Examinando por Autor "Arturo Calvache, Jaime Eduardo"

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Algoritmo etapa a etapa para la simulación de cascadas de extracción en fase líquida
(Ediciones Universidad de América, 2010-05-26) Sánchez Correa, César Augusto; Cárdenas Ospina, Andrés Camilo; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
Se presenta y prueba una estrategia de solución etapa a etapa del conjunto de ecuaciones MESH que representan el modelo de equilibrio de un proceso de extracción en fase líquida. El algoritmo de simulación desarrollado se basa en la termodinámica del equilibrio líquido/líquido y en la implementación de los cálculos de flash isotérmico y flash no isotérmico, superando los alcances de los métodos gráficos e isotérmicos disponibles en la literatura; permite además, la especificación de variables para la simulación en condiciones con transferencia de calor en las etapas y diferente temperatura para los flujos de alimentación y solvente. Se ilustran tres ejemplos de aplicación relacionados con la separación de la mezcla ácido acético y agua. Grupo de Investigación: Procesos de separación no convencionales (GPS)
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Algoritmo matemático de la separación de un sistema binario mediante electrodiálisis
(Ediciones Universidad de América, 2017-04-25) Morales Hernández, Yovanny; Arturo Calvache, Jaime Eduardo; Cifuentes Aguilera, Jhoan Sebastian; Murcia Berdugo, Neyfe Nathaly
La electrodiálisis es una técnica de separación usada para la recuperación de sales, ácidos y bases de mezclas acuosas. En este trabajo se busca implementar un modelo matemático que, usando modelos teóricos y diferentes simplificaciones, represente una separación mediante electrodiálisis de una disolución acuosa binaria. Las ecuaciones planteadas modelan los fenómenos de transferencia de masa que ocurren a lo largo del módulo de electrodiálisis y tienen en cuenta algunas hipótesis simplificativas para facilitar el modelamiento del proceso. El modelo también usa ecuaciones que describen el consumo energético de la separación, el cual, junto a la pureza obtenida para el soluto, permite estimar la viabilidad de la técnica.
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Análisis exergético y de segunda ley del esquema tecnológico para la producción de etanol anhidro por destilación extractiva
(Fundación Universidad de América, 2018-07-25) Tovar Cantor, Nataly Tatiana; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
El grupo de investigación de procesos de separación no convencionales (GPS) de la Fundación Universidad de América ha realizado previamente investigaciones en la obtención de etanol anhidro así como el gasto energético que se presenta en la producción del mismo. Siendo este una alternativa para la reducción del consumo de combustibles fósiles puesto que se produce a partir fuentes renovables y genera una combustión oxigenada con menor emisión de gases tóxicos al medio ambiente. En este proyecto se presenta la continuación del proyecto de investigación Evaluación energética de esquemas tecnológicos para la producción de etanol anhidro por destilación extractiva al cual se le incorpora un análisis exergético y de segunda ley de la termodinámica. Se presenta inicialmente la incorporación de los balances de materia, energía, entropía y exergía al esquema tecnológico el cual se lleva a cabo en el simulador de procesos Aspen HYSYS v9.0. Posteriormente se calcula el trabajo perdido por entropía generada y exergía destruida dando como resultado 370,71 kJ/s y 370,59 kJ/s respectivamente, así como las eficiencias de segunda ley de la termodinámica para cada uno de los equipos presentes como lo son; la columna extractiva (33,62%), columna de recuperación (13,09%), intercambiador de calor(69,47%), mezclador (100%) y bomba (19,28%), llevando a cabo cada uno de las operaciones matemáticas en la herramienta que brinda el simulador llamada Spreadsheet. Adicionalmente se presenta la inclusión del estudio de sensibilidad de parámetros que se lleva a cabo en Aspen HYSYS v9.0 y Aspen Plus v9.0 para reducir el gasto energético del proceso y llegando a finalizar con la implementación de las modificaciones a las variables de operación que generan una reducción en la pérdida de trabajo, logrando que esta disminuya a 214,770 kJ/s. De lo anterior se observa la importancia de la implementación del análisis de segunda ley puesto que se puede considerar la disminución de pérdidas energéticas como para el presente proyecto en un 42,01%.
