Tecnología Química

Predicción de propiedades de componentes del aceite de soya para su modelado como componente hipotético

RESUMEN El trabajo presenta la aplicación del método de contribución por grupos, de Marrero y Gani y el método de los fragmentos químicos constituyentes, en la determinación de las propiedades críticas, temperatura de ebullición, presión de vapor y densidad de triglicéridos y α-Tocoferol. Los resultados se aplicaron en el modelado del aceite de soya crudo como componente hipotético utilizando el simulador Hysys 8.8, a partir de un perfil de concentración característico. Aplicando la herramienta Attached Analysis, se determinaron las propiedades termo físicas del aceite de soya a temperaturas entre 20°C y140°C. Por el método de fragmentos se determinó la presión de vapor de triglicéridos y de la mezcla de triglicéridos, (tripalmitina, tristearina, trioleina, trilioleina y trilonenina) y de la mezcla de triglicéridos, los parámetros de la ecuación de Antoine, y la curva de presión de vapor del aceite de soya crudo. El procedimiento puede constituir una valiosa herramienta en la simulación de procesos de obtención de aceites comestibles, así como de aceites no comestibles (biodiesel).

ABSTRACT The work presents the application of the method of contribution by groups of Marrero and Gani and the method of the constituent chemical fragments, in the determination of the critical properties, boiling temperature, vapor pressure and density of triglycerides and α-tocopherol, present in soybean oil. The results were applied in the modeling of crude soybean oil as a hypothetical component using the Hysys 8.8 simulator, based on a characteristic concentration profile. Applying the Attached Analysis tool, the thermo-physical properties of soybean oil were determined at temperatures between 20 ° C and 140 °C. By the fragment method, the vapor pressure of triglycerides (tripalmitin, tristearin, triolein, triliolein and trilonenin) and of the triglyceride mixture were determined; the parameters of the Antoine equation, and the vapor pressure curve of crude soybean oil are presented. The procedure can be a valuable tool in the simulation of processes for obtaining edible oils, as well as non-edible oils (biodiesel).

Caracterización del procedimiento de obtención de aceite de Moringa oleifera con relación al tipo de semillas

RESUMEN Moringa oleifera es una planta con gran número de propiedades terapéuticas que potencian su uso en el tratamiento de diversas enfermedades. Una de las partes más aprovechables es la semilla debido a su contenido de aceite entre un 35 y 40 %. El objetivo del trabajo fue evaluar el proceso de obtención del aceite de Moringa oleifera mediante prensado hidráulico en frío en cuanto al rendimiento y las características fisicoquímicas, cuantificando las pérdidas. Para realizar el trabajo se utilizaron aproximadamente 100 kg de semillas de Moringa oleifera, conservadas en sacos de fibra de yute y 100 kg re-envasadas en sacos de fibras de nylon por sufrir deterioro. Se extrajo el aceite por prensado en frío, y se le determinó el perfil de ácidos grasos por cromatografía de gases. El valor de rendimiento, partiendo de las semillas conservadas en sacos de yute, en sacos de nylon y el control, fue de 22,99, 19,05 y 20,31%, respectivamente. El perfil de ácidos grasos mostró al ácido oleico como componente mayoritario, representando aproximadamente un 80 %, valor similar para las tres prensadas efectuadas de manera continua a las semillas, tanto conservadas en sacos de yute, como de nylon y el tipo de semilla. El procedimiento de prensado en frío mostró mayor rendimiento de aceite en las semillas conservadas en sacos de yute que las re-envasadas en nylon. El aceite conservó características de elevada calidad, que contiene mayoritariamente ácido oleico, por lo que puede utilizarse tanto con fines comestibles como cosméticos o para masajes corporal.

ABSTRACT Moringa oleifera is a plant with a large number of therapeutic properties that enhance its use in the treatment of various diseases. One of the most usable parts is the seed due to its oil content between 35 and 40 %. The objective of these work was to evaluate the process of obtaining Moringa oleifera oil by cold hydraulic pressing in terms of performance and physicochemical characteristics, quantifying the losses. To carry out the work, approximately 100 kg of Moringa oleifera seeds were used, preserved in jute fiber bags and 100 kg repackaged in nylon fiber bags due to deterioration. The oil was extracted by cold pressing, and the fatty acid profile was determined by gas chromatography. The yield value, based on the seeds conserved in jute bags, in nylon bags and the control, was 22, 99, 19,05 and 20,31 %, respectively. The fatty acid profile showed oleic acid as the major component, representing approximately 80 %, a similar value for the three pressed continuously carried out on seeds, both preserved in jute bags, as well as in nylon and the type of seed. The cold pressing procedure showed higher oil yield in the seeds preserved in jute bags than those repackaged in nylon. The oil retained high quality characteristics, containing mostly oleic acid, so it can be used for both edible and cosmetic purposes or for body massage.

