Centro Azúcar

Sulphur cycle assessment in the Cienfuegos cement factory kiln

En el presente artículo se realizó una evaluación y análisis preliminar del sistema de horneado de la fábrica de Cementos Cienfuegos enfocado a uno de los problemas más graves que tiene el área de hornos de la entidad, referido a las paradas innecesarias por la formación de costras o anillos principalmente de azufre (o crudo). Para esto se realizaron varios balances en función de los diferentes compuestos que entran al horno o se forman dentro del mismo, tomando el azufre como principal sustancia de estudio, con el fin, de determinar varios aspectos del mismo, como son: su influencia en la formación de los anillos, la cantidad presente en el sistema, sus principales reacciones y cómo mitigar o controlar su incorporación al mismo, en condiciones normales de operación y en condiciones de inestabilidad. Con el empleo de Microsoft Excel se realizaron los balances correspondientes para las varias reacciones involucradas en el comportamiento del azufre dentro del horno, los cuales evidenciaron que se debe manejar el azufre cerca de los parámetros establecidos para una buena operación del horno y para evitar paradas innecesarias por formación de anillos que incurrirían en grandes gastos económicos.

In this article a preliminary assessment and analysis of the kiln system of Cienfuegos Cement Factory was made focused on one of the most serious problems of the entity kiln area, due to unnecessary shutdowns caused by the crust or ring formation mainly of sulfur (or crude). For this purpose, various balances based on the different compounds entering the kiln or forming within it were made, taking sulfur as the main substance of study, in order to determine several aspects, such as: its influence in ring formation, the amount in the system, its main reactions and how to alleviate or control their incorporation, under regular operating conditions and under instable conditions. With the use of Microsoft Excel the corresponding balances for various reactions involved in the behavior of sulfur in the kiln were carried out, which showed that sulfur should be handled close to the parameters established for proper operation of the kiln and to avoid unnecessary stops by forming rings which incur huge economic costs.

Proximal analysis of wheat flour crackers (triticum vulgare): tapirama (phaseolus lunatus) from pueblo nuevo de Paraguaná

La tapirama (Phaseolus lunatus) es una leguminosa que se encuentra en muchos tipos de ambientes tropicales, tanto en el trópico húmedo como en el seco, sus frutos son unas vainas verdes o amarillas oscuras que contienen varios granos de forma arriñonada. Tiene alto valor nutritivo debido a que su contenido de proteína es de (25.09%). Su crecimiento y reproducción en la península de Paraguaná del Estado Falcón es típica alcanzando hasta cuatro ciclos reproductivos por año. La tecnología de harinas compuestas se comenzó a utilizar para demostrar las habilidades nutricionales a base de leguminosas para hacer galletas. El objetivo de esta investigación es determinar el análisis proximal de galletas a base de harina de trigo: tapirama proveniente de pueblo nuevo de paraguaná, los análisis se realizaron por los métodos estandarizados por la norma COVENIN y AACC. En galletas las características de la mejor formulación 50:50 trigo: tapirama fueron proteína (15.70%); carbohidratos totales (72,67%); grasa (2,62%); humedad (3,9%); cenizas (2,08%); fibra(3,03%); minerales: K (1,05%); Na (4,05%); Fe (0,34%); Mn (0,04%); Ca (0,4%); Mg (2,86%); P (0,003%) y Cu (0,06%). Las harinas a base de leguminosas son ricas en proteína, fibra, carbohidratos y minerales y asociadas al trigo, mejoran su calidad nutricional.

