, vol. 312, 2020. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123575; M. Patsalou, A. Chrysargyris, N. Tzortzakis and M. Koutinas, “A biorefinery for conversion of citrus peel waste into essential oils, pectin, fertilizer and succinic acid via different fermentation strategies”, Waste Management, vol. 113, pp. 469-477, 2020. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.06.020; G. Mao, D. Wu, C. Wei, W. Tao, X. Ye, R. J. Linhardt, C. Orfila, S. Chen, “Reconsidering conventional and innovative methods for pectin extraction from fruit and vegetable waste: Targeting rhamnogalacturonan I”, Trends in Food Science & Technology, vol. 94, pp. 65-78, 2019. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.11.001; L. V. Peñaranda, S. P. Montenegro y P. A. Giraldo, “Aprovechamiento de residuos agroindustriales en Colombia”, Revista de Investigación Agraria y Ambiental, vol. 8, no. 2, pp. 141-150, 2017.; A. G. Manrique, “Visión general del aprovechamiento de residuos cítricos como materia prima de biorrefinerías”, Cuadernos del Tomás, no. 10, pp. 153-168, 2018.; A. K. Tovar, L. Godínez, F. Espejel, R.-M. Ramírez-Zamora, and I. Robles, “Optimization of the integral valorization process for orange peel waste using a design of experiments approach: Production of high-quality pectin and activated carbon”, Waste Management, vol.85, pp. 202-213, 2019. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.12.029; D. L. Ortiz, E. Batuecas, C. E. Orrego, L. J. Rodríguez, E. Camelin, and D. Fino, “Sustainable management of peel waste in the small-scale orange juice industries: A Colombian case study”, Journal of Cleaner Production, vol. 265, 2020. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121587; E. Tsouko, S. Maina, D. Ladakis, I. Kookos, and A. Koutinas, “Integrated biorefinery development for the extraction of value-added components and bacterial cellulose production from orange peel waste streams”, Renewable Energy, vol. 160, pp. 944-954, 2020. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.05.108; M. Pourbafrani, G. Forgács, I. S. Horváth, C. Niklasson, and M. Taherzadeh, “Production of biofuels, limonene and pectin from citrus wastes”, Bioresource Technology, vol. 101, no. 11, pp. 4246-4250, 2010. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.01.077; M. Lohrasbi, M. Pourbafrani, C. Niklasson, and M. 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Solarte-Toro, J.-A. González-Aguirre, K. Peltonen, P. Richard, and C. A. Cardona Alzate, “Pre-feasibility analysis of the production of mucic acid from orange peel waste under the biorefinery concept”, Biochemical Engineering Journal, vol. 161, 2020. https://doi.org/10.1016/j.bej.2020.107680; J. F. Murcia, A. N. Ardila, R. Barrera, “A Bio-refinery approach from pineapple in the context of non-technified crops: The Choco-Colombian region”, Agricultural Reviews, Vol. 41 (4), 2020, pp. 317-327, 2020.; Y. A. Vargas y L. I. Pérez, “Aprovechamiento de residuos agroindustriales para el mejoramiento de la calidad del ambiente”, Facultad de Ciencias Básicas, vol. 14, no. 1, 59-72, 2018. https://doi.org/10.18359/rfcb.3108; A. M. Trujillo, Plan de negocio para el aprovechamiento de residuos de naranja en Bogotá D.C. y la generación de oportunidades innovadoras y sostenibles con miras al mercado internacional. Bogotá, Colombia, Universidad Piloto de Colombia, 2019.; S. M. Yepes, L. J. Montoya y F. Orozco, “Valorización de residuos agroindustriales - frutas - en Medellín y el sur del valle del Aburrá, Colombia”, Facultad Nacional de Agronomía, vol. 61, no. 1, pp. 4422-4431, 2008.; J. P. Rojas, A. Perea y E. E. Stashenko, “Obtención de aceites esenciales y pectinas a partir de subproductos de jugos cítricos”, Vitae, vol. 16, no. 1, pp. 110-115, 2009. ↑4, 5, 6, 7 [19] I. Cerón-Salazar y C. Cardona-Alzate, “Evaluación del proceso integral para la obtención de aceite esencial y pectina a partir de cáscara de naranja”, Ingeniería y Ciencia, vol. 7, no. 13, pp. 65-86, 2011.; E. P. Hurtado y A. L. Villa (2016), “Estudio de mercado aceite esencial de naranja en Colombia en el período 2009-2014”, Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas, vol. 10, no. 2, pp. 301-310, 2016.; K. A. Rodríguez y A. M. 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Recuperado de: http://hdl.handle.net/10901/11805; https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/reving/article/view/17783
    • Online Access:
      https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123575
      https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.06.020
      https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.12.029
      https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121587
      https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.05.108
      https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.01.077
      https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.04.078
      https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.03.060
      https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2014.11.015
      https://doi.org/10.1016/j.bej.2020.107680
    • Rights:
      Derechos de autor 2022 Santiago Bedoya Betancur, Sebastian Amar Gil, Rolando Barrera Z., Erasmo Arriola V., Alba N. Ardila A. ; https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
    • Accession Number:
      edsbas.A6D2888