Análisis de sensibilidad de los parámetros del modelo Pro-Alga para la simulación del crecimiento de Chlorella vulgaris

RESUMEN • El análisis de sensibilidad de un modelo matemático permite determinar cómo la incertidumbre de las salidas del modelo puede ser asignada a sus variables de entrada. En este trabajo se utiliza el método de Morris o de efectos elementales para realizar el análisis de sensibilidad global al modelo PRO-ALGA, para simulación del crecimiento de la microalga Chlorella vulgaris. Se siguieron los pasos siguientes: especificación de objetivos, selección de los factores a analizar, selección de las funciones de densidad de probabilidad para cada factor, generación de la muestra de entrada y evaluación del modelo. Los resultados permitieron identificar que los parámetros de entrada velocidad máxima de crecimiento de las microalgas (µa), constante de saturación media para el pH (KpH), constante de saturación media para la concentración de algas (KCA), coeficiente de transferencia de masa para el oxígeno a 25oC durante el día (KLAD) y coeficiente de transferencia de masa para el oxígeno a 25oC durante la noche (KLAN) son los que mayor influencia tienen sobre los parámetros de salida del modelo. El modelo es muy sensible a las variaciones de KCA; los parámetros de entrada µa, KLAD y KLAN tienen efectos no lineales o de interacción sobre los parámetros de salida del modelo. Los parámetros de entrada KpH y KCA no tienen efectos significativos sobre las variables de salida.

• ABSTRACT • The sensitivity analysis of a mathematical model allows to determine how the uncertainty of the model's outputs can be assigned to its input variables. In this work, the Morris or elemental effects method is used to perform the global sensitivity analysis to the PRO-ALGA model, to simulate the growth of the microalgae Chlorella vulgaris. The following steps were followed: specification of objectives, selection of the factors to be analyzed, selection of the probability density functions for each factor, generation of the input sample and evaluation of the model. The results allowed to identify that the input parameters maximum growth rate of microalgae (µa), mean saturation constant for pH (KpH), mean saturation constant for algae concentration (KCA), mass transfer coefficient for oxygen at 25 ºC during the day (KLAD) and mass transfer coefficient for oxygen at 25 ºC at night (KLAN) have the greatest influence on the output parameters of the model. The model is very sensitive to variations in KCA; the input parameters µa, KLAD and KLAN have non-linear or interaction effects on the output parameters of the model. The input parameters kpH and KCA have no significant effect on the output variables.

Evaluación de la torre despojadora T-201 del bloque de estabilización de la Refinería Cienfuegos S. A

RESUMEN La torre estabilizadora T-201 de la planta de reformación catalítica de la Refinería Cienfuegos S.A. debe ser capaz de despojar la humedad de la nafta hasta 5 ppm. Según los resultados del método de Tritación Coulométrica Karl Fisher, existe la posibilidad de que no satisfagan los requerimientos de proceso por lo que en esta investigación se evaluó el funcionamiento de la T-201. Primeramente, se analizó estadísticamente los resultados de laboratorio del contenido de humedad de la entrada y salida de la torre para definir el rango de los valores obtenidos y su confiabilidad. Se utilizó el software PRO/II 9.1 para elaborar un modelo de la unidad y luego se validó con parámetros reales de operación. Con el software Matlab se analizó la sensibilidad al comportamiento de la temperatura del tope de la torre con la variación de humedad en la nafta de entrada. Los resultados del laboratorio mostraron desviaciones significativas por lo que no son confiables para medir el contenido de humedad. El modelo obtenido arrojó desviaciones por debajo del 5 %, siendo este válido para la evaluación de la torre T-201. Además el análisis de sensibilidad mostró un comportamiento lógico de la torre con la variación de la temperatura y la humedad. Finalmente, que el método empleado para el análisis de la humedad muestra errores en su ejecución y por tanto se debe utilizar otro método de análisis. Además, el modelo obtenido de la torre puede ser utilizado para evaluar otras variables de operación.