The tapirama (Phaseolus lunatus) is a legume found in much types of tropical environment, in the humid and dry tropics. Its fruits are dark green and yellow pods that contain some kidney-shaped grains. It has high nutritional value due to its high protein content (25.09%). Its growth and reproduction in the Paraguaná Peninsula of the State Falcón are typical reaching to four reproductive cycles per year. The composite flour technology began to be used to demonstrate the legume- based nutritional abilities to make cookies. The purpose of this study was to determine the proximal analysis of wheat- tapirama- flour- based cookies from pueblo Nuevo de Paraguaná. Analyzes were carried out by methods standardized by AACC and COVENIN norms. In cookies, the characteristics of best formulation 50:50 tapirama wheat were protein whose percentage was (15,70%), total carbohydrate (72.67%); fat (2.62%); moisture (3,9%); ash (2.08%); fiber (3.03%); minerals: K (1.05%); Na (4.05%); Fe (0.34%); Mn (0.04%); Ca (0.4%); Mg (2.86%); P (0.003%) and Cu (0.06%). The legume-based flours that are rich in protein, fiber, carbohydrates and minerals associated with wheat, improve the nutritional quality.

Acidhidrolysis of aloe vera (SABILA) bagasse for obtaining pectin

El procesamiento de la sábila (Aloe vera) ha alcanzado un gran desarrollo en los últimos años, ya que sus productos son materia prima para otras industrias. Esto ha contribuido al incremento de residuos sólidos, los cuales no son aprovechados para la obtención de productos de valor agregado en la propia industria. En esta investigación se estudió la hidrólisis ácida como método de extracción depectina a partir del bagazo de sábila. Primeramente, se caracterizó el bagazo determinándose: humedad, cenizas, proteína, acidez, contenido total de pectina, densidad y pH. Fueron analizadas como variables de estudio o factores: el pH, la temperatura, el tiempo de extracción, el tamaño de partícula y la velocidad de agitación y como variable respuesta el rendimiento de pectina (%). Los mejores resultados se obtuvieron a 90°C, 1000 min-1 y el mayor tamaño de partícula, que resultaron las variables con influencia significativa con un 95% de confianza. La pectina se caracterizó químicamente y por Espectroscopía IR. Se obtuvo que la misma es de gelificación rápida, soluble en agua y de alto metoxilo. En el espectro IR se observan los picos característicos de los grupos funcionales de la pectina.

The processing of Aloe vera (sábila in sp.) has reached a great development during the last years, since its products are raw material for other industries. This has contributed to the increase of solid residues, which are not utilized to obtain added value products in the same industry. In this research, the acid hydrolysis method for pectin extraction from the Aloe vera bagasse was studied. Firstly, the bagasse was characterized determinig: humidity, ashes, proteins, acidity, and total content of pectin, density and pH. pH, temperature, extraction time, particle size and speed of agitation were analyzed as variables of study or factors and pectin yield (%)as response variable. The best results were obtainedat 90°C, 1000 min-1 and the larger particle size that were the significant variables with 95 % of confidence. Pectin wascharacterized chemically and for infrared spectroscopy (FTIR). It was concluded that this pectin was of fast gellification variety, water-soluble and of high methoxyl content. The characteristic peaks of thefunctional groups of pectin were observed in infra redspectroscopy (FTIR) analysis.

Effect of the initial ph in the cellulase of aspergillus niger production in solid-state fermentation

En este trabajo se presenta un estudio cinético en el que se analizó la influencia del pH inicial del medio en la producción de celulasas (PFasa) por una cepa de Aspergillus niger, cultivada en fermentación en estado sólido Los resultados indicaron que un nivel de pH inicial de 4,5 fue el óptimo para la producción de celulasas. En estas condiciones se alcanza una actividad PFasa de 25,11 UI/gMSen 18 h, con una productividad de 1,40 UI h-1 gMS-1.

In this work, a kinetic study is presented analyzing the influence of the initial pH on (PFasa) cellulase production by an Aspergillus niger strain, cultured in solid-state fermentation. The results showed that the optimum value of initial pH for PFasa production was 4.5. The PFasa activity reached 25.11 UI/gMS in 18 hours and a productivity of 1.40 UI h-1gMS-1 under these initial pH conditions.

