Artículos de Revistas Institucionales - Ingeniería Química

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Obtención de microesferas a partir de acrilamida por el método de polimerización en suspensión inversa
(Ediciones Universidad de América, 2010-05-26) Torres Gámez, Elizabeth
Las microesferas poseen mayor área superficial que la misma cantidad de monómero polimerizado en masa, lo cual ofrece ventajas de interacción con el medio, bien sea para absorber agua como para otros fines. Su obtención depende de una serie de condiciones específicas que, de no ser apropiadas, puden no reaccionar adecuadamente y precipitarse en masa. Mediante el uso del monómero acrilamida, el entrecruzante N-metilenbisacrilamida, agente iniciador persulfato de amonio, agua como agente de disolución y tolueno como la fase continua, mezclados y agitados en el proceso de polimerización en suspensión inversa, se prepararon hidrogeles en forma de microesferas individuales. Gruepo de investigación: Biotecfua
Evaluación de medios filtrantes en un biofiltro percolador de flujo continúo a escala de laboratorio
(Ediciones Universidad de América, 2010-05-26) Rubio Fernández, Diego
Este estudio se llevó a cabo para analizar la incidencia de los medios filtrantes en la eliminación biológica de nitrógeno y fósforo presentes en aguas colectadas en una fuente natural. Se utilizó un biofiltro de cuatro etapas, anaerobia-aerobia-anóxica y aerobia. Fue posible evaluar dos tipos diferentes de medios filtrantes, estropajo y PVC, seleccionados por su bajo costo y por ser poco convencionales. Se analizó la concentración de nitratos y fosfatos en el agua de entrada y de salida del biofiltro y la cantidad de unidades formadoras de colonias de bacterias fosfatosolubilizadoras adheridas a los medios filtrantes de la etapa anaerobia. Se determinó que el estropajo ofrece mayor estabilidad para el sosten de biopelículas bacterianas y por lo tanto para el buen desempeño de los biofiltros. Grupo de investigación: Habitat y medio ambiente
Obtención de una resina alquídica a partir de aceite de palma crudo a escala laboratorio
(Ediciones Universidad de América, 2010-05-26) Báez Riveros, Oscar Javier; Beltrán Castro, John Jairo; Arturo Calvache, Jaime Eduardo; Quiñones Segura, César Augusto
El artículo presenta la obtención de una resina alquídica utilizando anhídrido ftálico, glicerina y aceite de palma crudo, procedente de una muestra de Cumaral, Meta- Colombia, se realiza el proceso de formulación de la resina en función de la longitud del aceite, se determinan las condiciones de operación para las reacciones de alcohólisis y esterificación y se decide por una resina específica para obtenerla en un sistema de reacción que consta de un reactor en acero inoxidable con agitación y un sistema y control de calentamiento. Además, se analiza la variación en algunas condiciones de operación del reactor y el efecto de la resina alquídica obtenida en la elaboración de un esmalte.
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)
Simulación, reconciliación, parametrización y optimización de una unidad de destilación combinada de crudo
(Ediciones Universidad de América, 2010-10-19) Torres Macías, Juan Estebán; Parra, Martha; Ortiz Bernal, Ana María; Serrano Castro, Edson Albeiro
Este documento abarca el desarrollo de problemas de optimización en unidades de destilación combinada (UDC), usando el simulador comercial Aspen plus, que a partir del modo de resolución orientado a ecuaciones, permite utilizar técnicas de reconciliación, parametrización y optimización, aplicables a un caso de destilación genérico. Grupo de investigación: Simulación de procesos químicos
Síntesis de resinas epóxicas a partir de aceite epoxidado de palma
(Ediciones Universidad de América, 2010-10-19) Alfonso Moreno, Freddy Leonard
El siguiente trabajo descrito plantea la forma de fabricación de una resina epoxica a partir de Aceite Epoxidado de Palma (AEP), obtenido por reacción del Aceite Refinado de Palma (ARP) con ácido peroxiformico en condiciones de calentamiento por microondas. El epoxido obtenido es mezclado de forma conveniente con bisfenol A y polestireno reciclado de diversos productos deshechables para así tener una mezcla que es polimerizada por acción de un catalizador de peroxido de metilo previa la adición de Oxido de Cobalto, (Co2O3) como ascelerante. Propiedades como la resistencia mecánica, dureza, adherencia y resistencia a la corrosión por acción de ácidos y bases, fueron mejoradas con la adición de fibra de vidrio y cascarilla de arroz en mezclas hechas antes de ser secada. Grupo de investigación: Energías alternativas