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Análisis termo-económico de un esquema tecnológico para la producción de etanol por su destilación extractiva
(Fundación Universidad de América, 2019-02-08) Castañeda Vargas, Juan Diego; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
El etanol carburante es un biocombustible de gran interés actualmente, es por esto que el mercado ha evolucionado para la producción de dicho biocombustible de manera más barata, es aquí donde se aplica la termoeconomía, realizando un análisis termoeconómico a un esquema tecnológico simulado en ASPEN PLUS ® en su versión 9.0; Se logra realizar dicho análisis y cuantificar los precios exergético y termoeconómico para cada una de las corrientes presentes en el sistema, de manera paralela realizando un análisis exergético para la cuantificación del trabajo perdido y así obteniendo el costo de pérdida exergética. La metodología desarrollada para realizar la termoeconomía es tomada de la literatura y divida en 4 pasos importantes, el análisis exergético o de disponibilidad de segunda ley, teniendo en cuenta el equilibrio del entorno, el análisis económico cuantificado por las correlaciones para especializadas para destilación encontrado por medio de una revisión bibliográfica, la cuantificación de costos exergéticos para saber el costo de la energía útil, y por último con un balance de insumos/económico, determinar el costo termoeconómico para cada corriente presente. Teniendo dicho análisis, se procede a optimizar el sistema mediante una función objetivo indirecta que relaciona la cantidad de calor suministrado por mol de destilado producida bajo las restricciones de etanol anhidro y una salida de etanol por fondos no mayor a 0,2% en base molar. Al optimizar el proceso se pudo encontrar que parámetros como la inversión por TAC y la entropía generada son minimizadas y con ello el costo de pérdida exergética.
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Análisis termoeconómico de un proceso de producción de biodiesel que opera de manera convencional y por destilación reactiva
(Fundación Universidad de América, 2018-03-02) Fernández Ramírez, Juan Sebastián; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
El análisis termoeconómico se presenta como un criterio de rentabilidad del proceso, teniendo en cuenta el valor económico de las pérdidas de exergía que hay en el sistema. Para realizar este análisis es necesario determinar las pérdidas de exergía y las eficiencias de cada uno de los equipos de los proceso modelados. Para esta parte se realizó un análisis de exergía aplicando el método de distribución de cargas, el cual permite evaluarla eficiencia global del proceso. Al aplicar este método en las dos alternativas de producción, se observó que la producción de biodiesel por destilación reactiva posee una eficiencia global del 36,99%, y que la eficiencia global del proceso convencional es del 20,87%. Una vez se han obtenido estas eficiencias, paso siguiente es realizar el análisis termoeconómico. Para esta parte se determinaron los costes exergéticos y los costos unitarios por unidad de exergía para cada corriente del proceso. Finalmente se evalúa el coste termoeconómico de las pérdidas y se observa que para la producción de biodiesel por destilación reactiva, se obtiene un ahorro exergético del $ 254 COP/s comparado con el valor termoeconómico de las pérdidas del proceso convencional. Por lo que al implementar una columna de destilación reactiva al proceso de biodiesel, se obtiene una mayor eficiencia y rentabilidad en el proceso.
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Diseño conceptual para la oxidación supercrítica de bifenilos policlorados (PCB’s) presentes en aceites dieléctricos como alternativa para la gestión de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos en Cundinamarca.