Study of the development of free amino nitrogen during sorghum malting

En el proceso de fabricación de cervezas se utiliza la malta de cebada como materia prima principal. Uno de los cereales idóneos para sustituir la cebada es el sorgo ya que posee alto potencial nutritivo. Sin embargo, la oferta de cervezas de sorgo aún es insuficiente en el mercado mundial, debido a la baja calidad de su malta. El objetivo de la presente investigación fue estudiar el desarrollo del nitrógeno amino libre (FAN) durante el malteado del sorgo para el proceso de producción de cerveza mediante el uso de la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM). Fue usado un diseño compuesto central rotable (CCD) para desarrollar un modelo estadístico para la optimización de variables del proceso tales como la concentración de NaOH (0,2 - 0,5% (p/v)), el tiempo de remojo (12 - 36 h), y el tiempo de germinación (48 - 72 h). Los datos obtenidos a partir de la RSM en la producción de FAN fueron sometidos al análisis de varianza (ANOVA) y fueron analizados usando una ecuación polinómica de segundo orden. Las condiciones óptimas del malteado para el valor más alto de FAN (350,00 mg L-1) fueron: concentración de NaOH 0,35%, tiempo de remojo 26 h y tiempo de germinación 63 h.

In the brewing process, barley malt is used as main raw material. Sorghum is one of the most suitable cereals to replace barley because of its high nutritional value. However, the sorghum beer supply is still insufficient in the global market due to the low quality of its malt. The aim of this research was to study the development of free amino nitrogen (FAN) during sorghum malting for brewing process by using Response Surface Methodology (RSM). A Central Composite Rotatable Design (CCD) was used to develop a statistical model for the optimization of process variables such as NaOH concentration (0,2 - 0,5%(w/v)), steeping time (12 - 36 h), and germination time (48 - 72 h). Data obtained from RSM on FAN production were subjected to the analysis of variance (ANOVA) and were analyzed using a second order polynomial equation. Optimum malting conditions for the highest FAN value (350,00 mg L-1) were: NaOH concentration 0,35%, steeping time 26 h and germination time 63 h.

Comparative analysis of exergetic balance methods IN alcoholic distillation columns

Se presenta la comparación de tres métodos para el cálculo de la exergía de las corrientes involucradas en el balance exergético de columnas de destilación alcohólica, considerando la exergía de las corrientes como: 1) exergías de flujo, 2) exergías del calor y 3) la suma de la exergía de flujo y la exergía química. Se examina la implementación del análisis exergético como un punto clave para mejorar la eficiencia del proceso. Se analiza un caso de estudio donde se aplican los métodos para la evaluación de la exergía, en el que se obtuvieron diferencias entre los métodos, del orden del 15-30 %. Se determinó la influencia de las columnas estudiadas en la pérdida total de capacidad de trabajo, demostrando que independientemente del método que se emplee la columna destiladora es la de mayores pérdidas. Usando el primero de los métodos, se realizó un análisis económico del efecto del aumento del porcentaje de etanol en el vino de 5,8 ºGL hasta 9,0 ºGL, lo que provocó una disminución del consumo de vapor de un 23,66 %, un incremento del rendimiento exergético en un 28,02 % y una reducción del flujo de gases de combustión de 24 627 034,4 m³/a

Potentialities of electricenergy delivery in two sugar mills of Cienfuegos province

En el trabajo se analizan losesquemas termo-energéticos de los centrales "14 de Julio" y "Antonio Sánchez"pertenecientes a la provincia de Cienfuegos. En dichas empresas se elaboraronlos diagramas de Flujo de Proceso y Flujo de Información para su posteriorsimulación en el software Termoazucar (STA 4.1). Conel auxilio del software de referencia, la modelación del caso base en estoscentrales permitió determinar las oportunidades de mejoras de los esquemastérmicos. La implementación de éstas en la modelación de los casos mejorados deestos ingenios facilitó conocer la posibilidad de incrementos de la energíaeléctrica vendida al Sistema Eletroenergético Nacional (SEN) en un 16% en el central "14 de Julio" y de un 50% en el central"Antonio Sánchez" manteniendo ambos los mismos niveles de molida.

