Centro Azúcar

Microbial growth in compost piles of organic waste and biosolids after the aeration process

En la actualidad, la fracción orgánica contenida en los residuos sólidos urbanos (FORSU) y la generación de biosólidos de plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) requiere alternativas de solución. El compostaje es un método que puede transformar estos residuos para su aprovechamiento. La duración del proceso depende tanto de los sustratos iniciales, tamaño de partícula, disposición de la pila, aireación, humedad y población biológica activa.El objetivo de este estudio es determinar el efecto de la aireación sobre el crecimiento de bacterias y actinomicetos en pilas de compostaje de 250 kg. La pila denominada P1 está elaborada con arcilla (30%), lama (5%), biosólido (32,5%) de PTAR y (32,5%) FORSU y, la P2 está preparadacon arcilla (30%), lama (5%) y biosólido (65%). Durante el proceso se monitorea humedad, temperatura, pH y crecimiento de bacterias y actinomicetos, antes y después de realizar la aireación en ambas pilas. En la fase termófila la P1 alcanzó temperaturas de 49,0-51,5°C por cinco días consecutivos, mientras que P2 llegó a 45,2-48,4°C por tres días. En ambas pilas el rango de pH fue de 6,8-8,8. Para P1 la humedad base húmeda fue 35-42 % (%Hbh) y para P2 fue 32-35 %Hbh, obteniéndose composta en 28 días. La aireación tuvo un efecto significativo en el crecimiento microbiano en la fase termófila, debido a que alteró las condiciones de los microsistemas, siendo menor para los actinomicetos que para las bacterias.

Nowadays, the problem of dealing with the organic fraction contained in urban solid waste (OFUSW) and the biosolids generated from wastewater treatment plants (WWTP) requiresalternative solutions. Composting is a method that can transform these wastes for their use. The length of the process depends on initial substrates, particle size, arrangement of the pile, moisture, aeration, and active biological population. The objective of this study is to determine the effect of aeration on the growth of bacteria and actinomycetes in composting piles of 250 kg. The pile identified as P1 is made with clay (30%), lama (5%), biosolids of WWTP (32.5%) and OFUSW (32.5%); and the one identified as P2 is prepared with clay (30%), lama (5%) and biosolids (65%). During the process, moisture content in wet basis (Hbh), temperature, pH, and growth of bacteria and actinomycetes are monitored in both piles, before and after performing aeration. In the thermophilic phase, P1 reached 49.0 - 51.5 °C for five consecutive days, while P2 reached 45.2 - 48.4 °C for three days. In both piles, pH ranged from 6.78 to 8.75 and compost was obtained in 28 days. The moisture for P1 was 35-42%Hbh, and for P2 it was 32-35%Hbh. Aeration had a significant effect on microbial growth in the thermophilic phase because it altered the conditions of the microsystems, being lower in the case of actinomycetes than in the case of bacteria.

PRELIMINARY PHOTOSTABILITY STUDY OF 1-(fur-2-il)-2-nitroprop-1-eno

El 1-(fur-2-il)-2-nitroprop-1-eno (UC-244) es un compuesto de marcada acción biológica, sintetizado en el Centro de Bioactivos Químicos de la Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, a partir de los desechos de la caña de azúcar. En el presente trabajo se realizó un estudio preliminar de estabilidad como parte del análisis químico-farmacéutico previo a la formulación del producto. Se analizó el comportamiento del producto en estado sólido y en disolución acetonitrilo-agua 80:20, al ser expuesto a la luz solar y protegiéndolo de la misma, para lo cual se tuvieron en cuenta las propiedades organolépticas, temperatura de fusión y cuantificación del compuesto. Para la cuantificación del producto durante el estudio se validó una técnica por Cromatografía Líquida de Alta Eficacia (CLAE). La técnica cromatográfica resultó ser específica, lineal en el intervalo de 5 mg/L-40 mg/L, así como precisa y veraz en las condiciones estudiadas. Las muestras sólidas expuestas a la luz se degradaron más del 90 % en 7 días y las que estuvieron protegidas de la misma solo un 25,5 % en 150 días, para las disoluciones expuestas a la luz, la degradación fue de más del 90 % en solo 50 s y las que estuvieron protegidas solo lo hicieron alrededor del 5 % en 50 días. Las muestras degradadas experimentaron cambios significativos en sus propiedades organolépticas y aumento en la temperatura de fusión. Lo anteriormente expuesto permite concluir que cualquier formulación que se desarrolle con el UC-244 debe estar debidamente protegida de la luz.