Generación de biohidrógeno por un proceso de biofotólisis directa utilizando un cultivo mixto de microalgas
(Ediciones Universidad de América, 2010-10-19) Alfonso Moreno, Freddy Leonard; Rubio Fernández, Diego
Se desarrolló un proceso de biofotólisis directa para la producción de biohidrógeno empleando cultivos mixtos de microalgas verdes no axénicos, generados a partir de muestras tomadas del humedal Santa María del Lago (Bogotá, Colombia). El sustrato del cultivo de microalgas fue la materia orgánica contenida en su matriz original en el medio natural. Fue posible generar un volumen de gas hidrógeno de 8,5 ml a partir de volúmenes concentrados de microalgas de 250 ml obtenidos en dos muestras de agua en el humedal. Se transformó un volumen bajo del agua, resultado acorde con la literatura referenciada para la producción de hidrógeno a partir de este proceso. Sin embargo, se plantean problemas interesantes en cuanto a la generación de este vector energético y el desarrollo de tecnologías a nivel nacional. Grupo de investigación: Energías alternativas
Solución del problema de la estabilidad material aplicando el método de sustituciones sucesivas para mezclas con equilibrios líquido – líquido y líquido – líquido reactivo
(Ediciones Universidad de América, 2011-11-22) Sánchez Correa, César Augusto; Prieto Rios, Luis G.; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
Se presenta una versión del método de substituciones sucesivas sugerido por Michelsen (1982a) con el fin de analizar la estabilidad material de mezclas líquidas con múltiples componentes (reactivas o no reactivas). La técnica no requiere derivadas numéricas y es de fácil implementación computacional. Se ilustran algunos ejemplos de flash isotérmico para las disoluciones de n-amil acetato + agua + ácido acético y flash isotérmico reactivo para las soluciones de ácido acético + butil alcohol + butil acetato + agua. Los resultados permiten concluir que el algoritmo de Rachford y Rice converge sin presentar problemas numéricos cuando es iniciado con los resultados de la prueba de estabilidad material. Grupo de Investigación: Procesos de separación no convencionales (GPS)
Obtención de biodiesel, a escala de laboratorio, a partir de aceites comestibles de desecho: una nueva alternativa de energía renovable
(Ediciones Universidad de América, 2012-10-31) Malagón Micán, Martha Lucía
Se obtuvo biodiesel a partir de la transesterificación del aceite de palma usado en fritura a escala de laboratorio y se realizó un estudio de mercado en restaurantes y empresas de snacks en Bogotá, D.C., con el fin de determinar la cantidad de materia prima. Inicialmente se caracterizó el aceite de palma y luego se partió de 5.09 g, se realizó la transesterificación a 70o C y un tiempo de reacción de tres horas. La eficiencia del proceso fue de 77.80%. Posteriormente, se analizó el biodiesel por medio de la densidad cuyo valor fue de: 836.6 kg/m3, índice de acidez 0.53 mg KOH/ g muestra e índice de yodo 128.82 g I2/100 g grasa. De acuerdo con el estudio de mercado realizado, se tendría un total de aceites comestibles usados en Bogotá de aproximadamente 10621,47 toneladas/semana. Grupo de investigación en Biotecnología. Línea de investigación: Procesos biotecnológicos
Incidencia del nitrógeno en la producción de biomasa y ácidos grasos de la microalga Chlorella vulgaris en un fotobiorreactor de panel plano a escala laboratorio
(Ediciones Universidad de América, 2013-03-22) Rubio Fernández, Diego; Angel Cruz, María Camila; Pimienta Blanco, Wendy Yulissa
Chlorella vulgaris, es un alga verde fotosintética que puede alcanzar contenidos de lípidos superiores al 30% en su peso seco por lo que es considerada una fuente potencial de materias primas para la producción de lípidos del tipo omega tres y seis y biodiesel. El objetivo del presente trabajo fue el de establecer el perfil de ácidos grasos en condiciones ambientales desfavorables estudiando la influencia del nitrógeno como estrategia para aumentar la concentración ácidos grasos en la biomasa obtenida. La investigación fue realizada a escala laboratorio evaluando tres diferentes concentraciones 100%, 20% y 10% de la fuente de nitrógeno utilizada (NaNO3) en el medio de cultivo Bold Basal (BBM). Para esta evaluación se construyó un sistema de producción de biomasa, un fotobiorreactor (FBR) de panel plano. La producción de ácidos