(Fundación Universidad de América, 2021-10-12) Mendoza Ribero, Fabián Alfonso; Rubio Gómez, Valentina; Arturo Calvache, Jaime Eduardo; Gutiérrez Ulloa, Carlos Emilio
El presente trabajo tiene como fin plantear una alternativa amigable con el medio ambiente, que permita la degradación de PCB's, los cuales se encuentran en aceites dieléctricos de algunos transformadores eléctricos, a partir de la implementación de un diseño conceptual de una planta piloto de oxidación supercrítica, haciendo uso de agua como medio de reacción, peróxido de hidrógeno como agente oxidante y metanol como co-solvente. Esto se logró inicialmente realizando cromatografías con el apoyo de la corporación autónoma regional de Cundinamarca(CAR), usando muestras extraídas por LITO S.A.S de transformadores eléctricos, que presentaban un contenido de PCB's superiores a 1000 ppm. Dichas muestras permitieron observar la presencia de diferentes congéneres de PCB's, los cuales fueron empleados como datos de entrada para el posterior diseño.
Acceso Abierto
Diseño de un plan de mejoramiento para el aprovechamiento de energías limpias para la finca “La María"
(Fundación Universidad de América, 2022-08-24) Quintero Buitrago, Leydi Diana; Arturo Calvache, Jaime Eduardo; Mendoza Geney, Libardo Enrique
En la vereda San Miguel del Municipio de Pandi se evidencia una situación de perdida eléctrica en la cual se produce continuas fallas en los transformadores de energía por la recarga eléctrica de los mismos produciendo cortes incluso por 3 o 4 días, adicional cuando llega el cobro de esta energía los costos son demasiados altos para la población de la vereda. Teniendo en cuenta lo anterior, en este proyecto se presenta un plan de mejoramiento sobre la “Finca la María”, con el propósito de que contribuya en la solución al problema persistente presentado en esa comunidad. El trabajo implementado se presenta en seis capítulos que describen el desarrollo de los objetivos propuestos. En el primer capítulo se encuentra el planteamiento del problema y justificación de la selección energética implementada en la finca “La María”, presentando un comparativo entre diferentes soluciones que pueden ser implementadas, los indicadores de impacto ambiental y la justificación de la solución desarrollada.
Restringido
Diseño y simulación de una planta de tratamiento de agua para la purificación de agua de lluvia.
(Fundación Universidad de América, 2025-09-15) Avila Espitia, Karla Melissa; Guerra Arguello, Dayana Mishell; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
El presente trabajo tiene como objetivo el diseño conceptual y la simulación de una planta de tratamiento de agua de lluvia destinada a suministrar agua potable limpia a la empresa Filtra H2O en Cota-Cundinamarca. El programa nace en respuesta a la necesidad de la empresa de abastecimiento de agua potable proveniente de fuentes externas, lo cual representa un gran riesgo operativo y financiero. En tal contexto, la utilización del agua de lluvia, que es un recurso común en la zona (caracterizada por un régimen de alta precipitación media anual), es una opción técnica y ambientalmente viable para ser recomendada.
Restringido
Escalamiento a planta piloto de elaboración de una emulsión de fragancia encapsulada
(Fundación Universidad de América, 2025-02-14) Parra Novoa, Santiago; Murillo Amaya, Adriana; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
En este informe de pasantía encontraran las actividades que se realizaron durante la pasantía en la empresa Symrise desde el 10 julio del 2024 hasta el 9 de enero del 2025, en donde se llevó a cabo el escalado de la emulsión de fragancia encapsulada a nivel planta piloto para poder realizar este objetivo, fueron necesario algunos pilotos a nivel de laboratorio y así determinar las especificaciones de la emulsión de fragancia encapsulada en donde se determinaron varios rangos y diferentes especificaciones para los ensayos a nivel de laboratorio. Adicionalmente, control de calidad tomo diferentes especificaciones de la emulsión siendo datos específicos como la densidad entro otros, también se tiene en cuenta todas las especificaciones olfativas para poder liberar los productos que se realicen en este escalado a nivel planta piloto.
