Centro Azúcar

XYLOSE AND HEMICELLULOSE RELEASE ON SUGARCANE BAGASSE PRETREATMENTS USING CITRIC ACID

RESUMEN Se evaluaron diferentes condiciones de pretratamiento al bagazo de caña de azúcar con el empleo de ácido cítrico, incorporando a los análisis el factor combinado de severidad como resultado del empleo de las variables temperatura, tiempo y concentración de ácido cítrico. Con ayuda de un cromatógrafo de gases Perkin Elmer-Clarus 400, fueron determinados los niveles de xilosa, glucosa y hemicelulosa que generó cada alternativa de tratamiento, además de evaluar su correlación con el valor del factor de severidad asociado a cada condición y determinándose la recuperación del material inicial. Fue demostrada la linealidad entre: la liberación de xilosa y hemicelulosa, la xilosa y la recuperación del material inicial y entre la hemicelulosa y el factor combinado de severidad, cuyos coeficientes de correlación lineal fueron superiores a 0,75 en todos los casos, con significación estadística superior al 95%. Son reportados tres modelos empíricos que fueron ajustados para predecir la liberación de xilosa, hemicelulosa y la recuperación del material inicial, empleando el factor combinado de severidad y la propia recuperación del material inicial para los dos primeros.

ABSTRACT Different conditions of sugarcane bagasse pretreatment were evaluated using citric acid, considering in further analysis the combined severity factor. Temperature, time and citric acid concentration were used as input variables. In a Gas Chromatographer Perkin Elmer-Clarus 400, the levels of xylose, glucose and hemicellulose were determinate. Initial recovery rate are also determinate for each pretreatment condition in addition to combined severity factor. The linearity was demonstrated between: the release of xylose and hemicellulose, the xylose and initial material recovery and between hemicellulose and combined factor of severity. Linear correlation coefficients were higher than 0.75 in all cases, with statistic significance greater than 95%. Three empirical models are reported that were adjusted to predict the release of xylose, hemicellulose and initial material recovery.

ADSORPTION OF URANYL IONS IN ASH OF SUGARCANE BAGASSE

RESUMEN En la investigación se aborda el estudio cinético y termodinámico de la adsorción de iones uranilo en solución acuosa con el uso de ceniza de bagazo de caña de azúcar. Desde el punto de vista cinético es una adsorción física que refrenda al modelo de seudoprimer orden donde el mecanismo difusivo a través de la película de líquido es fundamental. Los modelos de Freundlich y Dubinin responden desde el punto de vista termodinámico a la adsorción de los iones en solución acuosa.

ABSTRACT The investigation aims a kinetic and thermodynamic study of uranyl ions adsorption in aqueous solution using sugarcane bagasse ash. From the kinetic point of view, it is a physical adsorption which support the pseudo-first order model where diffusive mechanism through the liquid film is fundamental. The models of Freundlich and Dubinin respond from the thermodynamic point of view to ions adsorption in aqueous solution.

USES OF AIR COOLED CONDENSER IN THERMOELECTRIC POWER PLANT OF BIOMASS: AN STUDY CASE

RESUMEN El proyecto inversionista de 25 centrales termoeléctricas (CTE) de biomasa en Cuba con potencias de 20 y 50 MW, así como la carencia probada de agua para sus sistemas de enfriamiento, apuntan al posible empleo de sistemas de condensadores secos (ACC) en dichas plantas, sin embargo el encarecimiento del proyecto inicial y la reducción de potencia útil asociada su empleo es una limitante a considerar. Para definir la factibilidad del empleo de ACC en estos proyectos se realiza un estudio de caso en el cual son considerados varios criterios de selección para alternativas de inversión, siendo evaluados adicionalmente otros tres tipos de tecnologías de condensación con el objetivo de establecer comparación de costos de inversión y operación, así como de las utilidades generadas. En todos los casos los análisis fueron efectuados para un horizonte de 20 años. Los resultados obtenidos confirman la factibilidad del empleo de sistemas ACC, con un período de recuperación compuesto de la inversión de 7,6 a los 8,4 años, la Tasa de Interés de Retorno (TIR) computa valores entre el 18,2 a 23,8 por ciento, el Valor Actual Neto (VAN) con una tasa de actualización del 15% alcanza valores entre los 1 126,9 a 3 024,0 MUSD, el costo del ciclo de vida se ubica entre los 10 682,4 a 24 406,1 MUSD, mientras que el costo nivelado de la energía fluctúa entre los 0,062 a 0,071 USD/kWh, con una relación costo beneficio entre 0,1 a 0,13.