1- (fur-2-yl) -2-nitroprop-1-ene (UC-244) is a highly bioactive compound, synthesized in the Center for Bioactive Chemicals at the Central University of Las Villas from sugar cane production wastes. In this work, a preliminary photostability study was carried out as part of the chemical and pharmaceutical analysis prior to product formulation. The effect of sunlight (exposure or protection) on product stability - in terms of organoleptic properties, melting point and UC-244 content - was evaluated both in solid state and in 80:20 acetonitrile-water solutions. In order to determine the UC-244 content in all samples under study, a high-performance liquid chromatography (HPLC) procedure was validated. This chromatographic technique demonstrated to be specific and linear in the range from 5 mg/L to 40 mg/L, as well as precise and accurate under the conditions studied. Degradation of solid samples exposed to light was higher than 90 % in 7 days, whereas those samples protected from sunlight suffered a degradation of only a 25.5 % after 150 days. Liquid samples exposed to light suffered a degradation higher than 90 % in only 50 s, but in those protected from light, UC-244 content only decreased in about 5 % after 50 days. All degraded samples showed significant changes in their organoleptic properties and an increase in their melting point. Therefore, it can be concluded that any formulation developed with UC-244 should be adequately protected from light.

Reducing emissions of carbon monoxide using magnetic fuel treatment

En la siguiente investigación se evaluó el comportamiento de las emisiones de monóxido de carbono (CO) producidas por el grupo electrógeno de prueba Lister Petter LPWS2, utilizando diesel tratado magnéticamente como combustible. El tratamiento magnético del diesel se realizó antes de introducirlo en los depósitos del motor, se utilizó una instalación experimental y un acondicionador magnético con una inducción promedio de 0,4T. Un Analizador de Gases Testo 350 se empleó para determinar las emisiones de CO del grupo electrógeno operando a máxima carga. El análisis estadístico de los datos demostró que con el tratamiento magnético del diesel se disminuyen las emisiones de CO producidas por el grupo electrógeno en un 21,3% aproximadamente. El tratamiento magnético del combustible contribuyó a lograr una combustión más completa, lo que provoca un mayor aprovechamiento de la energía del combustible. Desde el punto de vista ambiental se redujeron las emisiones de uno de los mayores contaminantes de la atmósfera terrestre y de uno de los gases más tóxicos para el ser humano.

The behavior of the carbon monoxide (CO) emissions produced by the Lister Petter LPWS2 test generator, using magnetically treated diesel as fuel, was evaluated in this investigation. The magnetic treatment of diesel was carried out before its introduction into the engine tanks. An experimental installation and a magnetic conditioner with an average induction of 0.4 T was used for this porpoise. A Testo 350 Gas Analyzer was used to determine the CO emissions of the generator set when it operates at maximum load. The statistical analysis of the data showed that with the magnetic treatment of diesel, the CO emissions produced by the generator are reduced by approximately 21.3%. The magnetic treatment of the fuel contributed to achieve a more complete combustion, which improvements use of fuel energy. From the environmental point of view, the emissions of one of the largest pollutants in the Earth's atmosphere and one of the gases most toxic to humans were reduced.