grasos monoinsaturados disminuyó en los ensayos dos y tres respectivamente mientras que el nivel en el contenido de ácidos grasos saturados presentó resultados similares en los tres tratamientos, contrario a lo observado con los ácidos grasos polinsaturados (PUFAs). La variación de la cantidad de biomasa obtenida en las condiciones de supresión de nitrógeno sugiere una posible alteración metabólica, primando la acumulación de sustancias de reserva como los lípidos, en detrimento de la división celular. Finalmente, fue posible analizar que para mantener un balance entre producción de biomasa y acumulación de lípidos, emplear una reducción del 80% de la fuente de nitrógeno del medio de cultivo Bold Basal (BBM) proporciona buenos resultados, debido a que puede generar concentraciones celulares del orden de los 30.000.000Cel/mL en tan sólo seis días de cultivo y aumentando la fracción lipídica de ácidos grasos saturados y polinsaturados.
Diseño a nivel laboratorio de un proceso de ósmosis inversa para disminuir bario de las aguas de producción y captación del campo Cantagallo
(Ediciones Universidad de América, 2014-05-30) Mesa Ramírez, Eliana; Medina Grajales, Lesly Rocio; Rodríguez Garzón, Nelson Raúl
En este trabajo se diseñó un prototipo de ósmosis inversa a escala laboratorio, con el fin de disminuir la concentración de bario presente en el agua de producción y captación del Campo Cantagallo. Se realizó una matriz de decisión que permitió elegir el medio filtrante que presentara algunas características similares a las de una ósmosis inversa. El prototipo se bocetó en el programa Sketch Up, se modeló en el software SolidWorks y se simuló el proceso con la herramienta Flow simulation. La pre-experimentación se realizó con un montaje sencillo usando agua de dos y tres puntos diferentes de la planta de tratamiento, este proceso se desarrolló en dos etapas, la primera para identificar la eficiencia de la membrana y variables de proceso, y la segunda para aplicar las variables seleccionadas e identificar el porcentaje de remoción. En la construcción del prototipo se utilizan tres membranas configuradas en serie con válvulas de compuerta para cerrar el proceso y válvulas de muestreo después de cada una de ellas; asimismo se utilizan reducciones y ampliaciones de diámetro que conectan con la entrada y salida de los filtros. Se realizó un diseño de experimentos factorial 2k que generó combinaciones de variables para la experimentación. En la puesta en marcha del prototipo se realizan 4 pruebas con réplica para 3 puntos de la planta de tratamiento de agua, usando configuraciones de dos y tres membranas y dos caudales diferentes. El prototipo de ósmosis inversa como tratamiento de agua de producción y captación presentó un porcentaje de remoción de bario de 76% con una configuración de tres membranas y el mayor caudal.
Octenilsuccinato alumínico de almidón de quinua - grado cosmético- y su certificación bajo la denominación de "ingrediente natural"
(Ediciones Universidad de América, 2014-12-05) Bernal Bustos, Claudio Raúl; Cardenas, Oswaldo E.; Daza Acevedo, Paola Andrea; Echeverri Álvarez, Ana María; Rozo, Wilson E.
Se da a conocer el proceso para evaluar/obtener/certificar octenilsuccinato alumínico de almidón de quinua - grado cosmético (OSAlAQ), con la denominación de ingrediente natural. El proceso consistió en dos fases: a) reacción de esterificación, bajo método “Simila”; parámetros: tiempo de reacción 4 horas, temperatura de reacción de 35oC, pH de reacción de 8.5 y una concentración de almidón de 35% p/p. “Similb” corresponde a la segunda reacción de sustitución fundamentada en Cosmetic Ingredient Review Expert Panel, que usa sulfato de aluminio al 2%; requerimiento en cosmética. Para la certificación se debe tener en cuenta algunas reglas de producción: a) Las operaciones de producción de OSAlAQ, referidas a la fabricación, envasado y embalaje, se efectuaron bajo ficha explicativa TS033. La producción de OSAlAQ involucró procedimientos de trituración, tamización, extracción con agua, decantación, filtración. El procedimiento químico empleado fue el de esterificación. b) Sobre las operaciones de limpieza y desinfección, antes y después, se garantiza la ausencia de contaminación con un producto no conforme, y se reduce el impacto ambiental de la producción del producto final. c) Las condiciones de almacenamiento y de transporte permitieron asegurar trazabilidad completa y eliminar todo riesgo de contaminación, de confusión o de mezcla.