ABSTRACT The investment project of 25 thermoelectric plants (CTE) of biomass in Cuba with powers of 20 and 50 MW, as well as the proven lack of water for their cooling systems, point to the possible use of dry capacitor systems (ACC) in these plants. However, the increase in the initial project cost and the reduction in useful power associated with its use is a limitation to consider. To define the feasibility of ACC use in these projects, a case study is carried out in which several selection criteria for investment alternatives are considered. Also three other types of condensation technologies are evaluated in order to establish the investment and operation cost comparison, as well as the profits generated. In all cases, these analyzes were carried out for a 20-year horizon. The results obtained confirm the feasibility of using ACC systems, with a composed investment recovery period from 7.6 to 8.4 years, the IRR computes values between 18.2 to 23.8 percent. The NPV with an update rate of 15% reaches values between 10682.4 and 3 024 MUSD, Life cycle cost is between 10 682.4 and 24 406.1 MUSD. Level cost of energy fluctuates between 0.062 to 0.071 USD / kWh, with a cost-benefit ratio between 0.1 to 0.13.

RECOVERY METALLIC ELEMENTS FROM SOLID INDUSTRIAL RESIDUES ALTERNATIVE

RESUMEN La creciente producción de elementos metálicos trae como consecuencia la generación de subproductos, los que en muchos casos son considerados como residuales industriales. En el trabajo se propone una alternativa de disminución de estos residuales mediante procesamiento aluminotérmico. La mezcla estudiada está formada por cascarilla, proveniente de los procesos de laminación en caliente del acero, por virutas de aluminio proveniente de los procesos del maquinado y corte de perfiles y por ceniza de la combustión del petróleo. Como resultado del proceso se obtuvo una aleación de hierro con contenidos de carbono de 3,62 %, de silicio de 0,47 %, de manganeso de 0,25 % y de aluminio de 11,16 %, además se recuperan un grupo de otros elementos de aleación de apreciable valor, tales como: Cr, Mo, Ni, V, Ti, Nb, y Co. La evaluación del proceso se realiza a partir de una comparación de los resultados obtenidos con los previstos en el balance de masa. La aleación obtenida tiene perspectivas de uso en la industria.

ABSTRACT The increasing production of metallic elements results in the generation of large number of by-products which in many cases are considered as industrial residuals. In this paper an alternative to reduce these residuals by an aluminothermy process is proposed. The mixture studied consists in particles from steel hot rolling processes, aluminum chips from the profiles machining and cutting processes and ash from petroleum combustion of. As a result of this process an iron alloy with carbon contents of 3.62%, silicon of 0.47%, manganese of 0.25% and aluminum of 11.16% was obtained. In addition groups of other alloy elements with appreciable value, such as: Cr, Mo, Ni, V, Ti, Nb, and Co appears. The process evaluation is made from a comparison of the results obtained with those predicted in mass balance. The alloy obtained has prospects for industrial use.

MANUFACTURE AND VALIDATION OF SLURRY EROSION TEST MACHINE

RESUMEN En el trabajo se describe la fabricación y validación de una máquina para ensayos de erosión húmeda. En base al análisis de las normas para el ensayo erosivo y de máquinas no estandarizadas, reportadas en publicaciones científicas, fue valorado el desarrollo de una máquina que responda a las necesidades de la investigación y la docencia. En el análisis para la concepción del equipo de ensayo fue considerado que costo de fabricación fuera bajo y que fuera sencillo desde el punto de vista tecnológico para viabilizar la fabricación. Para la fabricación de la máquina de ensayo fue empleado un agitador de velocidad variable con un portaherramientas para el acople del dispositivo portamuestras fabricado. Dicho portamuestras permite el ensayo simultáneo de dos muestras de configuración trapezoidal. La máquina fue validada mediante el ensayo, bajo diferentes velocidades de rotación del agitador. Fueron ensayadas muestras de un álabe de un extractor y de muestras de recubrimientos, obtenidas por soldadura manual con un electrodo revestido de recargue.

ABSTRACT This paper describes the manufacture and validation of a wet erosion testing machine. Based in norms for the erosive test and non-standardized machines reported in scientific publications analysis, a machine that responds to research and teaching needs is development. For test equipment design was considered that manufacturing cost was low and its technological simplicity in order to make manufacturing viable. A variable speed stirrer with a tool holder for coupling the sample holder was used on the manufacture of this machine. This sample holder device allows two samples of trapezoidal configuration simultaneous testing. The machine was validated by testing, under sample holder different rotational speeds. Samples of an extractor blade and samples of coatings, obtained by manual welding with a coated electrode of recharge, were tested.

