Tecnología Química

Technology assessment in a moulded fiber manufacturing process

RESUMEN Una planta de fabricación de moldeados de pulpa, recientemente puesta en marcha, presenta riesgos técnicos potenciales asociados al proceso de transferencia tecnológica, que pueden limitar los beneficios económicos y los indicadores de eficiencia del proceso. El objetivo del presente trabajo es evaluar la tecnología de producción de fibra moldeada mediante la implementación de un modelo de evaluación tecnológica. El modelo incluye la aplicación de los balances de agua y fibra, de calor y de energía mecánica; la evaluación del diseño y la operación de equipos, tales como el horno, la torre de enfriamiento, el sistema de flotación por aire disuelto y el sistema de tuberías, con el uso de los software DesDaf y dP. El proceso se evalúa con el simulador TIBCO Business Studio, el cual facilita el examen de criterios técnicos y económicos que contribuyen a la toma de decisiones. La implementación del modelo hizo posible la verificación de la magnitud de las variables de diseño y de operación de los equipos instalados, la identificación de las deficiencias potenciales de la tecnología y la propuesta de corrección de una deficiencia en la tecnología con la correspondiente evaluación económica.

ABSTRACT A newly commissioned pulp moulding plant presents potential technical risks associated with the technology transfer process, which could limit the economic benefits and process efficiency indicators. The objective of the present work is to assess the production technology of moulded fibre by implementing a technology assessment model. The model includes the application of water and fiber, heat and mechanical energy balances; design and operation evaluation of equipment, such as oven, cooling tower, dissolved air flotation system and piping system, using DesDaf and dP software. The process is evaluated with TIBCO Business Studio simulator, which facilitates examination of technical and economic criteria that contribute to decision making. The implementation of the model made possible to verify the magnitude of the design and operating variables defined in plant documents, the identification of the potential deficiencies of the technology and the proposal of correction of a deficiency in the technology with the corresponding economic evaluation.

New proposal model for thermal analysis in the cooling of a bundle finned pipes in air-cooled condenser

RESUMEN En este trabajo, se presenta un nuevo modelo para cálculos de transferencia de calor durante el flujo de aire a través del banco de tubos de aletas empleados en aerocondensadores (ACC). El modelo fue correlacionado con un total de 789 juegos de datos experimentales disponibles aportados por diez autores de prestigio reconocido en el área de investigación. El flujo de aire baña un paquete de tubos aletados con una inclinación de 450 a 600 respecto a la línea horizontal. Los estudios se realizaron para intervalos ST/SL entre 0,4 y 2, velocidad del flujo de aire de 0,1 a 100 m/s, una temperatura ambiente de 15 a 43 °C, la velocidad del viento incidente en la instalación entre 0 y 45 km/h, el diámetro exterior equivalente de los tubos desnudos entre 0,019 y 0,05 m, una altura de las aletas entre 2,7 y 7,9 mm, espesores de las aletas que oscilan entre 1,3 y 3,5 mm y un número de aletas por unidad de longitud del tubo entre 315 y 354. La desviación media encontrada fue de un 6,9 % en el 84,8 % de los datos experimentales correlacionados.

ABSTRACT In this paper, we present a new model for calculations of heat transfer during airflow over the finned tubes bank in air-cooled condenser systems (ACC). The model was correlated with 789 sets of available experimental data provided by ten authors of recognized prestige in the research area. The air flow bathes a package of finned tubes with an inclination of 450 to 600 with respect to the horizontal line. The studies were performed for ST/SL intervals between 0,4 and 2, airflow velocity of 0,1 to 100 m/s, an ambient temperature of 15 to 43 °C, the incident wind speed over the installation between 0 and 45 km/h, the outer equivalent diameter of the bare tubes between 0,019 and 0,05 m, a height of the fins between 2,7 and 7,5 mm, thicknesses of the fins ranging between 1,3 and 3,5 mm and a number of fins per unit tube length between 115 and 394. The mean deviation found was 6,9% in 84,8% of the correlated experimental data.

