Centro Azúcar

EVALUACIÓN DE LOS RESIDUALES DE LA EMPRESA REFINADORA DE ACEITES ERASOL DE SANTIAGO DE CUBA

RESUMEN Introducción: Uno de los ecosistemas cubanos más contaminados lo constituye la bahía de Santiago de Cuba, la cual recibe la descarga de aguas residuales provenientes de varias industrias como la Empresa Refinadora de Aceites ERASOL, por lo que se hace necesario conocer la contaminación generada por esta industria y si se cumplen los parámetros establecidos por la (NC 521, 2007). Objetivo: Evaluar los residuales líquidos de la Empresa Refinadora de Aceites ERASOL de Santiago de Cuba, para conocer si cumplen o no con la norma de vertimiento vigente. Materiales y Métodos: Se tomaron muestras del residual en el periodo comprendido entre marzo y agosto de 2020. Las muestras fueron analizadas en el Departamento de Calidad del Laboratorio “Elio Trincado” de la Empresa Geominera Oriente y en la Empresa Nacional de Asistencia y Servicios Técnicos (ENAST) de Santiago de Cuba. Se determinaron los parámetros pH, sólidos suspendidos, sólidos sedimentables, nitrógeno total, fósforo total, demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), demanda química de oxígeno (DQO) y grasas y aceites. Resultados y Discusión: Los valores obtenidos fueron comparados con la (NC 521, 2007), encontrándose que los parámetros pH, sólidos sedimentables y nitrógeno total se presentaron dentro de lo normado, mientras los indicadores sólidos suspendidos, DBO5, DQO, fósforo total y grasas y aceites se presentaron por encima de lo establecido por la normativa cubana. Conclusiones: La Empresa Refinadora de Aceites ERASOL contribuye con la carga orgánica que llega a la bahía de Santiago de Cuba, constituyendo una de las fuentes contaminantes del ecosistema.

ABSTRACT Introduction: One of the most contaminated Cuban ecosystems is Santiago de Cuba´s bay, which receives wastewater discharges from various industries such as ERASOL Oil Refining Company, for this reason it is necessary to know the generated pollution by this industry and if the NC 521, 2007 stablished parameters are fulfill. Objective: To evaluate the wastewaters from ERASOL Oil Refining Company of Santiago de Cuba, for knowing whether or not they comply with the current discharge standard. Materials and Methods: Residual samples were taken between march and august 2020. The samples were analyzed at the Quality Department of e “Elio Trincado” Laboratory of the Geominera Oriente Company and at the National Company of Asistance and Technical Services (ENAST, by its acronymic in Spanish) in Santiago de Cuba. The parameters, pH, suspended solids, settleable solids, total nitrogen, total phosphorus, biochemical oxygen demand (BOD5), chemical oxygen demand (COD) and fats and oils were determined. Results and Discussion: The obtained values were compared with the (NC 521, 2007), finding that the parameters, pH, settleable solids and total nitrogen were presented within the norm, while the indicators suspended solids, BOD5, COD, total phosphorus and fats and oils were presented above what is established by Cuban regulations. Conclusions: The ERASOL oil refining industry contributes with the organic load that reaches to Santiago de Cuba`s bay, being one of the ecosystem pollutants sources.

EFECTO DEL PRECALENTAMIENTO SOBRE LA MICROSTRUCTURA Y DUREZA DEL RECARGUE DE MARTILLOS DESMENUZADORES CON ELECTRODOS AWS E FeCr-A1