GASOLINE FOR STOPPING THE MHC + HCK UNITS OF CIENFUEGOS REFINERY MIXING SCHEME

RESUMEN La refinería Camilo Cienfuegos se encuentra inmersa en un proceso inversionista con el objetivo de elevar los índices de rentabilidad económica, para ello ha diseñado un esquema de refinación con conversión profunda, donde las corrientes componentes de la mezcla de gasolina a partir de los nuevos procesos implementados, aumentarán en cantidad y calidad. Es de vital importancia una vez diseñado el esquema de la mezcla de gasolina y su calidad, mantenerlo. En tal sentido, ante la parada de las unidades de Hidrocraqueo e Hidrocraqueo Moderado, es objetivo de este trabajo determinar el esquema de mezclado óptimo que garantice los estándares de calidad exigidos. Para esto se realizó una revisión bibliográfica sobre los esquemas de refinación, del proceso de mezclado y de las corrientes que conforman la mezcla. Se empleó como herramienta matemática el Sistema de Modelación de Procesos Industriales: PIMS quien garantiza la factibilidad económica del proceso ante una parada de dichas unidades. El esquema de mezclado de gasolina resultante maximiza los ingresos de la Refinería ante el escenario de trabajo.

ABSTRACT The Camilo Cienfuegos refinery is immersed in an investment process to raising the economic profitability indexes, for this reason a refining scheme with deep conversion has been designed where the gasoline mixture from the new implemented processes component streams, will increase in quantity and quality. It is vitally important once the gas mixture scheme and its quality are designed, keep it. In this sense, with Hydrocracking and Moderate Hydrocracking units’ stoppage, the objective of this work is to determine the optimal mixing scheme that guarantees the required quality standards. A bibliographic review was made on the refining schemes, the mixing process and the currents that make up the mixture. The Industrial Process Modeling System PIMS was used as a mathematical tool, which guarantees process economic feasibility in shutdown event of these units. Resulting gasoline blending scheme maximizes the refinery's revenues in work scenario.

IMPROVEMENT FOR QUALITY CONTROL PROCESS OF STEEL FOR ARMORED THERMAL TREATMENT

RESUMEN El tratamiento térmico como proceso tecnológico requiere de un sistema de control de la calidad antes, durante y después de su ejecución. Las propiedades a controlar en cada uno de los momentos dependen fundamentalmente del elemento o pieza específica. En el presente trabajo se aborda el control de calidad del proceso de tratamiento térmico de chapas de un acero para blindaje 30XΓCA, con dimensiones de 200 x 200 x 8 mm y 6 mm. Se hace una descripción coherente y sistemática de las acciones a tomar antes (inspección y ensayo de los aceros), durante (control del proceso) y después (inspección y ensayo final) del proceso de control del tratamiento térmico. Se expone un diagrama de flujo de las secuencias de paso a seguir para la ejecución del proceso de control. Se determina, mediante el ensayo de Jominy, la curva de templabilidad del acero 30XΓCA y se mejoran las cartas tecnológicas para el tratamiento térmico.

ABSTRACT The thermal treatment like a technological process requires a quality control system before, during and after his execution. The properties to be controlled in each moment depend fundamentally on the specific element or piece. In present work the quality control of thermal treatment to steel sheets for armored 30XΓCA, with 200 x 200 x 8 mm and 6 mm dimensions is approached. A coherent and systematic description of actions to be taken before (inspection and testing of the steels), during (control of the process) and after (inspection and final test) in control of thermal treatment process is made. A flow chart of the steps to follow for the execution of the control process is presented. The hardening curve of the 30XΓCA steel is determined by the Jominy test and the technology charts for thermal treatment are improved.

CONCEPTUAL PROPOSAL FOR INTEGRAL RISK MANAGEMENT BY INTENSE DROUGHT

RESUMEN En este artículo se propone un instrumento conceptual que confiere una visión integral al proceso de gestión de riesgos por intensa sequía. La utilización de métodos como el criterio de expertos posibilitó la adecuación de teorías y estándares universales de la gestión de riesgos sobre bases ambientalmente sostenibles. Se obtiene como resultado un modelo conceptual con características esenciales como la interrelación entre los indicadores presión-estado-impacto-respuesta con los enfoques estratégico, sistémico y participativo que concede potencialidad a la toma de decisiones frente a eventos cada vez más frecuentes y prolongados ocasionados por la escasez de precipitaciones.

ABSTRACT In this paper a conceptual instrument that confers an integral vision to Risk Management process due to intense drought is proposed. The use of methods such as the experts criterion enabled the adaptation of theories and universal standards of Risk Management on environmentally sustainable bases. The result is a conceptual model with essential characteristics as the interrelation between the pressure-state-impact- response indicators with the strategic, systemic and participatory approaches thatprovide potentiality for decision-making facing increasingly frequent and prolonged events caused by precipitations scarcity.

