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Anaerobic Co-digestion of Slaughter Residues with Agricultural Waste of Amaranth Quinoa and Wheat
(Universidad Estatal de Bolívar, 2021-10-28) Meneses Quelal, Washinton Orlando; Velázquez Martí, Borja; Gaibor Chávez, Juan; Niño Ruiz, Zulay; Ferrer Gisbert, Andrés
The purpose of this research is to experimentally evaluate the anaerobic co-digestion in the city of Guaranda of slaughterhouse residues (RM) with straw residues from agriculture, such as amaranth residues (AM), quinoa residues (QU) and residues of wheat (TR), to reduce slaughterhouse discharges and prevent contamination of the city. The study was carried out on a laboratory scale in 311-ml biodigesters under mesophilic conditions of 37 °C. In addition, sewage sludge was used as inoculum with two relationships between substrate and inoculum (SIR 1:1 and SIR 1:2). The design was completed using three relationships between substrate (RM) and co-substrate (AM, QU and TR): 25:75, 50:50 and 75:25. Anaerobic co-digestion resulted in methane yields of 407 ml CH4/g VS, with a methane content in the biogas of 77% for the mixture of RM and QU (RM-QU (25:75)). The increase in inoculum in the mixtures composed of RM and QU increased the biodegradability between 17 and 22%. However, in the mixtures of slaughterhouse waste and amaranth (RM-AM (25:75)), a further increase in inoculum reduced biodegradability by 5%. The results revealed that there is a greater synergy between the RM and QU as the percentage of QU in the mixture is increased. This meant that the co-digestion of the RM with the QU accelerates the biodegradability of the mixture, increasing the production of biogas.
Antioxidant and Antimicrobial Properties Determination of two Varieties of Malanga: White Malanga (Xanthosoma sagittifolium) and Purple Malanga (Xanthosoma violaceum) Cultivated in Ecuador
(Universidad Estatal de Bolívar, 2022-12-15) Poaquiza Caiza, Klever; Escobar Pungaña, Esthefania; Gaibor Chávez, Juan; Montero, Danilo; Bayas Morejón, Favian
Background and Objective: Malanga is a tuber introduced in Ecuador, rich in thiamin, riboflavin, flavonoids, protein, fibre and vitamins, ideal for a balanced diet, which today contributes enormously to the socio-economic development of some areas of the country. In this sense, the objective of this work was to know the antioxidant and antimicrobial properties of two varieties of malanga (White and purple) grown in Ecuador. Materials and Methods: For which, the extract of the two malanga varieties was obtained using two extraction methods (soxhlet and supercritical fluids "SCF"). The extracts obtained were analyzed for their antioxidant activity by the DPPH method and their antimicrobial activity by disc-plate diffusion, against strains of Escherichia coli, Salmonella, Arcobacter and Staphylococcus aureus. Gas chromatography analysis coupled to a Mass Spectrometer (to know the bioactive compounds that act) was performed. Results: After these analyses, the SCF extracts showed higher antioxidant activity. With respect to antimicrobial activity, no values greater than 8 mm in halo size were found in any of the extracts, however, it was in the S. aureus strain that there was the greater activity of SCF extracts against the pathogen. After chromatography, the most representative compounds were phthalic acid, bis (2-ethylhexyl), linoleic acid, palmitic acid, linolein, 2-mono, furfural, pyranone, all of these together act as antioxidants, anti-inflammatory and antibacterial. Conclusion: Finally, it was concluded that malanga extracts by SCF could act as inhibitors only against Gram-positive bacteria.
Caracterización termo-química de los residuos de biomasa del cultivo de maíz suave (zea maíz) en la provincia de Bolívar.