RESUMEN Introducción: El electrodo AWS E FeCr-A1 no garantiza una aleación en la primera capa que pueda contrarrestar el desgaste de los martillos desmenuzadores. La microestructura en la primera capa es la austenita primaria (ɣ- Fe) y una red eutéctica interdendrítica (ɣ- Fe + M7C3). La dureza es de 50 HRC. Objetivo: Evaluar el efecto del precalentamiento sobre la dureza y microestructura de depósitos obtenidos con el electrodo AWS E FeCr-A1. Materiales y Métodos: Los depósitos se obtuvieron sobre placas de acero S275JR, utilizando una y dos capas a temperatura ambiente y a 200°C, con el proceso manual por arco eléctrico y electrodo revestido (SMAW). Las muestras fueron desbastadas, pulidas y atacadas con el reactivo Murakami. La microestructura fue observada por microscopía óptica (MO). Para la determinación de la dureza se utilizó un durómetro Shimatsu. Resultados y Discusión: La microestructura de los depósitos obtenidos a temperatura ambiente con una y dos capas consiste en austenita primaria (ɣ- Fe) y un eutéctico (ɣ- Fe y M7C3). El valor máximo de dureza fue obtenido en los depósitos con dos capas (723 HV). La microestructura del depósito, realizado a temperatura de 200° C, contiene austenita (ɣ- Fe) y menor cantidad de eutéctico (ɣ- Fe y M7C3). Conclusiones: Con el aumento de la temperatura (200°C), la microestructura predominante es la austenita (ɣ- Fe), y el depósito alcanza solo una dureza de 572 HV, por debajo de la indicada para el consumible AWS E FeCr-A1 que es 650 HV.

ABSTRACT Introduction: The AWS E FeCr-A1 electrode does not guarantee deposits in a single layer that can counteract the wear of the shredder hammers. Microstructure in the first layer is primary austenite (ɣ- Fe) and an interdendritic eutectic network (austenite and carbide). The hardness is 50 HRC. Objective: To evaluate the preheat effect on the hardness and microstructure of deposits obtained with the AWS E FeCr-A1 electrode. Materials and Methods: The deposits were obtained on S275JR steel plates, using single and double layer of recharge at room temperature and at 200°C, with shielded metal arc welding (SMAW). The samples were trimmed, polished and etched with Murakami reagent. The microestructure was observed by optical microscope (OM). The Vickers microhardness was determined using a Shimatsu microdurometer. Results and Discussion: Microstructure of deposits obtained at room temperature using simple and double layer consist of primary grain of austenite (ɣ- Fe) and eutectic (ɣ- Fe and M7C3). The highest hardness was obtained in the sample with double layer (723 HV). Microstructure of deposit performed at 200°C is composed by large amount of austenite (ɣ- Fe) and lower fraction of eutectic (ɣ- Fe and M7C3). Conclusions: With a temperature increase (200°C), predominant microstructure is austenite (ɣ- Fe), and deposit reaches only a hardness of 572 HV, below that indicated for the consumable AWS EFeCr-A1 which is 650 HV.

CORROSIÓN LOCALIZADA EN FLOTADORES DEL SISTEMA DE MEMBRANA EN TANQUE UTILIZADO PARA EL ALMACENAMIENTO DE GASOLINA DE AVIACIÓN

RESUMEN Introducción: Un tanque utilizado para el almacenamiento de gasolina de aviación provisto de un domo geodésico con sistema de membrana interna flotante, reportó graves daños por corrosión en sus flotadores, lo que motivó que fueran sustituidos en un breve período. Objetivo: Analizar las causas del deterioro de los flotadores de aluminio. Materiales y Métodos: Durante la inspección visual se colectaron productos de corrosión que se analizaron por espectrometría IR. Se tomaron muestras del agua residual del fondo del tanque para su análisis fisicoquímico. Se realizó el estudio estructural a los materiales componentes del flotador, utilizando un espectrómetro multicanal digital y un microscopio metalográfico. Resultados y Discusión: Las fallas en los flotadores se presentaron en el cuerpo cilíndrico en contacto con el combustible, como una corrosión del tipo localizada. El material corroído se correspondió con la aleación de aluminio manganeso 3004, que se caracterizó por un contenido importante de hierro en su composición química y una microestructura con alta densidad de partículas intermetálicas, en algunas microlocalizaciones formando clústeres. Se observaron cavidades en torno a algunas partículas, y evidencia de la disolución de la matriz de la aleación en un medio en el que estuvieron presentes iones cloruros. Conclusiones: Los resultados obtenidos indicaron que en un medio con presencia de iones cloruros se suscitó la formación de microceldas galvánicas entre partículas intermetálicas catódicas de dimensiones importantes y la matriz de la aleación, lo que propició la formación de picaduras profundas.