Acceso Abierto
Estimación de parámetros cinéticos para el consumo de sustrato de piña (Ananas Comosus Merr.) Por lactobacillus acidophilus en la producción de ácido láctico
(Fundación Universidad de América, 2018-02-28) Burgos Montañez, Lady Johanna; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
Este proyecto hace parte de un estudio más grande en el que se describen la cinética de crecimiento de biomasa y la cinética para la producción de ácido láctico. Sin embargo, estos son proyectos independientes y cabe resaltar que la elaboración de la fermentación y la toma de todos los datos experimentales para el ajuste de los modelos fue un trabajo conjunto con los compañeros que describen el crecimiento de la biomasa y la producción del metabolito primario, este proyecto no pretende crear un nuevo modelo cinético mediante los datos experimentales puesto que es complejo realizarlo y de largo tiempo de ejecución por este motivo se evaluarán los datos experimentales obtenidos en modelos presentes en bibliografía. El desecho de piña posee gran cantidad de azúcares, los cuales pueden ser aprovechados por microorganismos que sean capaces de degradarlos y generar metabolitos o productos de fermentación.
Acceso Abierto
Estudio de diseño conceptual de un esquema de gasificación de tallos de café en el contexto de una biorefinería.
(Fundación Universidad de América, 2022-02-07) Prieto Moreno, Leyder Alejandro; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
La gasificación en un proceso termoquímico en el que un material rico en carbono, como lo es los plásticos, el carbón y la biomasa que es el material donde se enfoca este proyecto específicamente en los tallos de café, es transformado mediante reacciones termoquímicas en un gas combustible de poder calorífico considerable que puede ser empleado en la producción de hidrógeno o producción de energía eléctrica a través de su uso en turbinas adaptadas o en motores de combustión interna
Acceso Abierto
Evaluación de la extracción de flavonoides a partir de la cáscara de naranja.
(Fundación Universidad de América, 2020-10-13) Ramírez Delgadillo, Claudia Jimena; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
El objetivo de este proyecto fue evaluar la extracción de flavonoides a partir de la cáscara de naranja, por medio de dos métodos de extracción con solventes orgánicos, con el fin de seleccionar el mejor método de extracción y realizar el diseño conceptual del proceso. Para llevar a cabo el objetivo principal fue necesario recopilar información bibliográfica sobre compuestos polifenólicos, flavonoides, contenido de polifenoles totales, estructura química de la naranja y usos de estos compuestos bioactivos en la industria. También fue necesario recopilar los datos de las características fisicoquímicas de la cáscara de naranja variedad Valencia, como el contenido de humedad y cenizas para establecer los pretratamientos para la adecuación de las muestras previas al proceso de extracción. Los métodos de extracción que se evaluaron fueron escogidos mediante una matriz de decisión siguiendo la metodología Pugh, con base en factores importantes para el proceso de extracción y así lograr obtener un rendimiento significativo en el proceso, basado en la literatura. El rendimiento del proceso fue de 27.96%. Finalmente, el método con mayor rendimiento fue escogido para realizar el diseño conceptual del proceso de extracción, en donde se realizó un diagrama del proceso con el fin de identificar las corrientes de este y posteriormente se realizó el análisis de costos del proyecto, que permitió determinar si es adecuado o no llevar este proceso a un escalamiento industrial.
Acceso Abierto
Evaluación de la influencia de los fenómenos de difusión sobre los modelos de variación composicional con profundidad (CvsD) en sistemas de hidrocarburos con contenidos inusuales de CO2 disuelto a condiciones iniciales
(Fundación Universidad de América, 2021-08-04) Avendaño Vásquez, Nicolás; Gutiérrez Henao, Lizeth Fernanda; Arturo Calvache, Jaime Eduardo; Osorio Gallego, Raúl
El proceso de caracterización y entendimiento de una cuenca o yacimiento requiere de la generación de un modelo de fluidos composicional, robusto y representativo que permita generar una caracterización de la variación de las propiedades PVT a lo largo del mismo. En la actualidad la cuenca del Putumayo cuenta con un modelo de fluidos que modela las propiedades mencionadas anteriormente con un grado de precisión menor al 10% pero no considera los efectos difusivos y su influencia sobre el modelo de variación con profundidad.