In this work the thermal-energetic schemes of the"14 de Julio" and "Antonio Sanchez" sugar mills belongingto the province of Cienfuegos are analyzed. In these enterprises Process Flow andInformation Flow diagrams for its later simulation in the Termoazucarsoftware (STA 4.1) were developed. With the help of reference software, basecase modeling in these plants allowed to identify opportunities for improvementof thermal schemes. The implementation of them in the modeling of improvedcases of these mills facilitated to be aware of the possibility of increases of16% in the electricity sold to EletroenergeticNational System (SEN) in the "14 de Julio" sugar mill and 50% in the"Antonio Sanchez" sugar mill keeping both the same levels of ground.

Technological factors that caused unusual deterioration in furnace tubes

Un horno de refinería empleado en el calentamiento de petróleo crudo, presentó abundantes películas con espesores inusuales, sobre algunos tubos ubicados en la zona de convección, próximos a la pared del horno. El propósito de esta investigación consistió en identificar el tipo de corrosión y determinar las causas que dieron origen a la formación de las inusuales películas. Con el objetivo de dilucidar qué factores tecnológicos propiciaron este deterioro, se realizó la inspección visual del horno para evaluar su estado estructural. De los valores reportados por termopares, se obtuvieron los perfiles de las temperaturas de operación en zona de convección. Se caracterizaron las películas obtenidas empleando la técnica difracción de Rayos X y un microscopio metalográfico de luz reflejada. Los resultados evidenciaron abundantes depósitos entre los tubos de convección, que no pueden ser eliminados al no contarse con un sistema adecuado de remoción, problema acentuado, por la sustitución de antiguos ladrillos refractarios a modernos paneles monolíticos. Tal situación favoreció la formación de canalizaciones o zonas preferenciales, que propiciaron el aumento de la velocidad de los gases a alta temperatura y un incremento de la concentración del O2, sobre tubos de baja aleación, factores que causaron comportamiento anómalo de las temperaturas de operación y formación de películas del tipo cascarilla de laminación, de estructuras macrocristalinas, constituidas por óxidos de hierro poco adherentes y espesores inusuales, resultados que evidencian una oxidación severa a altas temperaturas.

A refinery furnace used for heating crude oil showed abundant pelicules with unusual thicknesses in some pipes located in the convection zone, next to the wall of the furnace. The purpose of this research consisted in identifying the type of corrosion and determine the causes that originated the formation of the unusual pelicules. With the objective of elucidating which technological factors propitiated this deterioration, a visual inspection of the furnace was carried out to evaluate its structural state. From the values reported as thermocouples, temperature profiles of operation in the convection zone were obtained. The pelicules obtained were characterized using the X-ray diffraction technique and a metallographic microscope of reflected light. The results showed several deposits among the convection tubes; which cannot be eliminated because there isn't an adequate system of removal. This problem is accentuated by the substitution of old refractory bricks by modern monolithic panels. Such situation favored the formation of canalizations or preferential zones that propitiated the increase of the velocity of gases to high temperature and a rise of the concentration of O2 on low alloy steel pipes. These factors caused an anomalous behavior of the temperatures of operation and the formation of pelicules of mill scale type, of macrocrystalline structures, constituted for few adherent iron oxides and unusual thicknesses. These results show a severe oxidation in high temperatures.