ABSTRACT Introduction: A tank used for the storage of aviation gasoline, equipped with a geodesic dome with a floating internal membrane system, reported serious corrosion damage to its floats, which caused them to be replaced in a short period of time. Objective: To analyze aluminum floats deterioration causes. Materials and Methods: During a visual inspection, corrosion products were collected and analyzed by IR spectrometry. Residual water samples were taken from the tank bottom for physicochemical analysis. Float component materials structural study was carried out, using a digital multichannel spectrometer and a metallographic microscope. Results and Discussion: Float failures occurred in cylindrical body in contact with the fuel, such as localized corrosion. The corroded material corresponded to the aluminum manganese alloy 3004, which was characterized by an important content of iron in its chemical composition and a microstructure with high density of intermetallic particles, in some micro locations forming clusters. Cavities were observed around some particles, and evidence of dissolution of the alloy matrix in a medium in which chloride ions were present. Conclusions: The results obtained indicated that in a medium with the presence of chloride ions, the formation of galvanic microcells between cathodic intermetallic particles of important dimensions and the alloy matrix was caused, which led to the formation of deep pits.

DESARROLLO Y APLICACIÓN DE ALTERNATIVAS PARA REDUCIR PRODUCTOS QUÍMICOS OCIOSOS Y CADUCADOS EN LA INDUSTRIA PETROLERA

RESUMEN Introducción: Las sustancias químicas son ampliamente usadas en diferentes procesos productivos y aplicaciones de la vida moderna, por tanto, su uso se ha generalizado. Un número importante de ellas son consideradas peligrosas debido a propiedades o características que pueden afectar el ambiente y los seres vivos. La acumulación de productos químicos ociosos y caducados (PQOC) en la industria petrolera es un problema que data de varios años, por lo que se hace necesario definir y aplicar opciones de manejo que permitan la disminución de los riesgos asociadas a estas sustancias. Objetivo: Disminuir los inventarios de PQOC en la industria petrolera, a través de la aplicación de alternativas de manejo. Materiales y Métodos: Se realizó el análisis de las existencias de PQOC, atendiendo a los principios de jerarquía en la gestión de residuos, que plantean, después de la minimización de la generación, el aprovechamiento y valorización de los mismos. Cada sustancia fue evaluada para la aplicación de soluciones de tratamiento o eliminación final, considerando el tipo, cantidad, peligrosidad, características particulares y las condiciones técnicas disponibles para ejecutarlas, además de los requisitos legales aplicables. Resultados y Discusión: Se definieron y aplicaron diferentes opciones de manejo, tales como: la estabilización del lugar, otros usos, trasferencia a otros usuarios, aprovechamiento energético, así como la dilución y neutralización. Conclusiones: Se redujeron los inventarios de estas sustancias en 736,2 kg y 201,3 L. El análisis económico y ambiental demuestra la factibilidad de la aplicación de estas alternativas, disminuyendo, además, los riesgos generados por su prolongado almacenamiento.

ABSTRACT Introduction: Chemical substances are widely used in different production processes and applications of modern life; therefore, their use has become widespread. A significant number of them are considered dangerous due to properties or characteristics that can affect the environment and living beings. Disused and expired chemical products (PQOC) accumulation in the oil industry is a problem that dates back several years, so it is necessary to define and apply management options that allow the risks associated with these substances reduction. Objective: To reduce PQOC inventories in the oil industry, through the application of management alternatives. Materials and Methods: The analysis of the PQOC stocks was carried out, taking into account the principles of hierarchy in waste management, which is proposed, after minimizing their generation, use and recovery. Each substance was evaluated for treatment or final disposal solutions application, considering type, quantity, danger, particular characteristics and technical conditions available for run them, in addition to applicable legal requirements. Results and Discussion: Different management options were defined and applied, such as: stabilization of the site, other uses, transfer to other users, energy use, as well as dilution and neutralization. Conclusions: These substances inventories were reduced by 736.2 kg and 201.3 L. Economic and environmental analysis show the feasibility of applying these alternatives, also reducing the risks generated by their prolonged storage.