ABSTRACT The stabilizing tower T-201 of the catalytic reforming plant of the Refinería Cienfuegos S.A. it should be able to strip moisture from the naphtha up to 5 ppm. According to the results of the Karl Fisher Coulometric Tritation method, there is a possibility that they do not satisfy the process requirements, which is why in this investigation the performance of the T-201 was evaluated. First, the laboratory results of the moisture content of the inlet and outlet of the tower were statistically analyzed to define the range of the values obtained and their reliability. The PRO/II 9.1 software was used to model the unit and then validated with actual operating parameters. With Matlab software, the sensitivity to the behavior of the temperature of the top of the tower with the variation of humidity in the inlet naphtha was analyzed. Laboratory results showed significant deviations so they are not reliable for measuring moisture content. The model obtained showed deviations below 5%, this being valid for the evaluation of the T-201 tower. In addition, the sensitivity analysis showed a logical behavior of the tower with the variation of temperature and humidity. Finally, that the method used for the analysis of humidity shows errors in its execution and therefore another method of analysis must be used. In addition, the model obtained from the tower can be used to evaluate other operating variables.

Cultivo y aplicaciones de Chlorella vulgaris: principales tendencias y potencialidades en la agricultura

RESUMEN Entre las microalgas el género Chlorella es uno de los más estudiados y dentro de este, la especie Chlorella vulgaris. A partir de su biomasa se pueden extraer disimiles productos de interés biotecnológico utilizados principalmente en las industrias alimentaria, cosmética, farmacéutica, energética y en la agricultura. En este trabajo se evalúan las posibles aplicaciones de C. vulgaris en la agricultura a partir de una revisión sistemática. Se identifican 5304 artículos sobre el tema, publicados en 14 revistas relevantes, distribuidos en 16 temas y 43 subtemas, de ellos 15 temas constituyen tendencia en los últimos 3 años, entre los que se encuentran dos referidos a bioproductos de interés para la agricultura. Se demuestra la importancia de Chlorella vulgaris para la ciencia por su amplio espectro de aplicaciones, siendo relevante sus aplicaciones como biofertilizante y acondicionador de suelo, si bien las investigaciones se han limitado a pocos cultivos y su aplicación aún no representa un impacto significativo en diferentes contextos.

ABSTRACT One of the most studied microalgae genus is Chlorella, and specifically the specie Chlorella vulgaris. Different products with biotechnological interest can be extracted from its biomass, used mainly in the fields of food, cosmetic, pharmaceutical, energetic and agricultural industries. In this work, the possible applications of C. vulgaris in agriculture are evaluated. It was identified a total of 5 304 articles which were published in 14 relevant journals, distributed in 16 subjects and 43 subtopics, of which 15 subjects are trend topics in the last 3 years, among which there are two referring to bioproducts of interest to agriculture. The importance of Chlorella vulgaris for science it was demonstrated due to its wide spectrum of applications, being relevant its applications as biofertilizer and soil conditioner, even when these researches has been limited to few crops and its application still does not represent a significant impact in different contexts.

Bioadsorbentes no convencionales empleados en la remoción de metales pesados. Revisión

RESUMEN Actualmente uno de los principales problemas medioambientales es la existencia de contaminantes en los cuerpos de agua debido a la emisión de efluentes contaminados principalmente por metales pesados. Estos compuestos se caracterizan por ser persistentes y no biodegradables, de ahí la importancia de su eliminación. La parte interior de la bahía de Santiago de Cuba es la más contaminada debido a las características hidrogeográficas que presenta. En este estudio se revisaron trabajos investigativos relacionados con los bioadsorbentes no convencionales empleados a nivel mundial para la mitigación de metales pesados, los cuales poseen ventajas sobre los convencionales por estar altamente disponibles, ser de bajo costos y degradables. De la revisión bibliográfica se pudo comprobar que entre los métodos no convencionales se encuentran la aplicación de biopolímeros, la biorremediación y el uso de residuos agroindustriales. Se enfocó la búsqueda en los residuos agroindustriales por ser los más abundantes en nuestras condiciones. De los empleados con mayores tendencias están las cáscaras de yuca, de plátano, de cítricos, la borra de café, cáscara de huevo y la caña de azúcar. El presente trabajo tiene como objetivo presentar una revisión de los principales bioadsorbentes de bajo costos más empleados a nivel mundial en la mitigación de los metales pesados, de ahí la selección del más factible para su uso en las aguas de la bahía de Santiago de Cuba en las condiciones actuales.

