Tecnología Química

75 Aniversario de la Universidad de Oriente y de la Carrera de Ingeniería Química

Elaboración artesanal de caramelos masticables tipo goma con adición de miel de abeja (Apis Mellifera)

RESUMEN Debido al auge de las golosinas funcionales, sería importante producir una golosina con miel de abeja buscando ofrecer un producto beneficioso para la salud y de características sensoriales agradables. Esta investigación tuvo como objetivo formular caramelos masticables tipo goma con adición de miel de abeja. Se efectúo un análisis físico-químico a la miel empleada como materia prima. Se realizó un diseño experimental 23 donde quedaron establecidos los niveles de miel de abeja (25 - 30%), gelatina (12 - 15 %) y goma xantana (0,4 - 0,8 %). La variable de respuesta fue el análisis sensorial, evaluando el nivel de agrado para las formulaciones diseñadas. A la mejor formulación se le adicionó sabor fresa y colorante rojo, la cual fue degustada por 9 jueces adiestrados en productos de confitería para determinar la calidad global con una escala de 5 puntos (1-pésima; 5-excelente). La miel cumplió con las especificaciones establecidas por las normas cubanas. Del diseño experimental se concluyó que la corrida 8 con 15% de gelatina, 30 % de miel y 0,4 % de goma xantana fue la que obtuvo la mayor aceptación. El análisis de varianza arrojó que solo el factor C (gomo xantana) y las interacciones AB (gelatina-miel de abeja) y AC (gelatina -gomaxantana) influyeron de manera significativa sobre la respuesta sensorial. La respuesta de los jueces estuvo marcada por una apreciación de la calidad global del producto de "Bueno" estos reflejaron defectos en los caramelos al ser poco fracturables (muy elásticos).

ABSTRACT Due to the rise of functional sweets, it would be important to produce a honeycomb candy seeking to offer a product that is beneficial to health and has pleasant sensory characteristics. The objective of this research was to formulate a gum-type chewy candy with added honey. A physical-chemical analysis was carried out on the honey used as raw material. An experimental design was carried out 23 where the levels of honey (25-30 %), gelatin (12-15 %) and xanthan gum (0,4-0,8%) were established. The response variable was the sensory analysis, evaluating the level of liking for the formulations designed. Strawberry flavor and red coloring were added to the best formulation, which was tasted by 9 judges trained in confectionery products to determine global quality with a 5-point scale (1-terrible; 5-excellent). The honey met the specifications established by Cuban standards. From the experimental design it was concluded that run 8 with 15% gelatin, 30% honey and 0,4% xanthan gum was the one that obtained the highest acceptance. The analysis of variance showed that only factor C (xanthan gum) and the interactions AB (gelatin-honey) and AC (gelatin-xanthan gum) significantly influenced the sensory response. The judges' response was marked by an appreciation of the overall quality of the product of "Bueno", these reflected defects in the candies as they were not very fractureable (very elastic).

Rechequeo del sistema de intercambio de calor para el incremento de la capacidad de producción en la Refinería “Sergio Soto Valdés” de Cabaiguán

RESUMEN En el presente trabajo se realiza un estudio de evaluación del sistema de intercambio de la sección de destilación atmosférica de la Refinería “Sergio Soto Valdés” de Cabaiguán, que incluyó la red de intercambio de calor formada por 9 intercambiadores, 3 enfriadores, 2 condensadores y el horno de crudo F-101, para analizar si el sistema es capaz de asimilar los incrementos previstos en el procesamiento de petróleo desde 500 a 1000 toneladas por hora. Para esta evaluación se utilizó el método propuesto por el Kern, tomando como criterio de decisión que el área en exceso no fuera menor del 10 %. Para la evaluación del horno se utilizó el método de Lobo y Evans, con ecuación del tipo Stefan - Boltzmann modificada, por ser éste el método más empleado en el diseño y evaluación de estos equipos. Como resultado se obtuvo que tres intercambiadores de calor, los tres enfriadores y el horno no satisfacen el área necesaria de transferencia de calor para el nuevo incremento previsto. Por último, se calculó el costo de adquisición de estos equipos, obteniéndose un valor de USD 1 140 500.