PROCEDIMIENTO PARA LA EVALUACIÓN Y MEJORA DE LA CONFIABILIDAD, MANTENIBILIDAD Y DISPONIBILIDAD EN LA INDUSTRIA QUÍMICA CUBANA

RESUMEN Introducción: En Cuba la industria química está caracterizada por una baja rentabilidad, inversiones tecnológicas poco efectivas, elevado número de fallas y altos costos de operaciones. Esto se debe a la falta de previsión y evaluaciones técnicas de los aspectos relacionados con la confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad. Objetivo: Proponer un procedimiento para la evaluación y mejora de la confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad de la industria, durante todo su ciclo de vida. Materiales y Métodos: Se efectuó el análisis de las herramientas y métodos a emplear como son la confiabilidad, mantenibilidad, la disponibilidad, la criticidad y se incorporó el análisis del costo del ciclo de vida de la instalación y sus componentes para las diferentes etapas del ciclo de vida de los equipos o instalaciones. Resultados y Discusión: Se propuso un procedimiento que integra un grupo de técnicas y herramientas, con el fin de aplicarlas durante todo el ciclo de vida de las instalaciones, que permitirán pronosticar y minimizar la ocurrencia de paros por fallas e identificar las áreas y equipos más críticos. Conclusiones: Este procedimiento se puede implementar en cualquier etapa del ciclo de vida de las instalaciones. Incorpora el análisis del costo de vida que permite conocer el estadio y rentabilidad de la instalación, indicando la factibilidad de reparar o sustituir estas, permite trazar estrategias de mantenimiento que optimicen los costos de operaciones. Es efectivo mediante la automatización de los sistemas de apoyo al mantenimiento y susceptible a evolución y mejora continua.

ABSTRACT Introduction: In Cuba, chemical industry is characterized by low profitability, ineffective technological investments, a high number of failures, and high operating costs. This is due to the lack of foresight and technical evaluations of aspects related to reliability, maintainability and availability. Objective: To propose an evaluation and improvement procedure for reliability, maintainability and availability of the industry, during its life cycle. Materials and Methods: Used tools and methods such as reliability, maintainability, availability and criticality were analyzed, and their influence on various stages life cycle of an equipment or system was incorporated in this analysis. Results and Discussion: A procedure that integrates a group of techniques and tools was proposed, in order to apply them throughout the facilities life cycle, which will allow predicting and minimizing the occurrence of stoppages due to failures, as well as the identification of the most critical areas and equipment. Conclusions: This procedure covers the entire life cycle of an equipment or installation, facilitates decision-making according to the industry stage when repairing or replacing equipment or installation and enables the generation of maintenance policies to be applied for the optimization of operational and stadium costs.

PROPUESTA DE MEJORA TECNOLÓGICA PARA EL USO RACIONAL DEL VAPOR, AGUA Y ENERGÍA ASOCIADA EN LA REFINERÍA CIENFUEGOS S.A

RESUMEN Introducción: La Refinería Cienfuegos S.A presenta un elevado consumo de vapor y agua que incide en los costos de producción, en el consumo de portadores energéticos y en el impacto medioambiental. Se conoce, además, que la generación de vapor, es de los procesos más consumidores de agua dentro de la refinación del petróleo. Objetivo: Evaluar propuesta de mejora tecnológica en el sistema de generación de vapor en la Refinería Cienfuegos S.A, que permita una reducción de los costos de producción, de portadores energéticos y el impacto ambiental. Materiales y Métodos: Para esta investigación se propuso una metodología que permitió identificar, mediante el Diagrama Causa-Efecto, las principales causas que provocan el excesivo consumo de vapor y agua en la refinería y evaluar la propuesta de mejora tecnológica presentada. Se recopiló información sobre los procesos para investigar las causas que provocan dichos consumos. A partir de criterios técnicos-económicos se identificó la propuesta de mejora en el proceso de generación de vapor. Resultados y Discusión: Se logra disminuir los costos de producción a 47,88 $/t de vapor producido, a partir de la propuesta de mejora tecnológica, así como, se reduce el consumo de portadores energéticos, de vapor y agua y el impacto ambiental Conclusiones: Los consumos de vapor y agua pueden disminuir realizando la propuesta de mejora tecnológica en la caldera recuperadora de vapor y se reducen los costos de producción de 119,78 a 47,88 $/t vapor, ahorrando $ 71,90 por cada tonelada de vapor producido.

