Ingeniería Química

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Actividad fotocatalítica de películas de TiO2 sensibilizadas con complejos metálicos
(Ediciones Universidad de América, 2017-04-25) Quiñones Segura, César Augusto; Saavedra Morales, Diana Marcela; Rocha Aranguren, Gina Paola
Se efectuó un análisis de las películas de TiO2 sensibilizadas con complejos metálicos de níquel y cobalto (II) contenidos en ligandos derivados del 3.5-dimetilpirazol. Se realizó un estudio preliminar del efecto del protocolo de limpieza de sustrato y de la temperatura de calcinación de las películas de TiO2 sin modificar. Se llevó a cabo la modificación de las películas con el método de dip coating variando el solvente utilizado en la dilución de los complejos y el tiempo del tratamiento térmico posterior a la modificación. Finalmente se evaluó la actividad fotocatalítica de las películas modificadas mediante la degradación de azul de metileno en presencia de radiación ultravioleta y luz visible.
Ajuste de un modelo cinético para el crecimiento de Lactobacillus Acidophilus en la fermentación de sustrato complejo
(Fundación Universidad de América, 2017-11-07) Calderón Vargas, Juan Fernando; Páez Morales, Adriana Inés
El presente estudio llevó a cabo una fermentación microaerofílica durante 96 horas utilizando bacterias de la especie Lactobacillus y del género acidophilus, con agitación constante a 150 rpm y un rango de temperatura entre los 34-37 °C. Para la recolección de datos, se realizó un muestreo cada 12 horas, para su posterior siembra y conteo de microorganismos mediante la técnica de recuento en placa. Obteniéndose posteriormente la curva de crecimiento microbiano. A partir de los datos experimentales recolectados se compararon 8 modelos cinéticos no estructurados cuyos parámetros se estimaron a partir del ajuste de los datos experimentales mediante regresiones no lineales. Se simularon los procesos fermentativos con los parámetros obtenidos y se compararon con los datos experimentales según el coeficiente de correlación y el porcentaje de error de mínimos cuadrados. Los modelos de Haldane y Amrane y Prigent fueron los que mejor se ajustaron a los datos experimentales, con un R2 de 0.977 y 0.982, respectivamente. Dichos parámetros cinéticos obtenidos que describen el crecimiento de los microorganismos involucrados en la fermentación, permiten predecir el desempeño, rendimientos y comportamiento en general de los procesos fermentativos.
Ajuste de un modelo matemático para el crecimiento de streptococcus pyogenes en 2 sustratos para la producción de ácido hialurónico a escala de laboratorio
(Fundación Universidad de América, 2016-08-12) Cordon Páez, Santiago; Pérez Martínez, Jorge Alejandro; Páez Morales, Adriana Inés
El ácido hialurónico es un producto de gran valor comercial, su producción se ha venido realizando por vía biotecnológica en los últimos años y mejorando sustancialmente a través de varias investigaciones donde se prueban materias primas de bajo valor comercial, residuos industriales y desechos orgánicos, se optimizan las condiciones de los procesos y se analizan diferentes métodos de extracción para maximizar su concentración final producida.
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)
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.
Alternativa de obtención de etanol a partir de los desechos de piña generados por Industrias Karpos SAS
(Fundación Universidad de América, 2021-08-06) Patiño Ardila, Katalina; Torres Navarrete, Sebastián; Medina Rico, Raúl Ernesto; Correa Mahecha, Felipe
En el presente proyecto se realizó inicialmente una contextualización acerca de Industrias Karpos SAS, sus productos, procesos productivos, su actividad económica y su historia. Además, se realizó una explicación de los aspectos principales de la biomasa lignocelulósica, su composición y sus características. Este primer capítulo incluye también información de la piña, sus características y propiedades, su clasificación taxonómica y aspectos relevantes de su mercado, así como una introducción acerca del alcohol etílico, sus rutas de síntesis, características importantes del mercado nacional y mundial y sus diferentes usos. Este capítulo se completa realizando una descripción del proceso general de obtención de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica y de descripciones específicas de cada una de las tecnologías existentes para realizar este proceso, en donde se encuentran la SHF (Separated Hydrolysis and Fermentation), SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation.), pSSF (Pre-hydrolysis Simultaneous Saccharification and Fermentation) y CBP (Consolidated bioprocess).