ABSTRACT In the present work an evaluation study of the network exchange system of the atmospheric distillation section of the Refinery "Sergio Soto Valdés" in Cabaiguán is carried out, which included the heat exchange network formed by 9 exchangers, 3 coolers, 2 condensers and the F-101 crude furnace, to analyze if the system is capable of assimilating the expected increases in oil processing from 500 to 1000 tons per hour. For this evaluation, the method proposed by Kern was used, taking as a decision criterion that the excess area was not less than 10%. For the evaluation of the furnace, the Lobo and Evans method was used, with a modified Stefan - Boltzmann type equation, as this is the method most used in the design and evaluation of these equipment. As a result, it was obtained that 3 heat exchangers, the three coolers and the furnace do not satisfy the necessary heat transfer area for the new expected increase. Finally, the acquisition cost of this equipment was calculated, obtaining a value of USD 1140500.

Influencia de la concentración de ácido cítrico en las propiedades de siropes de azúcar invertidos

RESUMEN La industria de los alimentos representa un sector económico importante a nivel mundial. Cuba por ser un país altamente productor de azúcar, es a su vez productor de diferentes tipos de jarabes edulcorantes. En este trabajo se realiza un estudio de la variación de las concentraciones del ácido cítrico en 10 variantes de preparados de sirope, para determinar su influencia en el proceso de hidrólisis y en los parámetros de calidad sensorial establecidos. Como resultado del mismo se obtuvo que la cantidad de ácido influye en la concentración de azúcares reductores y en el pH de las soluciones, los sólidos disueltos e insolubles no dependen de la dosis de ácido añadida. Mediante la evaluación sensorial se determinó que la muestra con menor cantidad de ácido cítrico es la de mejor gusto al paladar. El análisis económico realizado mostró que con la disminución de ácido cítrico en el proceso (7 kg a 1 kg por templa) se logra un ahorro de 66 CUC por templa, siendo el proceso económicamente más rentable.

ABSTRACT The food industry represents an important economic sector worldwide. Cuba, being a highly sugar-producing country, is in turn a producer of different types of sweetener syrups. In this work, a study of the variation of acid concentrations is carried out in 10 variants of syrup preparations in order to determine its influence on the hydrolysis process and on the established sensory quality parameters. We find that the amount of acid influences the concentration of reducing sugars as well as the pH of the solutions; besides, the dissolved and insoluble solids do not depend on the dose of added acid. Through sensory evaluation, we determine that the sample with the least amount of citric acid is the one with the best taste on the palate. The economic evaluation shows that with the reduction of citric acid in the process (7 kg per temper to 1 kg per temper), a saving of 66 CUC per temper is achieved, making the process more profitable.

Mejoras en el proceso de producción de glucosa apoyados en la simulación con SuperPro Designer v10.0

RESUMEN Se evalúan propuestas para el mejoramiento del actual proceso de producción de glucosa por inversión ácida a partir de azúcar refino que se desarrolla en la UEB Argentina ubicada en Camagüey, usando el simulador SuperPro Designer v10.0. La planta cuenta con una tecnología simple, resultado de una transferencia de tecnología de Checoslovaquia y con un plan de producción anual de 250 t de glucosa; por cada 6 t de azúcar refino se obtiene 1 t de glucosa actualmente, ocasionado esto por la baja conversión en la hidrólisis. Se presentan dos alternativas para incrementar el rendimiento de producción de glucosa, ambas basadas en hidrólisis enzimática seguida de dos procesos para la separación de la glucosa: Hidrólisis enzimática + cristalización-centrifugación. Hidrólisis enzimática + separación cromatográfica. Con la primera alternativa la producción de glucosa aumenta en 1,48 veces debido al mayor grado de conversión que se puede obtener. Para la segunda alternativa, que conlleva la compra de equipos, se realizó la evaluación económica utilizando el método de Hand, resultando un costo de inversión de 5 640 000 CUP. Se calcularon los indicadores económicos siguientes: el valor actual neto que resultó positivo, el plazo de recuperación del capital de 2,4 años, un plazo de recuperación del capital al descontado de 3,4 años, una tasa interna de rendimiento de 30 % y un retorno sobre la inversión de 41,1 %. Estos indicadores favorables para la alternativa 2 y el incremento alcanzado en la producción de glucosa con la alternativa 1 arrojan que ambas son factibles.