ABSTRACT Introduction: The Cienfuegos Refinery A.S has a steam and water high consumption that affects production costs, energy consumption carriers and environmental impact. It is also known that steam generation is one of the most water consuming processes in oil refining. Objective: To evaluate proposal for technological improvement in the steam generation system at Cienfuegos Refinery A.S, that allows a reduction in production costs, energy carriers and reduces environmental impact. Materials and Methods: For this research, a methodology was proposed that made it possible to identify, through the Cause-Effect Diagram, the main causes that origin steam and water excessive consumption in the refinery and to evaluate the proposed technological improvement presented. Information was collected on processes to investigate the causes of such consumption. Based on technical-economic criteria, the proposal for improvement in the steam generation process was identified. Results and Discussion: Production costs are reduced to 47.88 $/t of steam produced, based on the technological improvement proposal, as well as reducing the consumption of energy, steam and water carriers and the environmental impact Conclusions: Steam and water consumption can be reduced by carrying out the technological improvement proposal in the steam recovery boiler. Production costs are reduced from 119.78 to 47.88 $/t steam, saving $ 71.90 for each ton of produced steam.

METODOLOGÍA PARA ESTIMAR EL POTENCIAL FOTOSINTÉTICO DE ALGAS EN BIORREACTORES

RESUMEN Introducción: El cultivo intensivo de algas contribuye a la reducción de emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera, dejando como valor agregado la biomasa algal. Objetivo: Estimar el potencial fotosintético de micro- y macroalgas en reactores biológicos expuestos a la intemperie. Materiales y Métodos: La metodología propuesta permite estimar el potencial fotosintético de algas cultivadas en biorreactores que utilizan dióxido de carbono residual industrial. Se contempla el cálculo de las radiaciones fotosintéticamente activa y ultravioleta que llegan a la superficie del reactor, la modelación de la propagación de estas en la columna de agua y el cálculo del consecuente potencial fotosintético. Resultados y Discusión: Los resultados muestran que las diferencias en productividad de biomasa entre distintas especies de algas están más condicionadas por diferencias en la eficiencia en la asimilación de nutrientes y sensibilidad a temperatura y pH que a diferencias en la eficiencia fotosintética. Conclusiones: Se presentaron resultados preliminares para biorreactores que serían alimentados con aguas marinas costeras. Para los casos analizados, los resultados muestran que en aguas costeras más turbias el potencial fotosintético es mayor que para aguas costeras más claras, lo cual está condicionado por el mayor poder inhibitorio de la radiación ultravioleta en aguas claras a las pequeñas profundidades de los biorreactores. Asimismo la eficiencia en el procesamiento de la radiación fotosintéticamente activa, característica de cada especie de alga, influye poco en el potencial fotosintético, debido a la dominancia de la radiación ultravioleta en aguas someras.

ABSTRACT Introduction: Intensive culture of algae reduces the emission of greenhouse gases to the atmosphere, giving algal biomass as added value. Objective: To estimate the micro- and macroalgae photosynthetic potential in biological reactors. Materials and Methods: The proposed methodology allows estimating photosynthetic potential of algae grown in bioreactors that use industrial residual carbon dioxide. Calculation of photosynthetically active and ultraviolet radiation reaching reactor surface, the modeling of their propagation in water column and calculation of the consequent photosynthetic potential are contemplated. Results and Discussion: The results show that the differences in biomass productivity between different algae species are more conditioned by differences in the efficiency of nutrient assimilation and sensitivity to temperature and pH than to differences in photosynthetic efficiency. Conclusions: Preliminary results were presented for bioreactors that would be fed with coastal marine waters. For analyzed cases, the results show that in turbid coastal waters the photosynthetic potential is greater than for clearer coastal waters, which is conditioned by the greater inhibitory power of ultraviolet radiation in clear waters at bioreactors small depths. Likewise, the efficiency in the processing of photosynthetically active radiation, characteristic of each algae species, has little influence on the photosynthetic potential, due to the dominance of ultraviolet radiation in shallow waters.