Alternativa de tratamiento de aguas provenientes de piscinas termales de Paipa para el posterior vertimiento en el Río Chicamocha
(Fundación Universidad de América, 2021-08-06) Duarte Sabogal, Laura Daniela; Mosquera Forero, Mariana; Cely Garzón, Juan Camilo; Ramírez Marín, Iván
En el municipio de Paipa, ubicado en el departamento de Boyacá, se encuentra un complejo turístico que enfoca sus actividades en el aprovechamiento de las aguas termales. Los vertimientos generados que se dirigen hacia el río Chicamocha, que satisface una gran demanda de agua solicitada para consumo humano y doméstico, agrícola, pecuario, recreativo e industrial. Por esta razón, este proyecto tiene como objetivo el planteamiento de un diseño conceptual para el tratamiento de aguas provenientes de las piscinas termales que favorezca la reducción de iones sulfatos y cloruros. Esta propuesta se realiza con base al estado actual del vertimiento determinado por medio de una campaña de muestreo, tipo puntual, en la cual se realizaron análisis químicos de los parámetros de interés, que demostraron que la concentración de iones cloruro supera en un 2305,5% la normativa establecida de un valor mínimo de 250 mg Cl-/L.
Alternativas al uso del permanganato de potasio como reductor de tono en el efecto localizado en la industria textil.
(Fundación Universidad de América, 2023-08-01) Ortega López, Carolina; Forero Cardenas, Luis Eduardo
En este documento se plantea la posibilidad de reemplazar el permanganato de potasio en la industria textil como reductor de tono localizado para la creación de efectos de desgaste naturales en las prendas cuya base textil es el denim. Este proyecto busca reemplazar el permanganato de potasio de la industria textil en el área de lavanderías, debido a su alto grado contaminante y a los riesgos de salud que representa este producto al encontrarse en contacto con este por un tiempo prolongado. El permanganato de potasio es una sustancia ampliamente utilizada en la industria, tiene diversas aplicaciones como desinfectante, agente oxidante en el tratamiento de aguas, en la industria metalúrgica, farmacéutica, entre otras. Sin embargo, se ha encontrado información de los diferentes problemas a la salud que genera esta sustancia a largo plazo cuando se está expuesto un tiempo considerable, los riesgos de salud se encuentran asociados con el “Manganismo”.
Análisis cinético de la pirólisis de biomasa
(Fundación Universidad de América, 2018-08-13) Buitrago Fajardo, Laura Camila; Ovalle Melo, Yudy Alejandra; Mendoza Geney, Libardo Enrique
La cascarilla de café es un subproducto de la industria cafetera que se genera de manera proporcional a la producción del grano del café, lo cual incentiva la búsqueda de su aprovechamiento energético. Este trabajo está enfocado en el estudio de la cinética de reacción del proceso de pirólisis de cascarilla de café, donde se determinaron los parámetros cinéticos (energía de activación y factor pre-exponencial) a partir de un análisis termogravimétrico (TGA). Se propuso una metodología que integra los métodos isoconversionales y los métodos de ajuste, con el fin de reducir la incertidumbre que genera cada uno de estos por aparte. Como resultado se obtuvo un mecanismo de 4 reacciones, correspondientes a la descomposición de los compuestos lignocelulósicos característicos de la biomasa. Para cada una de estas reacciones se determinaron los parámetros cinéticos empleando la metodología antes mencionada. Los resultados obtenidos muestran amplia coincidencia con lo reportado en la literatura.
Análisis de datos cinéticos para la producción de ácido láctico por la bacteria Lactobacillus acidophilus en un sustrato complejo
(Fundación Universidad de América, 2018-05-11) Suarez Ospina, Daniela; Morales Hernández, Yovanny
Este trabajo de investigación tiene como fin ajustar un modelo cinético que describa satisfactoriamente la producción de ácido láctico por la bacteria Lactobacillus acidophilus en la fermentación del sustrato seleccionado. Primero, se llevó a cabo la fermentación del medio complejo compuesto de piña de la variedad Perolera en estado avanzado de maduración, empleando la bacteria Lactobacillus acidophilus en condiciones controladas de temperatura y agitación. Durante la fermentación se tomaron muestras cada 12 horas durante 108 horas para posteriormente analizarlas en el cromatógrafo líquido de alto rendimiento y determinar la cinética experimental de la producción de ácido láctico. Posteriormente, se realizó una búsqueda bibliográfica de modelos cinéticos resueltos analíticamente para la producción de ácido láctico a partir de otros sustratos y bacterias, que posiblemente pudiesen ajustarse a los datos experimentales obtenidos. Una vez seleccionados los modelos, se realizó la regresión no lineal de cada uno empleando el software Matlab®, obteniendo como resultado los parámetros de cada modelo.
Análisis de dos diferentes tipos de mezclas TiO2 / carbón activado y su aplicación en métodos fotocatalíticos para la remoción de colorantes.