Eco-efficiency analysis of low-carbon cement production by replacing clinker

En este trabajo se realiza la evaluación ambiental de la producción de cemento en la Fábrica Siguaney y el cálculo de los indicadores de ecoeficiencia según la norma ISO 14045, se utiliza la metodología Recipe mediante el software SimaPro 8.1. Para evaluar los indicadores de ecoeficiencia se relacionan los resultados de las categorías de impacto con indicadores de valor monetario, que permiten evaluar la situación actual y la repercusión de las modificaciones propuestas. Como resultados se obtienen los perfiles ambientales del cemento P-35 (caso base) y de los cementos de bajo carbono (LC3-35 y LC3-50), obtenidos de la sustitución de clinker por las arcillas caoliníticas a partir de estudios realizados por investigadores del Centro de Investigación y Desarrollo de Estructuras y Materiales (CIDEM), así como los perfiles de ecoeficiencia. La comparación del cemento P-35 con los de bajo carbono demostró resultados favorables en ocho categorías de impacto, sin embargo las relacionadas con la toxicidad aumentan debido al incremento del consumo de electricidad que se produce con la molienda de los materiales para la obtención de las arcillas calcinadas, provocando mayor cantidad de emisiones al aire de compuestos orgánicos volátiles .Se observa que existe una mejora de la ecoeficiencia en 6 de los 8 indicadores, debido a una disminución simultánea de los costos de producción y los impactos ambientales. El cemento LC3-50 muestra los mejores resultados. La metodología utilizada posibilita la evaluación de alternativas relacionadas con la sustitución de materiales en la construcción.

Selection of chemical treatment program for oily wastewater

En la selección de un programa químico de tratamiento de aguas residuales, para lograr una coagulación y floculación efectiva es fundamental una comprensión de cómo los coloides interactúan individualmente. El proceso de coagulación requiere mezclado rápido, mientras la floculación requiere mezclado lento. El comportamiento de los coloides en el agua es fuertemente influenciado por su carga electrocinética, donde cada partícula coloidal lleva una carga propia, la cual en su naturaleza es usualmente negativa. Los polímeros, que son cadenas largas de alto peso molecular y alta carga, cuando se añaden al agua comienzan a hacer largas cadenas, lo que permite remover numerosas partículas de materia suspendida. Un estudio de tratamiento físico-químico mediante adición de coagulante y floculantese realizó con el objetivo de determinar un programa químico para las aguas residuales oleosas provenientes del proceso de separación por gravedad en una refinería de petróleo. Los ensayos del proceso se efectuaron en equipo de Pruebas de Jarras (Jar Test), donde se evaluaron los productos comerciales policloruro de aluminio (PAC), sulfato de aluminio y Sintec D50 con cinco floculantes diferentes. El programa químico seleccionado se evaluó con los fluidos a tres temperaturas para conocer su sensibilidad a este parámetro y la energía de mezcla en la coagulación y la floculación.Se determinó el programa químico y las características operacionales para el tratamiento físico-químico con PAC, obteniendo una remoción de más de 93% para la materia suspendida y de 96% para hidrocarburos totalespara el par coagulante/floculante seleccionado.

When selecting a chemical treatment program for wastewater to achieve an effective flocculation and coagulation is crucial to understand how individual colloids interact. The coagulation process requires a rapid mixing while flocculation process needs a slow mixing. The behavior of colloids in water is strongly influenced by the electrokinetic charge, where each colloidal particle carries its own charge, which in its nature is usually negative. Polymers, which are long chains of high molecular weight and high charge, when added to water begin to form longer chains, allowing removing numerous particles of suspended matter. A study of physico-chemical treatment by addition of coagulant and flocculant was carried out in order to determine a chemical program for oily wastewater coming from the gravity separation process in a crude oil refinery. The tests were carried out in a Jar Test equipment, where commercial products: aluminum polychloride (PAC), aluminum sulfate and Sintec D50 were evaluated with five different flocculants. The selected chemical program was evaluated with fluids at three temperatures to know its sensitivity to this parameter and the mixing energy in the coagulation and flocculation. The chemical program and operational characteristics for physico-chemical treatment with PAC were determined, obtaining a removal of more than 93% for suspended matter and 96% for total hydrocarbons for the selected coagulant / flocculant combination.