ABSTRACT A study is carried out to improve the current process of glucose production by acid inversion from refined sugar that isdeveloped in the Argentine UEB located in Camagüey, usingSuperPro Designer v10.0 simulator. The plant has a simple technology, transfer from Czechoslovakia and an annual production plan of 250 t of glucose. For each 6 t of refined sugar, 1 t of glucose is currently obtained, caused by the low conversion in hydrolysis reaction. Two alternatives are presented to increase the yield of glucose production, both based on enzymatic hydrolysis and two different processes for glucose separation: Enzymatic hydrolysis + crystallization-centrifugation, Enzymatic hydrolysis + chromatographic separation. With the first alternative, glucose production increases 1,48 times due to the higher degree of conversion that can be obtained. For the second alternative, which involves the purchase of equipment, an economic evaluation was carried out using Hand's method, resulting in an investment cost of 5 640 000 CUP. The following economic indicators were calculated: the net present value that was positive, the period of recovery of the capital of 2,4 years, a period of recovery of the discounted capital of 3,4 years, an internal rate of return of 30 % and a return on investment of 41,1 %. These favorable indicators for alternative 2 and the increase achieved in glucose production with alternative 1 show that both are feasible.

Formulación de una bebida hidratante nutritiva a partir del zumo de pseudotallo de banano y macerado de la cáscara de piña

RESUMEN La presente investigación tuvo como finalidad formular una bebida hidratante nutritiva a partir del zumo de pseudotallo de banano y macerado de cáscara de piña, para ello se procedió a establecer las cantidades óptimas de los componentes mediante análisis fisicoquímicos y nutricionales de la bebida, aplicándose un diseño de mezclas Simplex-Centroide con 3 componentes por mezcla en 13 corridas para la elección de la mejor mezcla, cabe mencionar que el modelo utilizado para todos los parámetros analizados fue lineal debido a que presentaron un R cuadrado superior a 0,95 y un p_valor<0,05, se obtuvo como mezcla óptima las siguientes proporciones, 0,475 8 de zumo de pseudotallo de banano, 0,324 2 de macerado de cáscara de piña y 0,2 de agua, dando como valores 5,25 de pH, 0,47 % de acidez, 13,62 % de brix, 2,52 % de proteína, 6,04 % de fibra, 41,59 mg/100 g de sodio y 168,25 mg/100 g de potasio.

ABSTRACT The purpose of this research was to formulate a nutritious hydrating drink from banana juice and pineapple peel maceration, for which the optimal amounts of the components were established through physicochemical and nutritional analysis of the drink, applying a design of Simplex-Centroid mixtures with 3 components per mixture in 13 runs for the choice of the best mixture, it is worth mentioning that the model used for all the parameters analyzed was linear because they presented an R squared greater than 0,95 and a p_value<0,05, The following proportions were obtained as an optimal mixture, 0,4758 of banana pseudostem juice, 0,324 2 of pineapple peel macerate and 0,2 of water, giving as values 5,25 of pH, 0,47 % of acidity, 13,62 % of brix, 2,52 % of protein, 6,04% fiber, 41,59 mg / 100 g of sodium and 168,25 mg / 100 g of potassium.

Enfoque a procesos y estrategias de Producción Más Limpia para reducir la contaminación por residuales oleosos

RESUMEN La contaminación es uno de los principales problemas ambientales de Cuba. Las descargas de residuales oleosos sin o con déficit de tratamiento provocan impactos ambientales negativos. El objetivo fue contribuir con enfoque a procesos y estrategias de Producción Más Limpia, a la reducción de la contaminación por residuales oleosos de una empresa comercializadora de combustibles. Se implementó un procedimiento con enfoque a procesos, integrando los ocho pasos para la solución de un problema; así como otras metodologías y herramientas específicas para los estudios técnicos. Se realizó caracterización de las aguas residuales dispuestas y de la calidad ambiental de los cuerpos receptores (aguas superficiales y subterráneas, y suelos). Se comprobó que las operaciones y el manejo de los residuales oleosos fueron aspectos ambientales potencialmente impactantes, en particular sobre la contaminación ambiental de los cuerpos receptores. En los procesos Recepción, Almacenamiento y Entrega de Combustibles; Mantenimiento; Transporte; así como Medición, Análisis y Mejora se identificaron las oportunidades de minimización de la contaminación en las fuentes de origen, de reducción del consumo de materias primas e insumos. Asimismo, de mejoras en el diseño de ingeniería y/o construcción de los sistemas de tratamiento, órganos, interconexiones y redes; así como de mejoras en las prácticas de operación y mantenimiento. Se implementa un plan de medidas correctivas, con soluciones técnico-organizativas e ingenieras, teniendo en cuenta opciones de Producción Más Limpia, para minimizar en las fuentes de origen la generación de la contaminación. La investigación ha contribuido a mejorar el desempeño ambiental de la organización.