Remediación de suelos contaminados con plomo (11) por fitotecnologías correctivas - Medicago sativa L. (Alfalfa)
(Ediciones Universidad de América, 2014-12-05) Bernal Bustos, Claudio Raúl; Boshell Rincón, Lynette Stephanie
La concentración de plomo es variable y depende de la situación. De manera natural, el plomo presenta una concentración de 10-50 mg/kg, pero, la actividad humana aumenta en 10 a 200 veces; el plomo atmosférico se aproxima a 10μg/m3 de aire; Pb disuelto en aguas p.e. del río Bogotá (Colombia) presenta una concentración de 49,77 KgPb/día. Medicago sativa L., se emplea como especie vegetal bioacumuladora. Los suelos del Centro Agropecuario Marengo de la Universidad Nacional de Colombia; Sede Bogotá, fueron usados para la experimentación, teniendo en cuenta que al interior de dicho Centro circula un canal de riego el cual se alimenta con aguas de la cuenca media del Rio Bogotá. Se colectaron suelos in-situ y su estudio se llevó a cabo de forma in-vitro en el Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Un análisis factorial con dos factores y un diseño de bloques completos aleatorizados fue establecido, lo que permitió analizar la interacción de dos variables principales: pH y [Pb]-incubado. Alfalfa acumula alrededor de 62% de plomo en el suelo a pH = 5,5; 32% más en comparación con las especies de plantas (malezas) que crecen en los suelos experimentales a pH = 5,4. Alfalfa tiene la capacidad gradual de acumulación de plomo a pH = 5.5, principalmente en las hojas en comparación con tallos y raíces. Aunque los suelos experimentales se riegan con aguas del río Bogotá, éstos no pueden ser considerados con niveles excesivos de plomo que ameriten aplicar tecnologías de fito-remediación. A pesar de que se emplean aguas del rio Bogotá para el riego agrícola, no es posible afirmar alguna tendencia creciente de acumulación en los suelos; por lo menos no en los suelos experimentales.
Evaluación de los métodos de hidrólisis ácida, hidrólisis básica y extracción mecánica para la obtención de azúcares fermentables a partir de biomasa microalgal
(Ediciones Universidad de América, 2014-12-05) Rubio Fernández, Diego; Rincón Aya, Nury Stefany; Torres Espitia, Milena Johana
El presente trabajo evalúa tres métodos para la obtención de azúcares reductores (hidrólisis ácida, hidrólisis básica y ultrasonicación) a partir de biomasa de Chlorella Vulgaris. Se realiza el respectivo cultivo de la microalga con medio de cultivo Foliagro 0,2 VN con pH 6, con una agitación de 4L1min, intensidad lumínica de 8 watts, fotoperiodo de 12 horas luz y 12 horas oscuridad, temperatura entre 23 °C±3°C. Entre los métodos químicos y el mecánico probados los mejores resultados se obtuvieron con la hidrólisis ácida, con concentración 2N de H2S04 utilizando 0,5 gr de biomasa liofilizada a condiciones de temperatura de 120°C, presión 1.2 bar, tiempo de exposición al ácido 30 min, y neutralización con NaOH.