Hydrolysis conditions of the Lactozym Pure 6500 L and Saphera 2600 L lactases for the production of goat milk without lactose

RESUMEN Este trabajo tuvo como objetivo determinar las mejores condiciones de hidrólisis de las lactasas Lactozym Pure 6500 L y Saphera 2600 L para la producción de leche deslactosada de cabra. En el desarrollo del trabajo se utilizaron las lactasas Lactozym Pure 6500 L de origen de levaduras (Kluyveromyces lactis) y Saphera 2600 L de origen bacteriano (Bacillus lincheniforme). Se empleó leche de cabra procedente del cruce de la raza Anglo nubian y criolla ecuatoriana, la leche fue estandarizada al 3 % de grasa, pasteurizada en tanques a 85 ºC por 30 min. Las dos enzimas se aplicaron a las temperaturas de 4, 10 y 35 ºC y a las concentraciones de 0,06 y 0,09 g/L. En cada experimento se midió por triplicado el punto crioscópico cada 30 min y se estimó el grado de hidrolisis en porcentaje. Las dos enzimas presentaron igual comportamiento en cuanto su poder de hidrólisis a las temperaturas ensayadas. Las condiciones más favorables para el deslactosado de leche de cabra para su posterior fermentación sería la temperatura de 35 oC con una dosis de 0,06 g/L de enzima para un tiempo de reacción de aproximadamente 90 min.

ABSTRACT The objective of this work was to determine the best hydrolysis conditions of the Lactozym Pure 6500 L and Saphera 2600 L lactases for the production of goat milk without lactose. For the development of the work, the lactoses Lactozym Pure 6500 L of yeast origin (Kluyveromyces lactis) and Saphera 2600 L of bacterial origin (Bacillus licheniformes) were used. Goat milk from the crossing of the Anglo Nubian of Ecuador native breed was used, milk was standardized at 3 % fat, pasteurized in tanks at 85 ºC for 30 min. The two enzymes were applied at temperatures of 4,10 and 35 °C and at concentrations of 0,06 and 0,09 g / L In each experiment the cryoscopic point was measured in triplicate every 30 min and the degree of hydrolysis was estimated in percentage. The two enzymes showed the same behavior in terms of their hydrolysis power at the temperatures tested. The most favorable conditions for the hydrolysis of lactose of goat's milk for its subsequent fermentation would be the temperature of 35 oC with a dose of 0,06 g / L of enzyme for a reaction time of approximately 90 min.

Anaerobic codigestion of the rice drying residue and pig manure in batch test

RESUMEN El desarrollo del biogás en Cuba, ha estado dirigido fundamentalmente al tratamiento de excretas de producciones pecuarias y residuales de algunas industrias, con el fin de disminuir su carga contaminante. Sin embargo, otros residuos con un alto potencial como los lignocelulósicos han sido escasamente estudiados. El presente trabajo tiene como objetivo determinar el potencial de biogás y la cinética del proceso de la digestión anaerobia del residuo del secado del arroz (RS) y su codigestión con residuos porcinos (RP). El ensayo se realizó en reactores de 2L en régimen discontinuo a 38 ± 2 ºC. Se probaron los sustratos en monodigestión y dos mezclas del RS y el RP. El residuo porcino tuvo el mayor rendimiento de metano experimental con un valor de 488,87 L CH4/kg SV, pero la menor velocidad de producción de metano con un valor de 40,98 L CH4/kg SV d. La codigestión del residuo del RS y el RP tuvo un efecto sinérgico para la mezcla RS95:RP5, con un incremento en un 18 % del rendimiento de metano respecto al valor esperado por la contribución individual en la mezcla.

ABSTRACT The biogas production in Cuba has been addressed to the treatment of pig residues and wastewater generated from some industries, with the aim to reduce the pollutant load. However, other residues with a high potential to biogas production as the lignocellulosic has been scarcely studied. The aim of this work is to determine the methane yield and the kinetic of the anaerobic digestion process of the rice straw drying residue (RS) and the pig residue (RP). The experiment was carried out in 2 L reactors at batch regime to 38 ± 2 ºC. The substrates were tested in monodigestion and two blends of RS and RP. The highest experimental methane yield of 488,87 L CH4/kg SV was found for RP, but with the lowest methane production rate with a value of 40,98 L CH4/kg SV d. The codigestion of RS and RP had a synergetic effect for the mixture RS95:RP5, with an increase of 18 %, in comparison with the expected value by the individual contribution in the mixture.