(Fundación Universidad de América, 2020-10-27) Conejo Bello, Juana Valentina; Quiñones Segura, César Augusto
En este proyecto de grado se analizaron dos tipos de mezcla, composites de TiO2/Carbón activado y TiO2 soportado en carbón activado que cumplían con la condición de fotocatalizadores para la remoción de colorantes mediante fotocatálisis heterogénea. De igual manera, se analizaron el método sol-gel, el método hidrotermal y la deposición química de vapor como métodos de preparación de esos dos tipos de mezcla y su influencia en la actividad fotocatalítica. Se eligen por revisión bibliográfica algunos artículos que contengan uno de los dos tipos de mezcla y que se prepare por alguno de los métodos mencionados anteriormente y con el fin de evaluar la actividad fotocatalítica de los catalizadores TiO2/Carbón activado, estos artículos emplean colorantes como el azul de metileno, el naranja de metilo y el RhB a los que le realizan pruebas de adsorción y fotodegradación por un determinado tiempo y se les hace seguimiento por el método de espectrofotometría para observar el comportamiento de cada tipo de mezcla. Los porcentajes de degradación de los colorantes reportados en los artículos muestran que del 100% al 97% del colorante es removido; ya que al mezclar TiO2 con un material altamente poroso como lo es el carbón activado se genera un efecto sinérgico entre adsorción y degradación, que hace que el carbón activado retenga los contaminantes en la superficie y el semiconductor (TiO2) se encargue del proceso fotocatalítico.
Análisis de emergencias tecnológicas con sustancias químicas empleando emerquim.
(Fundación Universidad de América, 2022-02-07) Manrique Barrera, Laura del Pilar; Figueroa Casallas, Luis Alberto
Con el fin de realizar un análisis de los accidentes tecnológicos químicos ocurridos en el periodo 2015 a 2019 reportados a CISPROQUIM, se crea el siguiente documento investigativo. El total de accidentes reportados durante este periodo fue de 266 emergencias - químico tecnológico siendo el año 2015 el que más emergencias reportó en este periodo con 83 emergencias informadas, de los cuales la mayoría de reportes ocurrieron en Bogotá y el año que menos emergencias tecnológicas con producto químico involucrado presentó según esta información es el año 2019 con 38 casos.
Análisis de estrategias para el escalamiento de un fotobiorreactor tipo Airlift para el cultivo de microalgas
(Fundación Universidad de América, 2021-10-06) Cuao Arévalo, Rocío Milena; Martínez Cepeda, Ana María; Valderrama Rincón, Juan Daniel
El objetivo de este proyecto de investigación es presentar la estrategia más adecuada para el escalamiento de un fotobiorreactor tipo airlift, ya que como se sabe aún sigue siendo un reto. Para el desarrollo de esta se implementó la metodología de revisión bibliográfica, de modo que se especificó los parámetros de cultivo de las microalgas, como lo son la temperatura en donde se establecen valores en un rango de 27 °C a 35 °C, el pH entre 8,2 a 8,7, intensidad lumínica 130000 lux a 270000 lux, una agitación entre los valores 0,1 a 0,3 vvm, también identificando el tipo de cultivo más adecuado para las microalgas, siendo el cultivo continuó el más acorde.
Análisis de la incompatibilidad de materiales con dióxido de cloro en la empresa Egestec S.A.S localizada en la ciudad de Bogotá D.C.
(Fundación Universidad de América, 2023-02-21) Salazar Rodríguez, Iván Mateo; Lombana Charfuelan, Oscar Libardo
A lo largo de estos quince años de experiencia, Egestec Líder en generación de Dióxido de Cloro. Ha puesto a disposición del sector industrial su condición de especialistas y su innovación para la optimización de los procesos en el tratamiento de aguas en sus filiales e industria nacional e internacional. Los procesos para la generación de Dióxido de Cloro (ClO2) in-sitú (se genera en el lugar de dosificación) suministrados por Egestec, garantizan una producción confiable, segura, rentable y eficiente con tecnología ECF (Elemental Chlorine Free), garantizando la disminución de emisiones de dióxido de carbono y residuos peligrosos.
Análisis de la sinergia entre los tensoactivos: alfa olefin sulfonato de sodio (AOS), lauril éter sulfato de sodio (LESS), ácido sulfónico y betaína que permita mejorar el desempeño de un lavaloza líquido con optimización de recurso y costo a escala planta piloto.