(Universidad Estatal de Bolívar, 2017-02-10) Gaibor Chávez, Juan; Pérez, Sergio; Niño, Zulay
La biomasa residual procedente de la agricultura en la provincia Bolívar constituye un recurso potencialmente aprovechable como fuente de biocombustibles y otros subproductos. Sin embargo, no ha sido utilizado hasta ahora, debido a que presenta diferentes dificultades técnicas, así como por la carencia de suficiente información sobre la cantidad y calidad para su transformación. Su gestión energética podría suponer un ingreso adicional para los agricultores, que por un lado comercializarían la cosecha alimentaria, y por otro comercializarían estos residuos como fuente de energía, materia prima, o subproductos elaborados, al tiempo de rentabilizar las operaciones de mantenimiento dentro de una gestión sostenible. Esto fortalecerá los lineamientos del Plan Nacional de Buen Vivir. Cualquier plan de explotación energética a nivel práctico precisa una cuantificación de los distintos recursos disponibles, junto una caracterización que permita establecer la aptitud de los recursos biomásicos a los distintos procesos para la obtención de energía: combustión directa, gasificación, fermentación etc. Este proyecto pretende caracterizar el material residual resultado de las cosechas de maíz suave generado en los Cantones de Guaranda, Chimbo, San Miguel y Chillanes, que son los mayores productores en la Provincia de Bolívar. El proyecto proporcionará una base de datos donde señale los siguientes parámetros: - Determinación del poder calorífico - Análisis elemental: en C, H, N, S, O, Cl - Análisis proximal: Contenido de volátiles, cenizas, carbono fijo, humedad inicial y su evolución mediante secado en distintas condiciones. - Análisis estructural: Celulosa, lignina y hemicelulosa
Cuantificación de las pérdidas de suelos, macro y micronutrientes por erosión en suelos representativos, en la parroquia Santa Fé, provincia de Bolívar.
(Universidad Estatal de Bolívar, 2015-07-30) Monar Gavilánez, Nelson Arturo; Gaibor Chávez, Juan; Yánez, Rodrigo; Espinoza, Klever
En la parroquia de Santa Fe la actividad agropecuaria es la más importante desde el punto de vista social y económico, de cuya explotación vive aproximadamente el 90% de la población y donde el suelo es el recurso natural mas importante.
Desarrollo de prácticas agroecológicas para la conservación de los suelos, en las parroquias San Lorenzo, provincia Bolívar.
(Universidad Estatal de Bolívar, 2015-07-30) Monar Gavilánez, Nelson Arturo; Gaibor Chávez, Juan; Yánez, Rodrigo; Fierro, Sonia
La agricultura es el renglón importante de la realidad socioeconómica de la comunidad de San Lorenzo la provincia Bolívar, de cuya explotación vive aproximadamente el 90% de la población, donde el suelo es el recurso natural mas importante y quizás el menos investigado.
Effect of the co-digestion of agricultural lignocellulosic residues with manure from South American camelids
(Universidad Estatal de Bolívar, 2021-01-05) Meneses Quelal, Orlando; Velázquez Martí, Borja; Gaibor Chávez, Juan; Niño Ruiz, Zulay
This study aims to evaluate the effects of the co-digestion of agricultural residues with manure from camelids from the Andean zone. Different combinations of llama manure (LM) and vicuñas (VM) were made with amaranth (AS), quinoa (QS), and wheat (WS) residues. They were fermented using sewage sludge as inoculum. The co-digestion was evaluated under mesophilic conditions for 40 days. The ratios of volatile substances of substrate / co-substrate evaluated were 0:100; 25:75; 50:50, 75:25, and 100:0. Two substrate / inoculum ratios (SIR 1:1 and SIR1:2) were also evaluated. The results indicate that the maximum methane accumulation rate is obtained in SIR 1:1 for a VM-AS ratio (25:75) with 540 mL/g volatile solid (VS). In general, the results did not increase with the increase in inoculum; rather, the tendency to improve methane yield is associated with an increase in the amount of agricultural residues, mainly AS. Regarding the kinetic modeling, the transfer model is the one that best adjusted the predicted values to those observed with an r2 between 0.991 and 0.999, and an RMSE value between 2.06 and 13.62 mL/g (volatile solid) VS. Finally, all the trials presented synergistic effects in their co-digestion except the digesters formed by LM-AS, LM-QS and LM-WS of SIR 1:2. These presented antagonistic effects in which the addition of the co-substrate generated competition with the substrates, reducing methane production. © 2021 Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd
Estudio de polifenoles totales y actividad antioxidante de dos variedades de zanahorias (Arracacia xanthorrhiza) y camote morado (Ipomoea batatas lam) en el cantón Guaranda - provincia Bolívar
(Guaranda. Universidad Estatal de Bolívar. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente. Carrera de Ingeniería Agroindustrial, 2021) Murillo Moreno, María Guadalupe; Parco Carvajal, Johana Maribel; Gaibor Chávez, Juan
Las zanahorias blancas (Arracacia xanthorrhiza bancroft), amarilla (Arracacia xanthorrhiza), y, camote morado (Ipomoea batatas lam), son tubérculos que poseen grandes propiedades nutricionales y son poco estudiados como; fuente de energía, vitaminas, minerales, proteínas, carbohidratos y azucares esenciales en la dieta humana y principalmente de compuestos funcionales como fenoles, flavonoides, antocianinas, entre otros. Por lo mencionado la presente investigación está enfocada, al estudio de polifenoles totales y actividad antioxidante de dos variedades de zanahorias (Arracacia xanthorrhiza), y, camote morado (Ipomoea batatas lam) en el Cantón Guaranda - Provincia Bolívar con tres métodos de extracción (solventes orgánicos, soxhlet y fluidos supercríticos). Se caracterizó los extractos obtenidos mediante cromatografía gaseosa acoplada a un detector de masas (GC-MS), donde se identificaron entre 22 y 38 compuestos, los compuestos identificados pertenecen a grupos funcionales de polifenoles, antioxidantes, aldehídos, esteres, azucares, ácidos, carbohidratos, fármacos y alcoholes. Se evaluó la concentración de polifenoles totales (TPC) mediante el método de Folin-Ciocalteu y la actividad antioxidante mediante los métodos de ensayo de actividad antioxidante total (ABTS), poder antioxidante reductor férrico (FRAP) y actividad de captación de radicales (DPPH) de los extractos. Los datos obtenidos muestran que la mejor matriz con mayor concentración de polifenoles totales y actividad antioxidante fue el camote morado en el extracto por fluidos supercríticos con valores de 73,57 mg ácido gálico/100 gramos de muestra, 807,17; 372,10 y 630,79 µmol Trolox/g muestra respectivamente.