ABSTRACT Pollution is one of the main environmental problems in Cuba. Untreated or under-treated oily waste discharges have been caused negative environmental impacts. The objective was to contribute, with a process approach and Cleaner Production strategies, to reduce pollution from oily wastesfrom a fuel marketing enterprise.A procedure based in process approach integrated with the eight steps for problem solving, together with other specific methodologies and tools for technical studies, were implemented. A characterization of the wastewater disposed, and the environmental quality of the receiving bodies (surface water, groundwater and soil) was carried out. The operations and management of oily waste were identified as potentially impacting environmental aspects on the environmental contamination of the receiving bodies. In the processes Fuel Reception, Storage and Supply; Maintenance; Transport; as well as Measurement, Analysis and Improvement were identified the opportunities to minimize a pollution at source, and to reduce the consumption of inputs and raw materials. Likewise, improvements in the engineering design and/or construction of treatment systems, organs, interconnections, and networks; as well as improvements in operation and maintenance practices were identified. A corrective measures plan has been implemented, with technical-organisational and engineering solutions, taking into account Cleaner Production options, to minimize the generation of pollution at source. The research has been contributed to improving the environmental performance of the organization.

Modelo simplificado para evaluar las pérdidas de calor al medioambiente en la zona de gasificación de un reactor de flujo descendente

RESUMEN La gasificación es uno de los procesos de termo conversión con mayores perspectivas de aplicación para la transformación de la biomasa en un combustible de mayor valor agregado y campo de aplicación. Dentro de las tecnologías que actualmente se utilizan, los gasificadores de flujo descendente son los más difundidos para instalaciones de pequeña capacidad. Durante la evaluación termodinámica de estos gasificadores, una de las pérdidas de energía a tener en cuenta son las pérdidas de calor al medio ambiente y dada variedad de los procesos de transferencia de calor que ocurren dentro del reactor, los métodos de cálculos resultan complejos. En el presente trabajo se desarrolla un modelo simplificado para evaluar estas pérdidas de calor al medio ambiente. El modelo permite desde la etapa de proyecto evaluar las pérdidas en función de las dimensiones del reactor, las propiedades térmicas de los materiales de construcción y la temperatura de trabajo del lecho con un error menor del 1% con respecto al método no simplificado.

ABSTRACT Gasification is one of the thermo conversion processes with the greatest application prospects for the transformation of biomass into a fuel with greater added value and field of application. Within the technologies currently in use, downdraft gasifiers are the most widely used for small capacity installations. During the thermodynamic evaluation of these gasifiers, one of the energy losses to take into account is the heat losses to the environment and given the variety of heat transfer processes that occur within the reactor, the calculation method are complex. In the present work, a simplified model is developed to evaluate these heat losses to the environment. The model allows from the project stage to evaluate the losses based on the dimensions of the reactor, the thermal properties of the construction materials and the working temperature of the bed with an error of less than 1% with respect to the non-simplified method.

Estimación del nivel de actividad del catalizador de hidrofinación de nafta en Refinería Cienfuegos S.A.