The process of concentration and centralization of the sugar industry in Quemado de Güines

El proceso de concentración y centralización de la industria azucarera en Cuba condicionó el desarrollo de esta rama económica. En el municipio de Quemado de Güines ha sido su principal renglón prácticamente desde su fundación, por lo que su estudio y análisis merece ser actualizado en los momentos de grandes transformaciones del sector en este siglo XXI. El alcance e impacto en el municipio de este proceso ha sido el hilo conductor para el enriquecimiento de la historia local. El análisis de las diferentes fuentes del conocimiento histórico, las de contenido nacional y local permitieron comprender que el fenómeno evaluado lo caracterizaron cuatro etapas bien definidas desde fines del siglo XIX hasta el presente. Etapas con caracteres comunes en lo nacional pero con elementos distintivos en lo territorial. El objetivo del artículo es la fundamentación del proceso en Quemado de Güines.

The process of concentration and centralization of the sugar industry in Cuba conditioned the development of this economic branch. In the municipality of Quemado de Güines, such branch has been the main economic activity practically since its founding, so its study and analysis deserves to be updated at times of major changes in the sector in this 21st century. The scope and impact of this process in the municipality have been the basis for the enrichment of local history. The analysis of the different sources of historical knowledge, those of national and local content, made it possible to understand that the phenomenon evaluated was characterized by four well-defined stages from the end of the 19th century to the present. Stages that present common features in the national context, but with distinctive elements in the territorial one. The objective of the article is to substantiate such process in Quemado de Güines.

Influence of sugar cane varieties on the industrial efficiency of the factory "14 de julio" of Cienfuegos

El estudio de nuevas variedades de cañas de azúcar, permite aumentar la producción de sacarosa con mejores perspectivas de rendimiento industrial y resistencia a plagas y enfermedades. En este trabajo se analizan las variedades de caña (en la etapa de zafra), teniendo en cuenta los componentes del rendimiento agrícola e industrial para así encontrar cuáles de estas variedades son más efectivas en el proceso productivo de la fábrica azucarera"14 de Julio" del municipio de Rodas, posibilitando mejor rendimiento económico productivo en la producción de azúcar. Se tuvo en cuenta la caracterización de las variedades de caña en estudio, los factores de manejo y los componentes del rendimiento industrial (toneladas de caña por hectárea, porcentaje de pol en caña y toneladas de pol por hectárea), se realizó un estudio en el área de la industria que permitió identificar las variedades más efectivas a través del procesamiento de las zafras (2012-2013) y (2013-2014) mediante una base de datos procesada en programas como Microsoft Excel y STATGRAPHICS 5.0. Se proponen los modelos para planificar las variedades a moler con mejores resultados.

The study of new sugar cane varieties allows to increase sucrose production with better prospects of industrial performance and resistance to pests and diseases. In this work, the sugar cane varieties (in the harvesting stage) are analyzed taking into account the components of agricultural and industrial performance in order to find out which of these varieties are more effective during the production process of the Sugar Factory "14 de Julio" located in the municipality of Rodas, thus enabling better economic and productive performance in sugar production. The characterization of the sugar cane varieties under study, as well as the management factors and industrial performance components (tons of sugar cane per hectare, percentage of pol in sugar cane and tons of pol per hectare) were taken into account. A study was conducted in the area of industry that allowed to identify the most effective varieties through the analysis of the 2012-213 and 2013-2014 harvests carried out using a database processed with programs such as Microsoft Excel and STATGRAPHICS 5.0. Models are proposed to plan the varieties to be milled that offer better results.

Performance prediction of output pressure of a steam turbine coupled with an air-cooled steam condenser

Para un condensador de vapor refrigerado por aire (ACC), el viento ambiental puede causar una gran reducción del caudal en los ventiladores axiales principalmente cerca del lado de barlovento de la plataforma enfriada por aire debido a los efectos de flujo cruzado, lo que resulta en una reducción de transferencia de calor. Esto conduce a un aumento de la contrapresión de la turbina. En este documento se propone un nuevo método para evaluar el efecto del viento en la presión de salida de la turbina, así como el efecto de la combinación de la temperatura ambiental con la acción directa del viento. Finalmente los resultados obtenidos son dados en formas de gráficas y son propuestas un grupo de ecuaciones que permiten obtener la presión de salida de turbina, siendo conocidas las temperaturas ambientales y la velocidad del viento. Estas expresiones correlacionan en todos los casos con un error medio igual al 11,27 % en el 89,12 % de los datos experimentales disponibles, por lo que se consideran suficientemente precisas para su empleo en la ingeniería térmica

