Artículos de Revistas Institucionales - 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.
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.
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 por distribución de cargas de exergía a un ciclo combinado regenerativo y con recalentamiento
(Ediciones Universidad de América, 2018-12) Fernández Ramírez, Juan Sebastián
El análisis de distribución de cargas de exergía se presenta como un método de cálculo que permite relacionar en una sola función las eficiencias locales de un proceso, las irreversibilidades termodinámicas de cada operación y el consumo de la exergía primaria y transformada del proceso. Para ilustrar la aplicabilidad de este método y considerando que en los últimos años el sector eléctrico colombiano ha tomado importancia en la estructura económica del país, se realiza un modelamiento de un ciclo de potencia combinado regenerativo y con recalentamiento con capacidad de 420MW mediante el software Aspen HyprotechSystems® V8.6 (HYSYS® V8.6), el cual permite conocer las propiedades termodinámicas involucradas en el ciclo de potencia. Se calcula, a partir de la spreadsheet de HYSYS, la exergía de flujo de cada corriente del proceso, teniendo en cuenta la exergía química de la turbina de gas del proceso. Una vez calculadas las exergías de flujo, se realiza el método de distribución de cargas de exergía, en el que se establece que hay tres cargas de exergía primaria y dos cargas de exergía transformada en el ciclo de gas del proceso. Asimismo, se identifica que hay diez cargas de exergía primaria y seis cargas de exergía transformada en el ciclo de vapor del proceso. A partir de esto se observa que la eficiencia global de la turbina de gas es 1.51 %, y la del ciclo de vapor, 72.05 %. Se conoce, además, que las unidades en las que hay una mayor carga de exergía primaria son la cámara de combustión y la turbina tres del ciclo de vapor.
Aproximaciones experimentales al establecimiento de la cinética de secado para semillas de quinua
(Ediciones Universidad de América, 2017-11-16) Vargas Pérez, Stefanny; Castillo Larrarte, Simón; Lozano Escorcia, Nicolás; Bernal Bustos, Claudio Raúl
Los efectos del contenido de humedad en las propiedades físicas de dos variedades de quinua, cGC y cTC, fueron estudiados a través de la elaboración de una cinética de secado. Las propiedades físicas analizadas incluyen magnitudes de densidad aparente aireada y empacada, esfericidad y dimensiones. Estas propiedades físicas se estudiaron a partir de condiciones iniciales de humedad entregadas por el proveedor, 7.0779 % y 13.4517 % para las variedades cGC y cTC, respectivamente. Se evidenció que el comportamiento de las dimensiones de la semilla a lo largo del tiempo de secado es diferente para cada magnitud. El estudio de estas propiedades con respecto al contenido de humedad es trascendental para la industria en los procesos de recolección, manejo y almacenamiento.
Aspectos teóricos de la extracción de carotenoides a partir de microalgas
(Ediciones Universidad de América, 2017-10-04) Rubio Fernández, Diego; Barrera Flórez, Natalia Andrea; Fonseca Buitrago, Laura Angélica; Jaimes Baquero, Carlos Eduardo
De las microalgas se extraen diferentes compuestos de interés científico y comercial; entre estos compuestos se encuentran los carotenoides. La extracción de carotenoides se ha incrementado por sus propiedades antioxidantes y su uso en dietas, colorantes naturales y productos farmacéuticos. Este artículo de revisión estudia tres fases del proceso de extracción para la obtención de carotenoides a partir de microalgas: selección de la microalga, cultivo de la cepa en diferentes condiciones para inducir la generación del compuesto y separación del metabolito que se encuentra en la biomasa de forma intracelular.
Caracterización de aguas subterráneas en el municipio Buchivacoa (Venezuela) con fines de tratamiento
(Ediciones Universidad de América, 2018-05-18) Acacio Chirino, Noel; Cancino Camperos, Jonnattan; Molina Céspedes, Manuel
Se realizó una caracterización fisicoquímica y microbiológica para clasificar las aguas subterráneas de tres zonas del municipio Buchivacoa con el fin de proponer un esquema de tratamiento. Se realizaron muestreos por bombeo en 32 pozos y análisis de laboratorio para determinar las características fisicoquímicas y microbiológicas del agua, que se compararon con las normas vigentes para agua potable. Los análisis indican que algunos pozos tienen contenidos de dureza, hierro y manganeso que están sobre el tope permitido por las normas venezolanas. Igualmente, el estudio determinó que el agua de los pozos es salobre. Los resultados para coliformes, Escherichia coli, Salmonella y esporas de bacterias formadoras de viscosidad fueron negativos. Las aguas se pueden clasificar en los subtipos 1B y 1C. El esquema de tratamiento sugerido lo conforman procesos de filtración, ablandamiento, aireación, ósmosis inversa y cloración.