Acceso Abierto
Evaluación de la operación en la unidad de destilación de un complejo de aromáticos para condiciones operacionales diferentes al diseño
(Fundación Universidad de América, 2018-08-15) Barrera Flórez, Natalia Andrea; Jaimes Baquero, Carlos Eduardo; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
El complejo de aromáticos está basado en el procesamiento de nafta de bajo octanaje y bajo contenido de aromáticos para transformarla en gasolina de alto octanaje y alto contenido de aromáticos; contando con diferentes unidades que se encargan de llevar a cabo este proceso a través del empleo de nafta debutanizada obtenida de la destilación atmosférica del crudo. Sin embargo, el uso de nafta pesada procedente de procesos de hidrocraqueo permite generar beneficios económicos adicionales para la empresa debido al incremento en la producción de los aromáticos que son comercializados principalmente a nivel internacional, por lo tanto, se propone la modificación de la materia prima de carga al reformador del complejo para la producción de aromáticos.
Acceso Abierto
Evaluación de los ciclos de refrigeración convencionales con sustancias refrigerantes naturales, utilizando la simulación computacional
(Fundación Universidad de América, 2019-02-12) Sanchez Calderon, Laura Rocio; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
El presente trabajo presenta la evaluación de ciclos de refrigeración convencionales (compresión mecánica de vapor) para el funcionamiento de tres refrigerantes naturales utilizados para la congelación de alimentos. Para esto se realizó inicialmente una preselección de los refrigerantes naturales más comunes donde se tienen en cuenta los aspectos ambientales, fisicoquímicos y de seguridad de las sustancias refrigerantes naturales analizadas. Luego, para la selección final de los refrigerantes preseleccionados inicialmente se realizó un análisis de las cargas térmicas para definir cuales trabajan de manera más eficiente en un ciclo de refrigeración por compresión de vapor, aplicado a la industria de congelación de alimentos.
Acceso Abierto
Evaluación energética de esquemas tecnológicos para el proceso de gasificación en reactores de lecho fijo utilizando Aspen Plus
(Fundación Universidad de América, 2018-02-28) Mora Mosquera, Juliana; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
La gasificación es un proceso termoquímico en el que un sustrato rico en carbono como lo es la biomasa, el carbón o el plástico (en esta investigación biomasa residual), es transformado en un gas combustible. Para el año 2014, habían 69 plantas de gasificación alrededor del mundo con 677 gasificadores de los cuales solo el 7% utiliza biomasa como materia prima. En países en desarrollo, como Colombia, en zonas rurales, sin servicios básicos, o con un alto índice de pobreza muchas veces el único recurso disponible es la biomasa residual, es por ello que vale la pena seguir investigando con el objetivo de generar conocimiento de estas tecnologías para su aplicación con biomasa residual. En Necoclí, Antioquia para el año 2008 por medio del instituto de planificación y promoción de soluciones energéticas para las zonas no interconectadas y con ayuda de la universidad nacional de Antioquia se implementó un reactor de lecho fijo de fabricación hindú, para la gasificación de madera que llega a las playas de este territorio y que en esta zona se considera desperdicio
Acceso Abierto
Extracción de polifenoles presentes en la cáscara de papa mediante el método de extracción Soxhlet a nivel de laboratorio
(Fundación Universidad de América, 2022-07-27) Cerquera Buriticá, Laura Sofia; Ibarra Ibarra, Sofia; Arturo Calvache, Jaime Eduardo; Sánchez Correa, Cesar Augusto
En los últimos años el consumo de papa ha estado en auge, convirtiéndose en uno de los cultivos más importantes a nivel mundial. Así mismo, la generación de residuos que produce este tubérculo es preocupante debido al poco manejo que se les impone. Esta investigación profundiza en la reutilización que se le puede dar a la cáscara de papa teniendo como objetivo principal la extracción de compuestos con actividad antioxidante que hacen parte de este residuo, los polifenoles.