RESUMEN En el proceso de hidrofinación de nafta se utiliza un catalizador de cobalto- molibdeno soportado en alúmina, cuya actividad ha disminuido con el tiempo de uso, producto de las condiciones operacionales del proceso. Por tanto, es necesario determinar con exactitud la vida útil y remanente de dicho catalizador para conocer cuándo será necesario regenerar o cambiarlo. En tal sentido, es objetivo de esta investigación, estimar la actividad del catalizador de hidrofinación de nafta, para las condiciones operacionales de la Refinería Cienfuegos S.A. Luego de la revisión bibliográfica fue seleccionado el Método Correlativo, basado en experiencias de plantas piloto del Instituto Francés del Petróleo. El desarrollo del método correlativo permitió obtener las curvas correspondientes, entre ellas la Actividad Relativa y WABT normalizada, vs. días de corrida, mediante las cuales se pudo precisar la actividad del catalizador y su tiempo de vida útil, favoreciendo la toma de decisiones para evitar pérdidas económicas. Se comprobó la validez de sus resultados comparándolos con los obtenidos por instituciones especializadas y se recomendó la implementación del mismo como parte del control que se realiza en la planta. Como resultado relevante se estimó la vida útil remanente del catalizador en 3,3 años, en los que se procesarán 54 432 m3 adicionales de nafta virgen, más que la programada, con una reducción del costo del catalizador hasta 0,072 $/m3

ABSTRACT In the naphtha hydrofination process, a cobalt-molybdenum catalyst supported on alumina is used, the activity of which has decreased with the time of use as a result of the operational conditions of the process. Therefore, it is necessary to accurately determine the useful and remaining life of said catalyst to know when it will be necessary to regenerate or change it. In this sense, the objective of this research is to estimate the activity of the naphtha hydrofination catalyst, for the operational conditions of Refinería Cienfuegos S.A. After the bibliographic review, the Correlative Method was selected based on experiences of pilot plants of the French Petroleum Institute. The development of the correlative method allowed obtaining the corresponding curves, among them the Relative Activity and normalized WABT vs running days, through which the catalyst activity and its useful life time could be specified, favoring decision-making to avoid economic losses. The validity of its results was verified by comparing them with those obtained by specialized institutions and its implementation was recommended as part of the control carried out in the plant. As a relevant result, the remaining useful life of the catalyst was estimated at 3,3 years in which an additional 54 432 m3 of virgin naphtha will be processed, more than the one programmed with a reduction in the cost of the catalyst to 0,072 $/ m3

Capacidad antioxidante de extractos acuosos de hojas de moringa y elaboración de una bebida funcional

RESUMEN Compuestos bioactivos de interés se hallan disponibles en diversas partes de las plantas; su extracción y estabilidad es importante en la preparación de alimentos funcionales. Se evaluaron las características antioxidantes de los extractos acuosos de hojas de Moringa oleífera. Diversos métodos de extracción: caliente, enzimática, con ultrasonido y microondas fueron evaluados con la finalidad de seleccionar el método más conveniente con el cual se diseñó y preparó una bebida. La estabilidad antioxidante de la bebida fue evaluada durante 28 d a 10, 25 y 35°C. Se determinó que el método más adecuado fue la extracción en caliente a 85°C con una concentración de 0,5 % de hojas de moringa. La bebida tuvo un porcentaje de retención del 90 %, 91 % y 84 % en fenoles totales, CA Cuprac y % de Inhibición DPPH* a 25°C con respecto a su contenido inicial y un tiempo de vida media de 6,4 meses en el contenido de fenoles totales. En el periodo evaluado, la bebida mostró características sensoriales aceptables.

ABSTRACT Bioactive compounds of interest are available in various parts of plants; its extraction and stability are important in the preparation of functional foods. In this work, the antioxidant characteristics of the aqueous extracts from Moringa oleifera leaves were evaluated. Various extraction methods. hot, enzymatic, with ultrasound and microwaves were evaluated in order to select the most convenient method to prepare a drink. Furthermore, the antioxidant stability of the drink was evaluated for 28 days at 10, 25 and 35 °C. It was determined that the most suitable method was hot extraction at 85 °C with a concentration of 0,5 % of moringa leaves. The drink showed a retention percentage of 90 %, 91% and 84 % in total phenols, CA Cuprac and % DPPH * inhibition at 25 ° C with respect to its initial content and a half-life time of 6,4 months in the content of total phenols. In the evaluated period, the drink showed acceptable sensory characteristics.

