Browsing by Author "Cabrera Abarca, Daniela Viviana"

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    Converting organic waste into energy by coupling hydrothermal liquefaction and anaerobic digestion
    (2025) Cabrera Abarca, Daniela Viviana; Labatut, Rodrigo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Los crecientes desafíos de la gestión de residuos y la sostenibilidad energética exigen soluciones innovadoras. Esta tesis explora la integración de la licuefacción hidrotermal (HTL) y la digestión anaeróbica (AD) para convertir residuos orgánicos con alto contenido de humedad, como los residuos de trampas de grasa (GTW) y el digestato anaeróbico, en productos energéticos valiosos. El sistema HTL opera a temperaturas moderadas y altas presiones, generando biocrudo, un producto acuoso rico en nutrientes (AP), hidrocarbón y gas. El AP, que suele ser un desafío su tratamiento, se reutiliza en este estudio para mejorar la recuperación de biocrudo y la producción de metano a través de la AD. Se realizaron cuatro fases de investigación: Primero, se evaluó la influencia de las condiciones operativas del HTL para optimizar el rendimiento del biocrudo y las características del AP. Segundo, se desarrollaron rutas de reacción para el HTL de GTW y digestato, arrojando luz sobre sus mecanismos de transformación. Tercero, se analizó la recirculación del AP en el sistema HTL, demostrando su papel en el aumento del rendimiento del biocrudo y evaluando las limitaciones en su reutilización. Por último, se investigó la integración de HTL con digestión anaeróbica de alta tasa (HRAD), demostrando su efectividad para maximizar la recuperación de energía y mitigar impactos ambientales en el tratamiento de residuos. Los resultados indican que la integración HTL-AD mejora la eficiencia de recuperación energética y la calidad de los productos en comparación con procesos independientes. Sin embargo, se identificaron desafíos como la toxicidad del AP y la estabilidad del reactor bajo altas cargas de AP, subrayando la necesidad de enfoques personalizados según el tipo de residuo y las condiciones operativas. Este trabajo contribuye al campo emergente de las tecnologías de conversión de residuos en energía, proporcionando un marco para la escalabilidad equilibrando viabilidad ambiental y económica.
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    Grease trap waste valorization through hydrothermal liquefaction and anaerobic digestion: a circular approach to dairy wastewater treatment
    (Royal Society of Chemistry, 2024) Cabrera Abarca, Daniela Viviana; Adema Yusta, Ingrid Paz; Santibañez Prado, María José; Celis, Crispin; Tester, Jefferson W.; Labatut, Rodrigo
    Grease traps are commonly used in the dairy industry to separate fats from their generated wastewater. Due to its properties, grease trap waste (GTW) is predominantly incinerated or landfilled despite its high energy content. In this study, hydrothermal liquefaction (HTL) was used to convert dairy industry GTW into biocrude while the generated HTL-wastewater (AP) was subjected to anaerobic digestion (AD) to recover biomethane. To maximize organic carbon to biocrude conversion, and to minimize the use of freshwater, a fraction of the AP was recirculated in subsequent HTL reactions. AP recirculation increased biocrude yields (73 vs. 78 wt%) but decreased both the higher heating value (HHV) (38 vs. 37 MJ kg−1) and the fraction (72 vs. 64%) of lighter hydrocarbons. Continuous AD using an EGSB reactor proved to be an effective method to further reduce the COD of the AP from 6.5 g L−1 to 0.7 g L−1 and enhance the overall energy recovery of the GTW from 81% (HTL only) to 83.1% (HTL-AD). Integrating HTL with AD and recycling a fraction of the AP in the HTL process allows for efficient wastewater treatment and a recovery of up to 84.8% of the energy contained in the GTW.