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Extracción reactiva en procesos controlados por la cinética
(Ediciones Universidad de América, 2016-05-04) Arturo Calvache, Jaime Eduardo; Morales Hernández, Yovanny; Valencia López, Daniela
Se presenta una ampliación inicial del algoritmo etapa a etapa (MSEQ) para la simulación de cascadas de extracción reactiva líquido-líquido,desarrollado en el grupo de Procesos de Separación no Convencionales para Incluir procesos controlados por la cinética, con la Incorporación del número de Damkóhler como parámetro clave. El algoritmo propuesto permite realizar el proceso en arreglos en paralelo y contracorriente, en condición isotermica y no isotérmica, para todos los casos con número de Damkóhler constante. Se ilustran dos ejemplos de aplicación relacionados con la producción de acetato de butilo y acetato de amilo.
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Formulación metodológica para una producción más limpia en los procesos productivos de impresión, corte, troquelado y acabados de Inversiones Tecnográficas SAS
(Fundación Universidad de América, 2024-02-19) Rubiano Gallo, Martha Milena; Saba Moya, Yohan Yasser; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
La P+L (Producción más limpia) tiene un enfoque de aplicación continua como estrategia ambiental preventiva para la gestión de procesos industriales, con el fin de reducir los niveles de afectación al medio ambiente; Esta estrategia ha ido aumentado en las empresas, ya que es una forma de ahorrar materia prima, insumos y energía, que mejoran la competitividad de las empresas y su desempeño ambiental alineados a los objetivos de desarrollo sostenible. El presente documento tiene como fin proponer una metodología de producción más limpia en la empresa Inversiones Tecnograficas SAS, ubicada en Bogotá en el barrio Ricaurte en la Dirección Cra. 28 #9 -42, esta empresa se dedica a la elaboración de productos publicomerciales como: afiches, plegables, plegadizas, volantes, libros, revistas, entre otros; para realizar estas producciones no se cuenta con una técnica amigable con el medio ambiente lo que genera impactos críticos y severos en cada proceso, lo que implica mejorar las prácticas ambientales en los procesos productivos de impresión, corte, troquelado y acabados. La metodología se desarrollará en cuatro etapas: la Primera etapa es: Caracterizar la generación de residuos sólidos y líquidos de los procesos de estudio; Segunda etapa, identificar los aspectos ambientales y su impacto económico que generan los residuos sólidos y líquidos derivados de los procesos productivos de estudio, en la Tercera etapa, Describir las variables en una producción más limpia para los procesos productivos de estudio y la cuarta etapa es la consolidación de las estrategias para la metodología de Producción Más Limpia (P+L) de los procesos de estudio.
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Herramientas numéricas para la determinación de curvas de residuo y líneas de univolatilidad
(Ediciones Universidad de América, 2015-10-19) Morales Hernández, Yovanny; Arturo Calvache, Jaime Eduardo; Cobos Duarte, Lina Maria; Martinez Castillo, Daniela
En este trabajo se presenta un método alternativo para el cálculo y determinación de mapas de curvas de residuo y líneas de univolatilidad, aplicado a la mezcla Acetona-Cloroformo-Benceno, este método tiene como objetivo minimizar el tiempo de cálculo requerido en la obtención de estas herramientas, más específicamente del equilibrio del sistema anteriormente mencionado, puesto que son de gran utilidad en el diseño conceptual de procesos de separación. El método se desarrolla con ayuda del simulador comercial ASPEN PLUS 8.6 ® y la herramienta de cálculo Excel, este acople se hace para aprovechar el cálculo robusto que desarrolla el simulador comercial, del equilibrio líquido-vapor (ELV) y usarlo para generar una alternativa más sencilla en el cálculo de las herramientas mencionadas a través de EXCEL, donde se pueden construir gráficos como: mapas de curvas de residuo y líneas de univolatilidad.