Efecto del glicerol como fuente de carbono adicional en la obtención de biomasa y ácidos grasos en cultivos chlorella vulgaris en un foto-biorreactor de panel plano a escala de laboratorio
(Ediciones Universidad de América, 2015-06-12) Rubio Fernández, Diego; Manjarrez Polania, Juan Camilo; Muñoz Guzman, Laura Victoria; Lache Muñoz, Andrea
En este proyecto de investigación se trabajó con la micro-alga Chlorella Vulgaris, con el objetivo de evaluar la influencia del glicerol, como nueva fuente posible de carbono, para la producción de biomasa y ácidos grasos. Se utilizó como medio de cultivo el fertilizante foliar (conocido comercialmente como FOLIAGRO) por poseer los macro y micronutrien- tes necesarios para el crecimiento adecuado de la micro-alga. Para la investigación, fueron evaluadas tres diferentes concentraciones de glicerol (10, 15 y 20 g/L) en un foto-biorreactor de panel plano, con capacidad de trabajo de 1,4 L. El crecimiento micro- algar se llevó a cabo en incubadoras, donde se mo- nitorean las condiciones adecuadas de crecimiento. La agitación se realizó por medio de bombas para acuario con capacidad de 4 L/min, fotoperiodo de 12L: 120 (Luz, Oscuridad), intensidad lumínica con lámparas halógenas de luz rojas y 8W, temperatura de 21 °C ± 3 °C y pH 6-7; y el crecimiento se determinó por medio de conteos en cámara de Neu- bauer. Para la obtención de biomasa se realizaron los procesos secuenciales de sedimentación, centrifugación y liofilización. Después, fue evaluada la biomasa seca por medio de una cromatografía de gases, acoplada a su espectro, para determinar así el perfil lipídico de la misma. El glicerol demostró ser una fuente de carbono útil en el crecimiento de C. Vulgaris. La concentración de 15 g/L, resultó ser el medio más favorable para el crecimiento celular, durante los 12 días de experimentación (crecimiento máximo 2,29x107 Cel/mL).
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.
Quinua, Chenopodium quinua (Willd.) en Colombia: Caracterización de gránulos de almidón nativo de quinua por IR-ATR, MEB, DRX
(Ediciones Universidad de América, 2015-10-29) Bernal Bustos, Claudio Raúl; Ramírez Peñaranda, Luisa Fernanda; Duarte Díaz, Paula Daniella; Guzmán, Ana María; Acero Godoy, Juliana Andrea
El cultivo de quinua es una alternativa productiva que empieza a dimensionarse-rentable en Colombia, se extiende sin control en los departamentos de Nariño, Cauca, Boyacá, Cundinamarca, parte alta del Departamento del Putumayo y Antioquia, lo anterior, a razón de las bondades que posee el grano teniendo en cuenta sus propiedades nutricionales y saludables, así como del valor comercial que representa en el entorno internacional. En este artículo se estudia los grânulos de almidón contenido en granos-semillas de quinua que se cultivan en Colombia, además se trata de proveer información de las características del almidón mediante IR-ATR, MEB y DRX, posibilitando dos aspectos, por un lado, definir el potencial de uso del almidón en diferentes industrias, e igualmente, aspectos de cultivo, cosecha, poscosecha y comercialización de la quinua que se expende en Colombia.
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.
Degradación de NO₂ empleando un reactor fotocatalítico usando TiO₂ como catalizador
(Ediciones Universidad de América, 2016-05-04) Quiñones Segura, César Augusto; Loaiza Carreño, Andrés
Se elaboró un reactor fotocatalítico y se implemento en la disminución de la concentración de NO2 en aire. En el fotoreactor se utilizó TiO2 como fotocatalizador y se adaptó un sistema automatizado de adquisición de datos empleando el Software LabVIEW para el seguimiento de las degradaciones fotocatalítlcas. El fotoreactor fabricado permitió obtener porcentajes de disminución de concentración de hasta 95% de NO2 en 90 min.
Análisis de una celda de pervaporación para el sistema IPA-agua
(Ediciones Universidad de América, 2016-11-16) Morales Hernández, Yovanny; Moreno Delgado, Lina Paola; Torres Tello, Daniel Felipe
La celda de pervaporación es el módulo donde ocurren los fenómenos de transferencia de masa, proceso que va desde el retentato en fase líquida, hasta el permeato en fase vapor. Este artículo analiza el comportamiento de la transferencia de materia para la mezcla binaria isopropil alcoholagua. Se calculó y comparó el flux de materia de cada componente para analizar la selectividad con la membrana sílica. El flux molar obtenido del agua fue de 0.0248 kmol/m2h para una mezcla con 15 % de agua, lo que permite establecer que la membrana inorgánica es selectiva al agua.

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