DETERMINATION OF MICROELEMENTS AND TRACE MINERALS IN SURROUNDING SOILS OF SAGUA ELECTROCHEMICAL COMPANY, CUBA

RESUMEN En el presente trabajo se determinó el contenido de cadmio (Cd), cobalto (Co), cromo (Cr) total, cobre (Cu), níquel (Ni), plomo (Pb) y cinc (Zn) en muestras de suelo provenientes de la vaquería que se localizada en los alrededores de la Empresa Electroquímica de Sagua, mediante Espectroscopía de Absorción Atómica. Los niveles encontrados en las diferentes muestras no superaron los valores límites de referencia (Cd (6,1 mg.kg-1), Co (253,3 mg.kg-1), Cr (4418,3 mg.kg-1), Cu (269,9 mg.kg-1), Ni (3030,8 mg.kg-1), Pb (113,6 mg.kg-1), Zn (260,1 mg.kg-1) para suelos cubanos. Las tendencias en cuanto a la distribución de los metales en los suelos de dicha vaquería es a aumentar su concentración con la profundidad, siendo más pronunciado para el Ni y el Zn.

ABSTRACT In the present work the content of cadmium, copper, chromium, lead, nickel and zinc in soil samples from a dairy located in surroundings of Sagua electrochemical company was determined by atomic absorption spectroscopy. The levels found in different samples do not exceed the reference limit values: Cd (6.1 mg.kg-1), Co (253.3 mg.kg-1), Cr (4418.3 mg.kg-1), Cu (269.9 mg.kg-1), Ni (3030.8 mg.kg-1), Pb (113.6 mg.kg-1), Zn (260.1 mg.kg-1)) for Cuban soils. Trends in distribution of metals in soils of this dairy is to increase its concentration with depth, being more pronounced for nickel and zinc.

INFLUENCE OF ADVANCED OXIDATIVE PROCESSES IN ANAEROBIA DIGESTION OF WASTEWATER IN COFFEE INDUSTRY

RESUMEN La producción de café soluble genera un gran volumen de aguas residuales, cuyo tratamiento mediante digestión anaerobia (DA) se dificulta debido a que presentan en su composición sustancias recalcitrantes como polifenoles y taninos. Algunos estudios proponen tratamientos para estos efluentes, pero no apuntan a la eliminación de estos compuestos recalcitrantes. La aplicación de procesos oxidativos avanzados (POA), puede tener influencia en la reducción de la demanda química de oxígeno (DQO) y del carbono orgánico total. También puede reducir o eliminar compuestos tóxicos, inhibitorios o refractarios. Esta investigación tiene como objetivo determinar la incidencia de la fotocatálisis homogénea con H2O2 y radiación ultravioleta, como pretratamiento a la digestión anaerobia para la reducción de taninos presentes en aguas sintéticas de la industria del café soluble. Para evaluar el efecto POA se determinó el potencial bioquímico de metano (BMP) del residual, se caracterizó el inóculo empleado en función de los sólidos suspendidos volátiles (SSV) y su incidencia en el rendimiento de metano. Los ensayos se efectuaron a temperaturas mesofílica (35ºC ± 2ºC) y termofílica (55ºC ± 2ºC), con cargas orgánicas de 0,2 y 0,35 gDQO/gSSV. Se constató que el pretratamiento no afectó el valor de la DQO del agua sintética, sin embargo, se alcanza un porcentaje de reducción de taninos del 70,53 %. Al comparar los rendimientos de metano y reducción de la DQO obtenidos en el BMP con y sin POA, evaluados con iguales cargas orgánicas y régimen de temperatura, se constató que no se producen mejoras significativas en el proceso.

ABSTRACT The production of soluble coffee generates a large volume of wastewater, whose treatment by anaerobic digestion (AD) is difficult because they have recalcitrant substances in their composition such as polyphenols and tannins. Some studies propose treatments for these effluents, but they do not point to the elimination of these recalcitrant compounds. The application of advanced oxidative processes (POA) can influence the reduction of chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon. It can also reduce or eliminate toxic, inhibitory or refractory compounds. The objective of this research is to determine the incidence of homogeneous photocatalysis with H2O2 and ultraviolet radiation, as a pretreatment to anaerobic digestion for the reduction of tannins present in synthetic waters of the soluble coffee industry. To evaluate the POA effect, the biochemical potential of methane (BMP) was determined, the inoculum used as a function of volatile suspended solids (SSV) was characterized and its incidence on methane yield. The tests were carried out at mesophilic (35ºC ± 2ºC) and thermophilic (55ºC ± 2ºC) temperatures, with organic loads of 0.2 and 0.35 gDQO/gSSV. It was found that the pretreatment did not affect the COD value of the synthetic water, however a percentage of tannin reduction of 70.53% was reached. When comparing the methane yields and COD reduction obtained in the BMP with and without POA, evaluated with the same organic loads and temperature regime, it was found that there are no significant improvements in the process.