Ilustraciones, gráficasspa:La tesis se centra en el diseño y la evaluación sostenible (tecno-económica, social y ambiental) de una biorrefinería de segunda generación multi-entrada para la valorización de los residuos de la agroindustria del plátano. Los datos obtenidos de fuentes primarias y secundarias se utilizaron para construir y evaluar el diseño. Para el diseño también se utilizó la investigación en silico combinada con la investigación aplicada realizada en los laboratorios de la Universidad de Caldas (Unidad Tecnología de Alimentos y la Planta de Bioprocesos y Agroindustria) y la Universidade do Minho (Centro de Ingeniería Biológica). El procedimiento general de síntesis de procesos basado en el conocimiento propuesto por Douglas (1985) con elementos del modelo de descomposición de cebolla propuesto por Smith (2005) se aplicaron en los diagramas. Los softwares matemáticos y de simulación como SuperPro Designer, Matlab y WAR, entre otros, también se utilizaron en el diseño y la evaluación de la biorrefinería. Este diseño y la evaluación mostraron que la mejor alternativa para una biorrefinería multi-entrada es procesar los residuos de la agroindustria del plátano mediante dos corrientes (lignocelulósica y amilácea) distribuidas en diferentes porcentajes para lograr una mayor rentabilidad de los productos. Esta tesis aportó conocimientos para los sectores agrícola, agroindustrial y académico sobre nuevos métodos (diseños y evaluaciones de procesos integrados en una biorrefinería sostenible) para la valorización de los residuos de plátano; demostrando que es rentable implementar este tipo de proceso en lugares con alta producción de este tipo de residuos.eng:The thesis focuses on the design and sustainable assessment (techno-economic, social and environmental) of a second–generation multi-input biorefinery for the valorization of waste from plantain agro-industry. The data obtained from primary and secondary sources were used to build and assess the design. In silico research combined with applied research carried out at the University of Caldas (Bioprocess and Agroindustry Plant and Food Technology Unit laboratories) and the University of Minho (Centre of Biological Engineering) was also used for the design. The general knowledge-based process synthesis procedure proposed by Douglas (1985) with elements of the onion–based decomposition model proposed by Smith (2005) were applied in the diagrams and process flowsheets. Mathematical and simulation software such as SuperPro Designer, Matlab, and WAR, among others, were also utilized in the design, and the biorefinery assessment. This design and the assessment showed that the best alternative for a multi-input biorefinery is to process the waste from the plantain agro-industry by two streams (lignocellulosic and starchy) distributed in different percentages to achieve greater profitability from the products. This thesis contributed with knowledge for the agricultural, agro-industrial, and academic sectors on new methods (designs and assessments of processes integrated into a sustainable biorefinery) for the valorization of plantain waste; demonstrating that it is profitable to implement this type of process in the field with high production of this type of waste.Chapter 1. Introduction / 1.1. Focus área / 1.2. Problem statement / 1.3. Justification / 1.4. Aims 1.4.1. General objective / 1.4.1. Specific aims / 1.5. Document structure / 1.6. References / Chapter 2. Literature review (theoretical framework and background) / 2.1. Systematic review / 2.1.1. Introduction / 2.1.2. Research questions / 2.1.3. Search criteria / 2.1.4. Search methodology and analysis of the information / 2.1.5. Results / 2.1.6. Answers to research questions / 2.2. Waste from plantain agro-industry / 2.3. Biorefineries / 2.3.1. Concept y classification / 2.3.2. Process integration / 2.3.3. Conceptual design / 2.3.4. Biorefineries implemented / 2.4. Process engineering / 2.4.1. Process synthesis / 2.4.2. Process design / 2.5. Sustainable assessment / 2.5.1. Economic analysis / 2.5.2. Environmental analysis / 2.5.3. Social analysis / 2.6. Reference Chapter 3. Towards a biorefinery processing waste from plantain agro-industry: Assessment of the production of dairy cattle feed through process simulation / Chapter 4. Towards a biorefinery processing waste from plantain agro-industry: Process design and techno-economic assessment of single-cell protein, natural fibers, and biomethane production through process simulation / Chapter 5. Valorization of rejected unripe plantain fruits of Musa AAB Simmonds: From nutritional characterization to the conceptual process design for prebiotic production / Chapter 6. Towards a biorefinery processing waste from plantain agro-industry: Process development for the production of an isomalto-oligosaccharide syrup from rejected unripe plantain fruits / Chapter 7. A framework for the design of sustainable multi-input biorefineries through process simulation: A case study for the valorization of lignocellulosic and starchy waste from the plantain agro-industry / Chapter 8. Overall conclusions / AppendixDoctoradoDoctor(a) en IngenieríaBiotecnología Agroindustrial y Ambiental