For an air-cooled vapor condenser (ACC), environmental wind can cause a large reduction of the flow in the axial fans mainly near the windward side of the air-cooled platform due to cross-flow effects, resulting in a reduction of heat transfer. This leads to an increase in the turbines counter-pressure. This paper proposes a new method to evaluate the effect of wind on the output pressure of the turbine, as well as the effect of the combination of ambient temperature with the direct action of the wind. Finally, the results obtained are given in graph forms and a group of equations are proposed that allow attaining the output pressure of the turbine once ambient temperatures and wind speed are known. These expressions correlate in all cases with a mean error of 11.27% in 89.12% of the experimental data available, and they are considered, therefore, sufficiently precise for their use in thermal engineering.

Synchronous motors without rotor windings controlled by frequency converters for its application in electric vehicles

Los motores que requieren los vehículos eléctricos deben poseer un comportamiento eficaz, eficiente y económico. El acelerado desarrollo de la electrónica de potencia y del control de velocidad con convertidores de frecuencia permite emplear sistemas de velocidad ajustable dentro de un amplio intervalo. En este trabajo, a partir de estudios realizados en la literatura especializada, fueron comparados distintos tipos de motores sincrónicos sin devanados en el rotor para estos vehículos. Las comparaciones se realizaron en base a momento y potencia, pérdidas y eficiencia, factor de potencia, costos y otros aspectos de los motores sincrónicos de imán permanente, sincrónicos de reluctancia y sincrónicos de reluctancia asistidos por imanes permanentes. Esto permitió valorar la mejor variante técnico económica. Se evidenció que el último tipo, utilizando imanes de ferrita, asegura menor costo, con altos valores absolutos y de densidad de momento y de potencia, elevada eficiencia y alto factor de potencia.

Electric motors required by electric vehicles must be effective, efficient and economical. The accelerated development of power electronics and speed control with frequency converters allows the use of adjustable speed systems within a wide range. From a study of specialized literature, different types of synchronous motors without rotor windings were compared in this paper for these vehicles. Comparative assessments were made, based on momentum and power, losses and efficiency, power factor, costs and other characteristics of synchronous permanent-magnet motors, synchronous reluctance motors and synchronous reluctance motors assisted by permanent magnets. This allowed assessing the best technical-economic variant. It was shown that the last one, using ferrite magnets, ensures the lowest cost, with high absolute values and density of momentum and power, high efficiency and high power factor.

Study of the environmental impact of wastewater discharges on the self-purification capacity in portoviejo river, Ecuador

El trabajo propone el estudio del impacto ambiental causado por los vertimientos de aguas residuales en la cuenca del río Portoviejo, mediante la evaluación de su capacidad de autodepuración a través del empleo de un modelo matemático. Se presentan las consideraciones que se deben tomar en cuenta para la aplicación del modelo, la ubicación de los vertimientos y los parámetros del modelo ajustados a partir de los datos experimentales que muestran la variación de la concentración de oxígeno disuelto con respecto a la longitud corregida de la corriente tomando en cuenta la morfología del río. A partir de estos parámetros se calcularon los valores de las constantes de velocidad de reoxigenación y consumo de oxígeno, los cuales se toman como base para la identificación de la sección del río más crítica y de los vertimientos que afectan más significativamente la capacidad de autodepuración.

The paper proposes the study of the environmental impact caused by the wastewater discharges in the Portoviejo River basin, through the evaluation of its self-purification capacity through the use of a mathematical model. It also shows the considerations to be taken into account for the application of the model, the location of the dumps and the model parameters adjusted from the experimental data showing the variation of the dissolved oxygen concentration regarding the corrected length of the stream considering the morphology of the river. From these parameters, the values of the re-oxygenation rate and oxygen consumption constants were calculated, which are used as the basis for the identification of the most critical river section and of the spills that affect the most the self-purification capacity.