DETERMINACIÓN DE LA FÓRMULA QUÍMICA APROXIMADA PARA LA MACROALGA ULVA LACTUCA

RESUMEN Introducción: Las emisiones de dióxido de carbono procedentes de la industria constituyen una de las principales causas de contaminación ambiental a controlar. El cultivo intensivo de algas puede ser una alternativa tecnológica viable para mitigar las emisiones de gas a la atmósfera. Para la macroalga Ulva lactuca no hay fórmula química aproximada que facilite los cálculos de ingeniería de instalaciones para cultivo intensivo de algas, ni la simulación de este proceso para su intensificación. Objetivo: Determinar la fórmula química aproximada de la macroalga Ulva lactuca, a partir de la composición química de esta especie obtenida de los reportes de la literatura. Materiales y Métodos: Se utilizan reportes de las composiciones químicas de las sustancias que integran la misma. Sumando las moléculas de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo que constituyen los componentes químicos de la especie, se procede a calcular la fórmula química elemental aproximada de la macroalga. Resultados y Discusión: La fórmula química aproximada de Ulva lactuca obtenida es C182 H363 O169 N P y el Índice de Captación de CO2 1,533 g CO2 /g macroalga, con efecto de biorremediación atmosférica de 2,2 % superior, al criterio expresado por Nikolaisen y col., (2011). Conclusiones: La fórmula química aproximada de la Ulva Lactuca obtenida constituye una opción adecuada para utilizar en los cálculos requeridos en el diseño, selección de equipamiento y condiciones de operación para una instalación de cultivo intensivo de esta macroalga, así como, la evaluación técnico-económica y ambiental de este proceso.

ABSTRACT Introduction: Carbon dioxide emissions from industry are one of the main causes of environmental pollution to be controlled. The algae intensive cultivation can be a viable technological alternative to mitigate gas emissions. For Ulva lactuca macroalgae there is no approximate chemical formula that facilitates the engineering calculations of facilities for its intensive cultivation, process simulation and intensification. Objective: To determine the approximate chemical formula of the Ulva lactuca macroalgae, from the chemical composition of this species obtained from the literature reports. Materials and Methods: Reports of the substances that comprise Ulva lactuca macroalgae chemical compositions are used. Adding the molecules of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen and phosphorus that constitute the chemical components of the species, the approximate macroalgae elemental chemical formula is calculated. Results and Discussion: The approximate chemical formula of Ulva lactuca obtained is C182 H363 O169 N P and the CO2 Uptake Index is 1.533 g CO2 /g macroalgae, with an atmospheric bioremediation effect of 2.2% higher than the expressed criteria by Nikolaisen et al., (2011). Conclusions: The approximate chemical formula of the Ulva lactuca obtained constitutes an appropriate option to use in the required calculations in design, equipment selection and operating conditions for an intensive cultivation facility of this macroalgae, as well as in this process technical, economic and environmental evaluation.

DISEÑO ÓPTIMO ECONÓMICO DE UNA PLANTA DE HARINA CON SECADO NEUMÁTICO DE PASTAS DE MANIHOT ESCULENTA CRANTZ

RESUMEN Introducción: La etapa decisiva en la demanda tecnológica, inversionista y energética para la producción de harina de Manihot esculenta Crantz (yuca), es el secado neumático de sus pastas. Objetivo: El objetivo del trabajo es optimizar el diseño de una instalación productora de harina de yuca considerando como funciones de optimización los indicadores dinámicos de rentabilidad y como variables independientes la capacidad de tratamiento de raíces y la temperatura del gas de secado para una combinación energética que utiliza biogás y petróleo crudo cubano como agente de secado. Materiales y Métodos: Se seleccionó una tecnología apropiada, adoptando esquemas tradicionales para las etapas iniciales y diseñando el equipamiento para el secado neumático. Se modelaron los indicadores valor actual neto, tasa interna de retorno y periodo de recuperación al descontado a través de un diseño experimental central compuesto, generando nueve corridas y determinando los indicadores económicos tradicionales que permitieron establecer los flujos de caja en las condiciones previstas. Los modelos de regresión de los indicadores dinámicos de rentabilidad se optimizaron mediante análisis de cordillera utilizando la metodología de superficie de respuesta. Resultados y Discusión: La variante óptima económica tiene una capacidad de 13 242,6 traíces/a, alimentando a un secadero neumático con conducto de 30,42 m3 una mezcla de aire y gases de combustión de biogás y petróleo crudo cubano con 113,34 °C. Conclusiones: En las condiciones óptimas se logra un equilibrio adecuado entre los factores técnico-económicos, energéticos y ambientales.

