Actualmente el método termoquímico de la carbonización hidrotérmica (CHT) se está utilizando para dar tratamiento a residuos con alto contenido de humedad, presentando ventajas que lo diferencian de otros métodos termoquímicos. En el proceso de la CHT se obtienen tres productos el hidrochar, el bioaceite y el biogás. Al bioaceite se le ha prestado poca atención siendo el hidrochar el objeto de estudio más frecuente, sin embargo, el bioaceite contiene una alta carga orgánica que puede ser susceptible al aprovechamiento mediante la digestión anaerobia (DA), es por ello que en la presente investigación se tiene el objetivo de realizar el aprovechamiento de la fase líquida obtenida en el proceso de hidrocarbonización de biomasa residual citrícola mediante digestión anaerobia con fines de producir biocombustibles. Para llevar a cabo la CHT de los residuos de naranja se utilizó un reactor de acero inoxidable de alta presión con tiempos de operación de 1,2 y 3 h, temperatura de 180 °C y relación residuo/agua (1:1) para la CHT de la cáscara de naranja y para la CHT de la naranja entera se utilizó el tiempo de operación de 1 h, temperatura de 180 °C y relación residuo/agua (1:1), se separó el bioaceite del hidrochar para su uso posterior. Para la DA se utilizó un reactor de biopelícula denominado Reactor Anaerobio Híbrido (RAH) con 1.5 L de Extendosphere™ colonizado con un inóculo, y con un volumen útil de 2.5 L, operado a temperatura de 35 ± 2 °C y pH de 6.8-7.2. El RAH operó en cinco etapas, en la Etapa 1 se alimentó en forma batch, como sustrato se utilizó la fracción líquida de jitomate (FLJ) alimentando con una concentración de 10 gDQO/L cada tercer día, en la Etapa 2 se cambió la forma de alimentar pasando de batch a continuo, utilizando una Cva de 5 gDQO/L·d, y se siguió utilizando la FLJ. En la Etapa 3 se introdujo el bioaceite y se mantuvo la Cva de 5 gDQO/L·d, al iniciar la Etapa 4 se incrementó la Cva a 8 gDQO/L·d y finalmente en la Etapa 5 se cambió el sustrato regresando a la FLJ, con el objetivo de estudiar el comportamiento del RAH. Se monitoreó el proceso en el influente y efluente del RAH por medio de pH, DQOT, DQOS ST, SV y alcalinidad. La producción de biogás se cuantificó diariamente mediante un sistema de desplazamiento gas-líquido y el rendimiento de metano se cuantifico utilizando una trampa de NaOH al 3M a temperatura y presión estándar. Al utilizar el bioaceite de la cáscara de naranja se presentó una baja remoción de DQO, lo contrario pasó al utilizar el bioaceite de la naranja entera alcanzando remociones de DQO del 90 %. En la generación de biogás se obtuvo alrededor de 6 L en la Etapa 3 al introducir el bioaceite de la naranja entera y al incrementar la Cva la producción de biogás incremento logrando producir 8.5 L diarios, además, el rendimiento de metano se encontró en un rango de 0.33 a 0.345 LCH4/gDQOrem, en la Etapa 5 el rendimiento de metano incremento a 0.35 LCH4/gDQOrem y se produjeron 9 L de biogás al día.