Evaluation of methane production from the anaerobic co-digestion of manure of guinea pig with lignocellulosic Andean residues
(Universidad Estatal de Bolívar, 2021-08-07) Meneses Quelal, Washington Orlando; Velázquez Martí, Borja; Gaibor Chávez, Juan; Niño Ruiz, Zulay; Ferrer Gisbert, Andrés
The objective of this research was to evaluate anaerobic co-digestion of guinea pig manure (GP) with Andean agricultural residues such as amaranth (AM), quinoa (QU) and wheat (TR) in batch biodigesters under mesophilic conditions (37 0C) for 40 days. As microbial inoculum, sewage treatment sludge was used in two inoculum/substrate ratios (ISR of 1 and 2). In terms of methane production, the best results occurred in treatments containing AM and QU as co-substrate and an ISR of 2. Thus, the highest methane production yield in the GP:AM biodigesters (25:75) and GP:QU (25:75) with 341.86 mlCH4/g VS added and 341.05 mlCH4/g VS added, respectively. On the other hand, the results showed that methane production with an ISR of 2 generated higher yields for guinea pig waste and the methane fraction of the biogas generated was in a range from 57 to 69%. Methane production kinetics from these raw materials was studied using five kinetic models: modified Gompertz, logistic equation, transfer, cone and Richards. The cone model adjusted best to the experimental values with those observed with r2 of 0.999 and RMSE of 1.16 mlCH4/g VS added. Finally, the highest biodegradability (experimental yield/theoretical yield) was obtained in the GP-AM biodigesters (25:75) with 67.92%.
Obtención de biogás y digestato a partir de la co-digestión anaerobia de residuos agropecuarios en la organización Inti Churi, cantón Guaranda, provincia Bolívar
(Guaranda. Universidad Estatal de Bolívar. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente. Carrera de Ingeniería Agroindustrial, 2021) Vallejo Tualombo, Cuillor Samuel; Yumbay Yallico, Remigio Curicama; Gaibor Chávez, Juan
El biogás es una fuente de energía renovable y amigable con el medio ambiente que puede ser producida a partir de cualquier tipo de residuo orgánico. La utilización de estiércoles en el proceso de co-digestión anaerobia ayuda enormemente a la reducción de los gases de efecto invernadero que estos producen, y además, supone un método de valorización de residuos en forma de energía térmica. En comunidades y poblados alejados de las ciudades donde el suministro de gas es limitado, los biodigestores son una opción excelente, ya que su construcción y mantenimiento son de bajo costo. Sumado a esto, las materias primas utilizadas para este proceso se pueden obtener en la misma localidad. El proceso de la co-digestión sobre los 3200 msnm en el Ecuador está mínimamente estudiado. El presente trabajo de investigación se realizó en dos fases: fase experimental de laboratorio y fase de aplicación en campo. La misma se estructuró de forma que en laboratorio se realizase el ensayo en las condiciones óptimas de funcionamiento del proceso, de modo que, se comparan las condiciones existentes en campo con estas. Se obtuvo una producción diaria de biogás con un porcentaje de metano superior al 70% en ambas fases. Cabe recalcar que el factor más influyente al momento de realizar el proceso de la co-digestión anaerobia fue la temperatura.