ABSTRACT At the moment one of the main environmental problems is the existence of pollutants in the bodies of water due to the emission of polluted efluentes mainly for heavy metals. These compounds are characterized to be persistent and not biodegradable, of there the importance of their elimination. The interior part of the bay of Santiago from Cuba is the polluted due to the characteristic hydro geographical that presents. In this study investigative works related with the bioadsorventes no conventional employees were revised at world level for the mitigation of heavy metals, which possess advantages on the conventional ones to be highly available, to be of low costs and degradable. Of the bibliographical revision it could be proven that among the no conventional methods they are the biopolímeros application, the biorremediación and the use of agroindustrial residuals. The search was focused in the agroindustrial residuals to be the most abundant under our conditions. Of the employees the shells of Yucca are with more tendencies, of banana, of citric, it erases it of coffee, egg shell and the cane of sugar. The present work has as objective to present a revision of the main bioadsorbentes of low costs more employees at world level in the mitigation of the heavy metals, of there the selection of the most feasible for its use in the waters of the bay of Santiago from Cuba under the current conditions.

Remoción de níquel del sistema Ni(II)-NH3-CO2-SO2-H2O por electrocoagulación a escala de banco. Parte I

RESUMEN Se estudió la remoción de níquel del sistema Ni(II)-NH3-CO2-SO2-H2O por electrocoagulación a escala de banco en un reactor cilíndrico con agitación, de 25 L de capacidad útil y dos pares de electrodos Al/Al. Se utilizó licor efluente del proceso de destilación de la planta productora de níquel en Punta Gorda, Cuba, y licor sintético preparado en el laboratorio. Los parámetros de operación fueron: pH 8,6, densidad de corriente 8,3 mA/cm2, 40 min de electrólisis, 60 ºC y concentración inicial de níquel disuelto entre 300 y 652 mg/L. Se obtuvo una eficiencia de remoción promedio de 99,67 (+/-0,06) % para los licores efluentes, resultando una concentración en equilibrio máxima de 7 mg/L. El análisis de la cinética de reacción sugiere que la remoción está determinada por la contribución simultánea de la resistencia de los mecanismos: nucleación, la difusión externa, la reacción química y un posible efecto autocatalítico por la ecuación de Roginskii - Shultz.

ABSTRACT The nickel removal from the Ni(II)-NH3-CO2-SO2-H2O system was studied by bench-scale electrocoagulation in a stirred cylindrical reactor, with a useful capacity of 25 L and two pairs of Al/Al electrodes. Effluent liquor from the distillation process of the nickel-producer plant in Punta Gorda, Cuba, and synthetic liquor prepared in the laboratory was used. The operating parameters were: pH 8,6, density of current 8,3 mA/cm2, 40 min of electrolysis, 60 ºC and initial concentration of dissolved nickel between 300 and 652 mg/L. An average removal efficiency of 99,67 (+/-0,06) % was obtained for the effluent liquor, resulting a maximum equilibrium concentration of 7 mg/L. The analysis of the reaction kinetics suggests that the removal is determined by the simultaneous contribution of the resistance of the mechanisms: nucleation, external diffusion, the chemical reaction and a possible autocatalytic effect by the Roginskii-Shultz equation.

Correlación Granulometría-Densidad de los polvos de hojas secas de Moringa oleifera de diferentes tamices

RESUMEN En Cuba se ha ido incrementando el cultivo de Moringa oleifera Lam con el objetivo de aprovechar sus potencialidades en la elaboración de productos nutricionales naturales a partir de las hojas de esta planta. La identidad de la masa del polvo está derivada de una serie de propiedades dada por el tamaño de la partícula, la forma y la porosidad, así como por su constitución química y estructura atómica. El objetivo del trabajo fue calcular la densidad compactada del polvo de hojas secas de Moringa oleifera de diferentes tamices y caracterizarlos en cuanto a los parámetros físicos y tecnológicos. El cálculo de la densidad compactada se realizó mediante el método de medición en una probeta graduada según la Farmacopea Mexicana. De la densidad compactada en todas las muestras se obtuvo un promedio para los tamices evaluados que varió entre 0,367 4 y 0,435 1 g/mL, observándose un aumento gradual del valor de la densidad con relación a la granulometría del polvo. Se observó que a medida que disminuyó el tamaño de partícula del polvo aumentaron proporcionalmente los valores de la densidad compactada. Sin embargo, considerando el Índice de Carr y el Índice de Hausner del polvo de todos los tamices presentaron éstos un parámetro de calificación para la variable de fluidez de entre “bueno” y “aceptable”.