Propuestas para minimizar el impacto ambiental de dos industrias en la bahía de Santiago de Cuba

RESUMEN La bahía de Santiago de Cuba recibe el aporte contaminante de varias industrias, dentro de las que se encuentran la Procesadora de Soya (PDS) y la Refinadora de aceites ERASOL. En trabajos previos de los autores se ha visto que ambas contribuyen con la contaminación orgánica que llega a la bahía, por lo que el objetivo del trabajo es realizar propuestas que en su conjunto contribuyan a minimizar el impacto negativo de estas industrias al ecosistema. Se revisaron trabajos realizados por otros autores para determinar los impactos que provocan estas industrias en la bahía. Se presenta una revisión de los principales impactos negativos que generan debidos al vertimiento de sus residuales. Se proponen tecnologías de tratamiento que permitan, según la naturaleza de sus residuales, minimizar el daño al ecosistema bahía, además de un plan de acciones con metas y acciones de monitoreo, de investigación y de educación ambiental, que en su conjunto logren minimizar la carga orgánica que llega a la bahía proveniente de estas dos industrias de alimentos.

ABSTRACT Santiago de Cuba´s bay receives the polluting contribution of several industries, among which are the Soybean Processor and the ERASOL Oil Refiner. In previous works by the authors, it has been seen that both contribute to the organic pollution that reaches the Bay, so the objective of the work is to make proposals that as a whole contribute to minimizing the negative impact of these industries on the ecosystem. Works carried out by other authors were reviewed to determine the impacts caused by these industries in the Bay. A review of the main impacts that they generate due to the dumping of their wastes is presented. Treatment technologies are proposed that allow, depending on the nature of its wastes, to minimize the damage to the Bahía ecosystem, in addition to an action plan with goals and actions for monitoring, research and environmental education, which together can minimize the burden. organic that comes to the bay from these two food industries.

Artículo original

RESUMEN El trabajo expone a consideración de los autores un compendio de aspectos técnico-históricos relacionados con la tecnología Caron, se abordan nuevos criterios y procedimientos técnicos, así como experiencias adquiridas por geólogos-mineros, tecnólogos en investigaciones en el contexto de la industria cubana del níquel. El siglo XXI plantea nuevos y trascendentes retos para las industrias, uno de ellos, se relaciona con la variabilidad de las menas procesadas hoy en día por esta tecnología que genera comportamientos disímiles en cuánto a la eficiencia metalúrgica y operativa a escala comercial. Sin embargo, las estrategias de desarrollo sostenible están siendo definidas sin un diagnóstico suficiente de los problemas multi-causales, originados a la falta de nuevos conocimientos mineralógicos y de identificación oportuna en la propia dinámica de la industria, basadas en las prioridades de superar los incrementos productivos de esta, acordes a los estándares y demandas internacionales. El objetivo del trabajo es mostrar resultados reinterpretados de modo diferente y completar el cuadro de identificación químico-mineralógica de las menas de baja ley de níquel, con alto contenido de hierro y de los escombros lateríticos, en busca de su diagnóstico operativo previo, a través de nuevos procedimientos de ensayos aportados que identifiquen, si son de procesamiento industrial o no, dichos conocimientos se encuentran en disposición de la comunidad científica y tecnológica, basado en un “Nuevo enfoque de interpretación “físico-química” durante su tratamiento térmico en una atmósfera oxidante o reductora, así como de otras técnicas de identificación magnética y de tratamiento térmico.

ABSTRACT The work exposes to the authors consideration a summary of technician-historical aspects related with the Caron process, new approaches and technical procedures, as well as those accumulated given by the experiences acquired by geologist-miners, technologists in investigations in the context of the Cuban industry of the nickel. The XXI century it outlines new and transcendent challenges for the industry, one of them, is related with the variability of the ores processed today in day for this technologies that generate behaviours dissimilar as for metallurgical efficiency and operative to commercial scale. However, the strategies of sustainable development are being defined without an enough diagnosis of the multi-causal problems, originated to the lack of new mineralogical knowledge and of opportune identification in the own dynamics of the industry, based on the priorities of to maintain or to overcome the productive increments from these chords to the standards and international demands. The objective of the work is to show reinterpreted results in a different way, and to complete the square of chemical-mineralogical identification of the fewer of low nickel law, with high iron content and of the lateritic overburden, in search of its previous operative diagnosis, through new procedures of contributed rehearsals that they identify, if they are of industrial prosecution or not, this knowledge are in disposition of the scientific and technological community, based on "New interpretation focus "physical-chemistry" during its thermal treatment in an atmosphere “oxidizer or reduction", as well as of other techniques of magnetic identification and of thermal treatment.