Technological risk index for the holistic evaluation of risk in scenarios prone to major accidents

La industrialización ha incrementado la generación de condiciones de riesgos asociados a la complejidad y dinámica de los procesos. El presente artículo tiene como objetivo definir un índice de riesgo tecnológico que permita la evaluación holística del riesgo en diferentes escenarios, como apoyo a la toma de decisiones en la planificación de acciones preventivas. Este índice considera la probabilidad de ocurrencia del evento, el riesgo físico eminente, y el agravamiento del impacto probable dada la vulnerabilidad territorial. En aquellos escenarios donde la información no esté disponible para determinar la vulnerabilidad, se sustituyen los datos numéricos por la opinión de expertos, y se aplica la lógica difusa compensatoria en el procesamiento de las expresiones lingüísticas, utilizando el software Fuzzy tree studio. El índice propuesto permite el análisis comparado entre áreas, instalaciones y territorios. La indización que se alcanza con esta metodología facilita la presentación de la información y el proceso de toma de decisiones.

Industrialization has increased the generation of risk conditions associated with processes complexity and dynamics. This article aims to define a technological risk index that allows the holistic evaluation of risk in different scenarios, as support to the decision making of preventive actions planning. This index considers the probability of occurrence of the event, the eminent physical risk, and the aggravation of the probable impact given the territorial vulnerability. In those scenarios in which information is not available to determine vulnerability, the numerical data are replaced by experts opinion, and diffuse compensatory logic is applied in the processing of linguistic expressions, using the Fuzzy tree studio software. The index proposed allows the comparative analysis among areas, facilities and territories. The indexation achieved with this methodology facilitates the presentation of information and the decision-making process.

Model of calculation of monthly degree-days for cooling and heating at any base temperature, for energy applications

Los grados-día, representan un indicador muy versátil, utilizado en aplicaciones tales como; la arquitectura bioclimática, el estimado de rendimientos agrícolas de la caña de azúcar y otros cultivos, la gestión energética en instalaciones industriales y del sector terciario, etc. Para aplicaciones energéticas en la industria y el sector terciario, los modelos más utilizados son los de cálculo de los grados-día mensuales de calentamiento y enfriamiento con temperatura base variable. Hasta la fecha, los modelos publicados, presentan la característica de utilizar como variables de cálculo, la temperatura media mensual y la desviación estándar de las temperaturas medias diarias para el mes. El uso de este último parámetro, introduce algunas desventajas que limitan su aplicación. En este trabajo, se desarrolló un modelo para el cálculo de los grados-día de calentamiento y enfriamiento mensual con temperatura base variable, que utiliza para el cálculo, parámetros o normales climatológicas como: la temperatura mediamensual, la temperatura máxima, la temperatura mínima, de las temperaturas medias diarias y el parámetro Z, definido por los autores. El modelo, posibilita el cálculo de los grados- día, con una exactitud comparable con la obtenida por otros métodos, eliminar las desventajas del uso de la desviación estándar como parámetro de entrada y tipificar los resultados para un periodo determinado de tiempo.

The degrees-day, represent a very versatile indicator, used in applications such as: bioclimatic architecture, estimation of agricultural yields of sugar cane and other crops, energy management in industrial and tertiary sector, etc. For energy applications in industry and the tertiary sector, the most commonly used models are the calculation of monthly degrees-day of heating and cooling at any base temperature. All models published use as calculation variables: the mean monthly temperature and the standard deviation of the average daily temperatures in the month. The use of this last parameter introduces some disadvantages that limit its application. In this work, a model was developed for the calculation of degrees-day of monthly heating and cooling at any base temperature, which use for calculation, parameters or climatological normals such as: the mean monthly temperature, the maximum temperature, the minimum temperature, the average daily temperatures and the parameter Z, defined by the authors. The model allows the calculation of degrees-day, with accuracy comparable to the same obtained by other methods, eliminates the disadvantages of using the standard deviation as the input parameter and typifies the results for a specific period of time.