ABSTRACT In Cuba, the cultivation of Moringa oleifera Lam has been increasing in order to take advantage of its potential in the production of natural nutritional products from the leaves of this plant. The identity of the mass of the powder is derived from a series of properties given by the size of the particle, the shape and the porosity, as well as its chemical constitution and atomic structure. The objective of the work was to calculate the compacted density of the dried Moringa oleifera leaf powder from different sieves and to characterize them in terms of physical and technological parameters. The calculation of the compacted density was carried out by the measurement method in a graduated cylinder according to the Mexican Pharmacopeia. From the compacted density in all the samples, an average was obtained for the evaluated sieves that varied between 0.3674 and 0.4351 g / mL, observing a gradual increase in the value of the density in relation to the granulometry of the powder. It was observed that as the particle size of the powder decreased, the values of the compacted density increased proportionally. However, considering the Carr Index and the Hausner Index of the dust of all the sieves, these presented a qualification parameter for the fluidity variable between "good" and "acceptable”.

Valoración del estado del sistema de tratamiento de residuales líquidos de una refinería de petróleo

RESUMEN La refinería de petróleo objeto de estudio tiene la misión de producir derivados del petróleo y brindar servicios de alta calidad al territorio nacional. Varios son los elementos contaminantes que en sus procesos productivos se generan, así como los efectos que acarrean sobre el ecosistema. De ahí la necesidad de evaluar el funcionamiento del sistema de tratamiento de los residuales líquidos en la refinería. Los especialistas de Geominera Oriente realizaron cinco campañas de muestreo en el período comprendido entre febrero del año 2016 y febrero del 2018. Se demuestra que en las cinco campañas efectuadas los aceites y grasas, los hidrocarburos, los sólidos suspendidos y el oxígeno disuelto no cumplen con los requerimientos establecidos en la norma de vertimiento vigente. Mediante un análisis de varianza multifactorial se evidencia, que la laguna de oxidación no funciona adecuadamente desde el año 2016. En correspondencia con los resultados obtenidos, y que el sistema de tratamiento tiene más de 50 años de explotación, se propone que se estudien modificaciones al sistema de tratamiento de los residuales para la industria.

ABSTRACT The refinery of petroleum study object has the mission of taking place derived of the petroleum and to offer services of high quality to the national territory. Several are the polluting elements that are generated in their productive processes, as well as the effects that carry on the ecosystem. Of there the necessity to evaluate the operation of the system of treatment of the residual liquids in this refinery. The specialists of Geominera Guide they carried out five sampling campaigns in the period understood among February of the year 2016 and February of the 2018. It is demonstrated that in the five made campaigns the oils and fatty, the hydrocarbons, the suspended solids and the dissolved oxygen don't fulfill the requirements settled down in the norm of effective to be poured. By means of an analysis of variance multifactorial it is demonstrated that the lagoon of oxidation doesn't work appropriately from the year 2016. Keeping in mind the obtained results and that the treatment system has more than 50 years of exploitation intends study modifications to the treatment system of residual for the industry.

Evaluación de los residuales líquidos de la cervecera Hatuey en período de pandemia

RESUMEN La Cervecería Hatuey lleva más de 94 años de explotación contribuyendo a la contaminación del río Yarayó y la bahía de Santiago de Cuba. En el 2020 debido a la pandemia se realizaron modificaciones en los productos a elaborar lo que influyó en que la DBO5 superara en 4,52 veces y la DQO en 6,88 veces los límites máximos permisibles establecidos por la normativa cubana para el vertimiento de aguas residuales a aguas terrestres y al alcantarillado. Se evidenció que la concentración de metales pesados, conductividad eléctrica, así como el contenido de nitrógeno y fósforo se mantuvieron dentro de lo establecido por la norma de vertimiento, y que a pesar de que la norma establece que no deben existir sólidos suspendidos, se reportan valores superiores a los 100 mg/L. Un parámetro que supera en 7,4 veces lo que indica la norma cubana son las grasas y aceites, por lo que se propone la instalación de un flotador asociado a la propuesta tecnológica de tratamiento que existe para esta industria. Además será necesario neutralizar el residual.

ABSTRACT The Brewery Hatuey takes more than 94 years of exploitation contributing to the contamination of the river Yarayó and the bay of Santiago from Cuba. In the 2020 due to the pandemic were carried out modifications in the products to elaborate what influenced in that the DBO5 overcame in 4,52 times and the DQO in 6,88 times the permissible maximum limits settled down by the normative Cuban for to pour of residual waters to terrestrial waters and the sewer system. It was evidenced that the concentration of heavy metals, electric conductivity, as well as the nitrogen content and match stayed inside that settled down by to pour norm and that although the norm settles down that it should not exist suspended solids superior values they are reported to the 100 mg/L. A parameter that overcomes in 7,4 times what indicates the Cuban norm is the fats and oils, for what intends the installation of a float associated to the technological proposal of treatment that exists for this industry. It will also be necessary to neutralize the residual.