Industrial potato peel composting: Blend formulation using mixture design analysis

Potato peel (PP) is a surplus material from the industry of processed potato products, like French fries, chips and puree, which create disposal, sanitation, and environmental problems. Given its high content of organic compounds (namely starch, cellulose, hemicelluloses, lignin and fermentable sugars), composting may constitute an interesting option to
enhance PP valorisation.

Further Authors:
Margarida M.J. Quina - Chemical Engineering Department of University of Coimbra
Rosa Quinta-Ferreira - Chemical Engineering Department of University of Coimbra

Typically, PP waste is characterized by high interparticle water content which might hinder composting evolution, due to higher oxygen diffusion resistance in pores between particles. Therefore, its valorization may require a previous mixture with other materials, aiming to reach an adequate formulation for composting. Free air space (FAS) is a physical parameter that may play a fundamental role in such processes, in order to maintain aerobic conditions. This study aims to predict FAS of composting mixtures, when the proportions of the individual materials involved were varied. An augmented simplex-centroid mixture design approach was used to characterize and predict FAS of a mixture involving potato peel (PP), grass clippings (GC) and as bulking agents rice husks (RH) in a set A or sawdust (SD) in a set B. Mixture design methodology consists in varying the proportions of two or more ingredients of a blend, in order to study the influence of the independent variables (ratios of different components) in a measured response (in this case FAS), which is dependent on the ingredient composition. FAS was determined experimentally in fourteen different mixtures and these data were modeled by second order Scheffé polynomials. The regression parameters indicated good fit of model to data. Surface and response trace plots allowed to identify antagonistic effects of GC and SD in FAS. The mathematical model proposed was validated with additional experimental data and very good agreement was achieved. Some theoretical and empirical approaches available in literature for FAS quantification were compared with the predictions obtained through the models provided in our study. In summary, mixture design approach lead to very good results to estimate FAS of industrial PP mixtures intended for composting, avoiding trial and error methods often used to establish the ingredients proportions. By overlapping contour plots that describe the influence of the mixture composition in FAS, it was possible to select a range that complies with requirements in what concerns moisture content, C/N ratio and FAS.



Copyright: © European Compost Network ECN e.V.
Quelle: Orbit 2012 (Juni 2012)
Seiten: 8
Preis inkl. MwSt.: € 8,00
Autor: Micaela A. R. Soares

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