ABSTRACT Introduction: The decisive stage in technological, investment and energy demand for the production Manihot esculenta Crantz (cassava) flour, is their paste pneumatic drying. Objective: To optimize the design of a cassava flour production facility considering as optimization functions the profitability dynamic indicators and as independent variables the root treatment capacity and the drying gas temperature for an energetic combination using biogas and Cuban crude oil as drying agent. Materials and Methods: Appropriate technology was selected, adopting traditional schemes for the initial stages and designing equipment for pneumatic drying. The indicators net present value, internal rate of return and discounted payback period were modeled through a central compound experimental design, generating nine runs and determining the traditional economic indicators that allowed establishing the cash flows under the foreseen conditions. Regression models for dynamic profitability indicators were optimized by means of ridgeline analysis using response surface methodology. Results and Discussion: The optimum economic variant has a capacity of 13 242.6 troots/y, feeding a mixture of air and flue gases of biogas and Cuban crude oil at 113.34 °C to a pneumatic dryer with a duct of 30.42 m3. Conclusions: An adequate equilibrium between technical-economic, energetic and environmental factors is achieved under optimal conditions.

CINÉTICA DE LA PRODUCCIÓN DE METANO A PARTIR DEL RESIDUO DEL SECADO DE ARROZ CON ESTIÉRCOL VACUNO Y PORCINO

RESUMEN Introducción: La digestión anaerobia es un proceso atractivo para una empresa agroindustrial de granos donde se producen varios residuos. Existen estudios que demuestran las ventajas de la codigestión de la paja de arroz y del residuo del secado del arroz con estiércol porcino, sin embargo el efecto de la cinética del proceso en la mezcla del residuo del secado del arroz con estiércol vacuno y porcino no se ha investigado. Objetivo: Evaluar la cinética de la producción de metano a partir de diferentes mezclas del residuo de secado del arroz con estiércol vacuno y porcino en sistema discontinuo. Materiales y Métodos: Se realizó un experimento en sistema discontinuo a temperatura mesofílica (37 ± 2 ºC) para cuatro mezclas, seleccionadas de acuerdo a un Diseño de mezcla de vértices extremos. Para la descripción del comportamiento cinético del proceso de digestión anaerobia, se ajustaron los datos experimentales a cuatro modelos de primero y segundo orden. Resultados y Discusión: Los modelos explicaron entre 98,54-99,90 % la variabilidad del rendimiento de metano acumulado obtenido experimentalmente. El mejor rendimiento de metano (351,19 LN CH4/kg Sólidos Volátiles) fue para la mezcla con el mayor porciento de residuo del secado de arroz. Conclusiones: El estudio demuestra las potencialidades para la producción de biogás de los residuos existentes en una empresa agro-industrial de granos. Sin embargo, la decisión de la tecnología a utilizar debe basarse en reactores con agitación, lo cual debe ser previamente evaluado en experimentos a régimen semicontinuo.

ABSTRACT Introduction: The anaerobic digestion is an attractive process for a grains agro-industrial enterprise where several residues are produced. Different studies show the advantages of rice straw and rice dried residue with pig manure codigestion, however the effect of the mixture rice dried residue with pig and cow manure on anaerobic digestion kinetic have not been studied. Objective: To evaluate the methane production kinetic from different mixtures of rice dried residue with cow and pig manure in discontinuous system. Materials and Methods: The anaerobic digestion process was evaluated in discontinuous system at mesophilic conditions (35 ± 2 ºC) for four mixtures, selected according to a Mixture design of extreme vertices. Four models of first and second order were used for the kinetic performance of the anaerobic digestion process description. Results and Discussion: The models explained between 98.54 until 99.90% the variability of obtained experimentally methane yield. The best methane yield (351.19 L/kg volatile solids) was obtained for the mixture with maximum percentage of rice dried residue. Conclusions: This study shows the potentialities of biogas production from residues generated in a grains agro-industrial enterprise. However, technology selection must be based in reactors with agitation, which must be evaluated in semicontinuous regime.