Whey fermented drink with the addition of sabila juice (Aloe vera L.) and blackberry pulp (Rubus glaucus Benth) with caracteristic probiotics

RESUMEN Este trabajo tuvo como objetivo desarrollar una bebida de suero fermentado con la adición de jugo de sábila (Aloe vera L.) y pulpa de mora (Rubus glaucus Benth) con características probióticas y buena aceptabilidad. Las materias primas fueron suero dulce, pulpa de mora, jugo de sábila todos pasteurizados, suero en polvo, edulcorante sucralosa y steviosida en relación 1:1 y cultivos lácticos probióticos concentrados liofilizados. Las formulaciones de la bebida se obtuvieron mediante un diseño Superficie de Respuesta tipo Box Benhken, las variables independientes fueron dosis de jugo de sábila (7 a 15 %), dosis de pulpa de mora (6 a 12 %) y dosis de cultivo (2,5 a 5 %) y las variables de respuesta estabilidad a la sedimentación, viscosidad, viabilidad de los microorganismos probióticos y aceptabilidad. Las formulaciones fueron estandarizadas a 9 ± 0,1 % de sólidos totales lácteos con suero en polvo. La fermentación se realizó con la mezcla de suero y jugo de sábila según diseño a 40 ± 1 oC, una vez terminada se incorporó la pulpa de mora a 20 oC. A la bebida fermentada se le determinaron acidez, pH y viscosidad según normas ecuatorianas, viabilidad y aceptabilidad. A la bebida seleccionada se le realizó prueba de barrera gástrica in vitro, actividad antimicrobiana y aceptabilidad poblacional. La bebida obtenida presentó una aceptabilidad de “me gusta”, una viabilidad de los microorganismos probióticos por encima de 109 ufc/g con resistencia a la barrera gástrica y con actividad antimicrobiana que permite clasificarla como bebida fermentada probiótica.

ABSTRACT This work had as objective to develop whey fermented drink with the addition of sabila juice (Aloe vera L.) and blackberry pulp (Rubus glaucus Benth) with probiotics characteristics and good acceptability. The raw materials were sweet whey, blackberry pulp, sabila juice all pasteurized, powdered whey, artificial sweetener sucralose and steviosida in relationship 1:1 and probiotic cultures concentrated lyophilized dairy. The drink formulations were obtained by means of a design Surface of Answer type Box Benhken, the independent variables were dose of sabila juice (7 to 15 %), dose blackberry pulp (6 to 12 %) and cultures dose (2.5 to 5%) and the variables of answer stability to the sedimentation, viscosity, viability of the microorganisms probiotics and acceptability. The formulations were standardized to 9 ± 0.1% of dairy total solids with powdered whey. The fermentation was carried out with the mixture of whey and sabila juice according to design to 40 ± 1oC, once finished it was incorporated the blackberry pulp to 20oC. To the fermented drink it was determined acidity, pH and viscosity according to Ecuadorians norms, viability and acceptability. To the selected drink it was carried out test of gastric barrier in vitro, antimicrobial activity and population acceptability. The obtained drink presented an acceptability of “like it”, the viability microorganism’s probiotics above 109 cfu/g, resistance to the gastric barrier and with antimicrobial activity that allows classifying it as probiotic fermented drink.