Criterios de selección para un agente material de separación en un proceso de deshidratación de etanol por destilación extractiva
(Ediciones Universidad de América, 2018-12) López Navarro, Derly Lorena
Los procesos de separación no convencionales son implementados en las industrias para la comercialización de ciertos productos. Durante los últimos años ha aumentado el interés sobre fuentes combustibles renovables, debido a las preocupaciones ambientales con respecto a la emisión de gases contaminantes generados en la quema de combustibles fósiles. Actualmente, la deshidratación de etanol con fines carburantes es uno de los procesos más utilizados industrialmente, puesto que el etanol es un compuesto con bastante demanda en el mercado por sus propiedades fisicoquímicas y porque es un compuesto proveniente de materia prima biológica renovable que promete una sostenibilidad ambiental y económica. La destilación extractiva con solvente es usada comercialmente para la producción de etanol anhidro, que parte de una mezcla azeotrópica etanol-agua, en la que el solvente hace que la separación de la mezcla azeotrópica se pueda llevar a cabo en una columna de destilación. Por ello se debe tener en cuenta ciertos criterios de selección para elegir el agente material de separación adecuado para la mezcla que se quiere separar, que en este caso es la mezcla etanolagua. Este artículo presenta los criterios que se deben tener en cuenta a la hora de seleccionar un agente material de separación o entrainer para una mezcla especificada; igualmente, aquí se presenta por medio de una matriz de selección, en la que se tendrán en cuenta algunos de los criterios para la selección de un posible agente material de separación para la mezcla etanol-agua.
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.
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.
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).
Emulsiones tipo pickering a base de almidones modificados como agentes emulsificantes. artículo de revisión
(Ediciones Universidad de América, 2018-05-18) Páez Álvarez, Ana María; Bernal Bustos, Claudio Raúl; Hernández, Lina; Muñoz, Lina
Este artículo de revisión propone una alternativa natural respecto a los agentes emulsificantes convencionales utilizados en los productos cosméticos, comparando las propiedades fisicoquímicas de los diferentes almidones utilizados en emulsiones tipo Pickering. Como resultado se elaboraron tres matrices conceptuales que generan información concluyente sobre las propiedades que debe tener un almidón para ser escogido como emulsificante, junto con las modificaciones químicas que le proporcionan un carácter anfifílico a dicha molécula, para finalmente encontrar las condiciones de elaboración de una emulsión Pickering.
Enzimas: algunas aplicaciones de “micromáquinas” como impulsoras de tecnología verde
(Ediciones Universidad de América, 2017-11-16) Malagón Micán, Martha Lucía; Rodríguez Ladino, Jorge Andrés; Rodríguez Prieto, Luisa Fernanda
Las enzimas son utilizadas a nivel industrial por su amplia gama de aplicaciones, principalmente en alimentos y productos farmacéuticos; sin embargo, en Colombia no hay una tecnología que esté suficientemente desarrollada debido a factores económicos y falta de investigaciones. Los avances han ido creciendo, desde su uso para degradar colorantes en el agua, hasta su aplicación para descomponer el crudo del petróleo. En este artículo se describen algunos avances en las investigaciones que tienen como fin ayudar a reducir el impacto causado al ambiente, en un contexto en el que el mercado global de las enzimas se incrementa aceleradamente por su utilidad en varios procesos de la industria.
Escalamiento de un fotobiorreactor a nivel piloto para la producción de biomasa
(Ediciones Universidad de América, 2017-04-25) Rubio Fernández, Diego; Sandoval Herrera, Juan Andrés; Ruíz Díaz, Jenny Paola; Tovar Salamanca, Jhonnathan Camilo
El escalamiento de fotobiorreactores implica que una relación intrínseca entre los parámetros que intervienen en el diseño de estos dispositivos y la fisiología del microorganismo determina una correcta operación del sistema. El modelo desarrollado en esta investigación permite cuantificar la influencia del parámetro luz en el crecimiento de la microalga Chlorella vulgaris a medida que varía el diámetro del reactor, en este caso, un fotobiorreactor tubular tipo airlift, con el fin de incrementar la productividad de biomasa microalgal partiendo de baja concentración inicial. El modelo permitió lograr un escalamiento de 7 a 50.2 L, con un incremento menor en la productividad de biomasa del 100 %, aproximadamente.