PARÁMETROS CINÉTICO-TERMODINÁMICOS DE LA ADSORCIÓN DE IONES Pb (II) MEDIANTE UN SÓLIDO ZEOLÍTICO SINTÉTICO

RESUMEN Introducción: El material sólido obtenido a partir de un ataque hidrotermal básico sobre zeolita natural permite obtener un adsorbente para el ion Pb2+ (ac). Objetivo: Determinar los parámetros cinético-termodinámicos que rigen la adsorción de iones plomo (II) en una zeolita artificial. Materiales y Métodos: Las concentraciones de las soluciones de plomo (II) son determinadas por Espectroscopía de Absorción Atómica. Estas son usadas para los estudios cinéticos y difusionales a las temperaturas de 298 K y 323 K. Resultados y Discusión: La energía de activación del proceso es 15,70 kJ/mol. Los coeficientes de difusión son bajos. Dados los valores de la energía libre, entropía y entalpía el proceso ocurre a cualquier temperatura. Conclusiones: Los mecanismos cinéticos responden a una adsorción de seudoprimer orden y prevalece una difusión en la película de líquido.

ABSTRACT Introduction: The solid material obtained from a basic hydrothermal attack on natural zeolite makes it possible to obtain an adsorbent for the Pb2+ ion (ac). Objective: To determine the kinetic-thermodynamic parameters that governs the adsorption of lead (II) ions in an artificial zeolite. Materials and Methods: Lead (II) solutions concentrations are determined by Atomic Absorption Spectroscopy. They are used for kinetic and diffusive studies at temperatures of 298 K and 323 K. Results and Discussion: The process activation energy is 15.70 kJ/mol. The diffusion coefficients are low. Given the values of free energy, entropy and enthalpy, the process occurs at any temperature. Conclusions: The kinetic mechanisms respond to pseudo-first-order adsorption and diffusion prevails in the liquid film.

MODELOS MATEMÁTICOS EN LA CINÉTICA ENZIMÁTICA. UNA REVISIÓN

RESUMEN Introducción: A nivel industrial la utilización de enzimas se ha ido incrementando a medida que se han optimizado sus procesos de producción, estabilización y condiciones operativas de la mano de la minimización de los costos asociados a su uso y de la sustentabilidad ambiental. El uso de la modelación matemática ha sido un factor clave para este avance, por lo que es un área de gran interés científico. Objetivo: Conocer el estado del arte en esta área del conocimiento, resaltando los hallazgos más exitosos y promisorios publicados recientemente. Materiales y Métodos: Se realizó una búsqueda sistemática de publicaciones recientes de alto impacto entre el 2015 y el 2021 en bases de datos reconocidas internacionalmente, y se llevó a cabo un análisis cualitativo/comparativo de los enfoques y contribuciones de la literatura seleccionada. Resultados y Discusión: Se evidenció que la mayoría de los modelos matemáticos desarrollados parten de la ecuación cinética de Michaelis-Menten pero las simplificaciones asumidas, las condiciones operativas evaluadas y los métodos utilizados para la resolución de estos sistemas, definen la singularidad y complejidad de cada investigación, lo que hace compleja su comparación o implementación de manera estandarizada. Conclusiones: En todos los casos, los modelos planteados se ajustaron a resultados experimentales o se observó concordancia al utilizar diferentes métodos de resolución matemática, lo que puede aportar valiosa información en la mejora de procesos y en el diseño de equipos, minimizando costos y tiempo de experimentación, a través de estrategias más amigables con el medio ambiente.

ABSTRACT Introduction: Industrially, the use of enzymes has increased over time, as their production processes, stabilization and operating conditions have been optimized. Meanwhile associated with their use are minimized with environmental sustainability. The use of mathematical modeling has been a key factor in this advance, making it an great scientific interest area. Objective: To know the state of the art in this area of knowledge, highlighting the most successful and promising findings at present. Materials and Methods: A systematic search of recent high-impact publications between 2015 and 2021 was carried out in internationally recognized databases. A qualitative/comparative analysis of the approaches and contributions of the selected literature was carried out. Results and Discussion: It was evidenced that most of the mathematical models was developed from the Michaelis-Menten kinetic equation, but the simplifications assumed, the operating conditions and the mathematical methods used to solve these systems define the singularity and complexity of each investigation, which makes complex their comparison or implementation in a standardized way. Conclusions: In all cases, the proposed models were adjusted to experimental results or they agreed when different mathematical resolution methods were used. These results can provide valuable information for processes improvement and for equipment design, minimizing costs and time of experimentation and being more friendly to the environment.