(Fundación Universidad de América, 2024-02-03) Murcia Garavito, Leidy Yuliana; Diaz Suarez, Karen Nataly; Morales Hernandez, Yovanny
El presente informe técnico describe la metodología empleada para la reformulación de un lavaloza líquido humectante “LozaCrem” realizado en la compañía Brinsa S.A. ubicada en Cajicá, Cundinamarca, la cual es reconocida por su marca “Blancox” en la categoría de Cuidado del Hogar. En la primera fase del proyecto, se identificaron las sinergias entre los tensoactivos más utilizados dentro de la compañía, siendo estos: Alfa olefin sulfonato de sodio (AOS), Lauril éter sulfato de sodio (LESS), Ácido sulfónico y Betaína, con el fin de poder emplear a futuro las sinergias en las diversas categorías de producto, para esto se realizó una recopilación de las diversas fórmulas y se identificó el rango del porcentaje en el cual están presentes estas materias primas, estableciendo así las restricciones para el diseño de experimentos tipo mezcla, el cual tendrá como variable de respuesta el desempeño y el costo, este último es también la restricción en el diseño de experimentos.
Análisis de las diferentes opciones para la elaboración de un biopolímero utilizando lactosuero como materia prima.
(Fundación Universidad de América, 2022-02-02) Pulido Urrego, Brigitte Lorena; Fierro Pulido, Juan David; Nausa Galeano, Astrid
Este documento tiene como objetivo principal, analizar las diferentes opciones para la elaboración de un biopolímero utilizando lactosuero como sustrato, con el fin de disminuir el impacto ambiental que este genera al ser vertido en el medio ambiente y adicionalmente generar una alternativa a los plásticos comunes de origen fósil. Inicialmente, se realizó una revisión bibliográfica de las diferentes propiedades fisicoquímicas y microbiológicas del lactosuero, identificando que muchas de estas propiedades pueden variar según el proceso de elaboración del queso, su procedencia, alimentación del ganado, entre otros factores.
Análisis de los compuestos fenólicos antioxidantes en diferentes bagazos de cerveza artesanal “Master Beer”
(Fundación Universidad de América, 2022-08-09) Ramos Nemocón, Andrés Felipe; Talero Garzón, Valentina; Nausa Galeano, Gloria Astrid
En el proceso de elaboración de cerveza artesanal se generan una gran cantidad de residuos que podrían ser reutilizados, el bagazo de cerveza es el subproducto más abundante de la industria cervecera que representa el 85% del total de los residuos generados. El gran volumen que se genera de este material, su bajo costo y sus componentes lo convierten en un recurso de alto potencial para su reciclado o aprovechamiento. En este trabajo tiene como objetivo analizar tres diferentes maltas de la empresa Master Beer (Trigo, Munich y Pilsen) en Bogotá, donde previamente se le realizó un acondicionamiento previo, un proceso de secado y molienda. Por medio de la extracción sólido-liquido tipo soxhlet con tres diferentes concentraciones de etanol (80%, 60% y 40%) se extrajeron los antioxidantes naturales. Terminadas las extracciones, se realizó una destilación para eliminar el disolvente y se midió el contenido de polifenoles totales por el método Folin-Ciocalteau y la capacidad antioxidante por el análisis DPPH. La malta de trigo con la concentración de 60% etanol demostró que, con este tratamiento, se obtuvieron los mejores resultados en contenido de fenoles (7,87 mg GAE/ g BSG) y de actividad antioxidante (85%). En conclusión, el bagazo de cerveza puede ser, una importante fuente de antioxidantes naturales. La obtención de su extracto es viable y proporciona un valor añadido a lo que actualmente es sólo un residuo orgánico.
Análisis de sensibilidad para la destilación extractiva de etanol-agua empleando una mezcla de etilenglicol y CaCl2 como solvente
(Ediciones Universidad de América, 2018-12) Barrera Flórez, Natalia Andrea; Jaimes Baquero, Carlos Eduardo
El artículo toma como caso de estudio una mezcla etanol-agua que utilizó como solvente una mezcla de etilenglicol y CaCl2. La investigación presenta la metodología requerida para llevar a cabo un adecuado análisis de sensibilidad, con el fin de determinar unas condiciones de operación que permitan incrementar la pureza del etanol anhidro obtenido en el proceso de producción planteado. El análisis se realizó con las herramientas del simulador de procesos químicos Aspen HYSYS.
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.
Análisis del efecto antifúngico de los hidrolatos ajo-ají sobre la monilia (Moniliophthora Roreri)
(Fundación Universidad de América, 2021-02-10) León Ospina, Isabel Sofía; Sánchez Giraldo, Lesley Mariana; Moreno Torres, Edgar Fernando
Los cultivos de cacao día a día enfrentan problemas por enfermedades causada por hongos, insectos y bacterias los cuales disminuyen la calidad del producto final generando grandes pérdidas económicas, es por esto que se usan comúnmente controles agrícolas, químicos y genéticos para disminuir sus efectos; sin embargo, existe una nueva tendencia de emplear biopreparados para minimizar los impactos negativos de dichos tratamientos en la fertilidad de la tierra, en cambios fisicoquímicos del fruto y contaminación hídrica, aérea y terrestre.

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