Estabilización de temperatura en un digestor anaerobio tipo U.A.S.B alimentado con residuos bovinos y lodos
(Ediciones Universidad de América, 2016-11-24) Lache Muñoz, Andrea; Paéz Morales, Adriana Inés; Bernal Vélez, Daniela; Quintero Garzón, Daniela
Esta investigación evaluó la estabilización de la temperatura en la digestión anaerobia del residuo bovino. El objetivo fue desarrollar una estrategia con base en la temperatura para agilizar la producción de biogás y/o aumentar su calidad en cuanto al porcentaje de metano. Las pruebas experimentales se realizaron en las condiciones climáticas de la Sabana de Bogotá (Colombia). Inicialmente, se establecieron las condiciones de operación del proceso de digestión anaerobio para determinar el parámetro que afecta directamente la producción de biogás. Se construyó un digestor convencional y un digestor nuevo prototipo, al que se le realizó una mejora (el modelo de reactor seleccionado fue el UASB). Esta mejora se determinó a partir del estudio de los parámetros que afectan la digestión anaerobia, donde la temperatura fue el parámetro de mayor incidencia en el proceso y que puede ser controlado externamente. Los resultados permitieron confirmar una mejora en el desempeño del digestor con el sistema de estabilización de temperatura con respecto al digestor convencional. Se comprobó también que la calidad del biogás fue mayor para el digestor nuevo prototipo. Por lo tanto, se valida la favorabilidad del efecto del control de la temperatura en el rendimiento del proceso de digestión anaerobia para la producción de biogás.
Estado del arte de métodos de gestión de residuos de llantas usadas en Colombia
(Ediciones Universidad de América, 2017-10-04) Parra Landinez, Paula Alejandra; González Vera, Andrés Felipe; Sandoval Herrera, Juan Andrés
El Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial emitió la Resolución 1457 de 2010 con el fin de establecer el sistema de gestión de residuos de llantas usadas en Colombia. Sin embargo, el problema continúa: acumulación sin control, contaminación visual y atmosférica, proliferación de vectores y propagación de enfermedades. En este marco, se realizó la revisión bibliográfica de las alternativas que se están empleando en el país para el manejo de residuos de llantas usadas. Este estudio es la base para desarrollar otras opciones para el uso de estos residuos.
Evaluación de la adhesión de un pegante realizado con almidón nativo de yuca (Manihot Sculenta Crantz) variedad M-Tai
(Ediciones Universidad de América, 2018-04-23) Vergara N., Andrés; Hernández R., Moisés; Ramírez-Díaz, Roberto
En este estudio se evaluó las fuerzas de adhesividad y de cáscara de un pegante. El pegante se realizó con almidón nativo de yuca (Manihot sculenta Crantz) variedad M-Tai y se usó hidróxido de sodio como agente hidrolizante. En la elaboración del pegante se evaluaron cinco soluciones de almidón nativo de yuca (10, 20, 30, 40 y 50% p/v) y cuatro concentraciones de NaOH (0, 0.66, 1.33 y 2 % p/p). Los resultados indicaron que las uniones papel-papel, cartón-cartón y papel- vidrio, realizadas con los pegantes hechos con 40 %-2 %, 40 %-0 % y 50 %-0 % p/v-p/p de almidón de yuca y NaOH, respectivamente, presentaron mayor fuerza de adhesión. Las uniones papel-papel, cartón-cartón y papel-vidrio que mostraron mayor fuerza de fricción, como un indicativo de mayor durabilidad del pegamento, fueron los pegantes realizados con 50 %-2 %, 50 %-1.33 % y 50 %-2 % p/v-p/p de almidón y NaOH, respectivamente. El pegante a base de almidón de yuca no presentó diferencias significativas (p < 0.05) con tres adhesivos comerciales (Colbocol, Supertack y Pegajoso), teniendo mejor adhesividad y durabilidad en las uniones hechas con los sustratos papel-papel y papel-vidrio.
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.

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