Design of a Cathodic Protection System for Inside of a Storage Oil Tank

RESUMEN La corrosión es la forma de deterioro más frecuente que afecta a los materiales metálicos. Es un serio un problema que se presenta en la industria del petróleo de forma reiterada, debido, entre otras causas, a la presencia del agua de formación en el petróleo y sus derivados, la que está en contacto con los equipos destinados al procesamiento, almacenamiento y transportación de crudos. El estudio de este fenómeno parte de conocimientos básicos sobre el mismo, que van desde el análisis en cada sistema de la influencia de las características de los dos componentes principales del fluido: petróleo y agua de formación, el régimen hidrodinámico, hasta la composición química del metal. El objetivo final de estos estudios es proponer medidas eficaces y económicas para evitar o atenuar el indeseable fenómeno de la corrosión. En este trabajo se propone como método de protección anticorrosiva para el fondo interior de un tanque de almacenamiento de petróleo crudo, la aplicación, como método complementario, de un sistema de protección catódica con ánodos de sacrificio. A través del diseño de dicho sistema se determina el tipo y la cantidad de ánodos a utilizar y su forma de distribución en el fondo del tanque. Se realiza un análisis económico para evaluar la factibilidad de la propuesta que se presenta. Los resultados que se obtienen son aplicables a otros tanques de la industria del petróleo y sus derivados.

ABSTRACT Corrosion is the most frequent type of deterioration that affects metallic materials. It is a serious problem that occurs in petroleum industry repeatedly, due, among other causes, to the presence of water formation in oil and its derivatives, which is in contact with the equipment for processing, storage and transportation of crude oil. The study of this phenomenon is based on basic knowledge about it, going on from the analysis in each system, of the influence of the characteristics of the two main components of the fluid: oil and water formation, the hydrodynamic regime, to the chemical composition of the metal. The final objective of these studies is to propose effective and economic methods to avoid or mitigate the undesirable phenomenon of corrosion. In this work, as an anticorrosive protection method for the inner bottom of a crude oil storage tank, the application, as a complementary method, of a cathodic protection system with sacrificial anodes, is proposed. Through the design of the system, the type and quantity of anodes to be used and their distribution at the bottom of the tank, are determined. An economic analysis is carried out to evaluate the feasibility of the project presented. The results obtained are applicable to other tanks of the petroleum industry.

Synchronization and Integration in SCADA of a desalination process

RESUMEN En este trabajo se diseña e implementa un sistema SCADA con el software MOVICON 11.5, en el cual se integra, sincroniza y supervisa el funcionamiento de cinco líneas de desalinización de agua de mar mediante ósmosis inversa que trabajan en paralelo, con cuatro pozos costeros y dos bombas de relance final del agua permeada obtenida, como una única planta. Del estado del arte se obtuvieron algoritmos de sincronización que se adicionan al sistema SCADA mediante códigos script. El estudio de las características necesarias en los procesos logró evitar que se realizaran operaciones simultáneas que afectaban el desempeño de las líneas de ósmosis. Se garantizó la continuidad productiva en el proceso de desalinización mediante algoritmos añadidos al SCADA, que logran la sincronización entre los mencionados sub-procesos, en el sistema MOVICON 11.5. Se generan alarmas, se crean reportes, históricos y tendencias como base en la toma de decisiones sobre predicción de fallos, mantenimientos predictivos y de la solución de averías, permitiendo elevar la eficiencia en la gestión integrada del proceso. Se configura además la interfaz de la aplicación Androide disponible en el mencionado SCADA para la gestión remota.

ABSTRACT In this work, a SCADA system is designed and implemented with the MOVICON 11.5 software, in which the operation of five seawater desalination lines by reverse osmosis which work in parallel, with four coastal wells and two end-of line pumps of the permeated water obtained are integrated, synchronized and supervised as a single plant. Each desalination line has its own control system and can operate independently. From the state of the art synchronization algorithms were obtained that are added to the SCADA system through script codes. The study of the necessary characteristics in the processes managed avoid simultaneous operations that affected the performance of the osmosis lines. Productive continuity in the desalination process was guaranteed by means of algorithms added to the SCADA, which achieve synchronization between the mentioned sub-processes, in the MOVICON 11.5 system. Alarms are generated, reports, historical records and trends are created as a basis in the decision making on prediction of failures, predictive maintenance and troubleshooting, allowing to increase the efficiency in the integrated management of the process. It also configures the interface of the Android App available in the aforementioned SCADA for remote management.

Methodology for the production and evaluation of the salts base of Cary-Blair Transport Medium

RESUMEN Se expone un método diseñado para el desarrollo del medio de cultivo de transporte de Cary-Blair para su producción industrial y la evaluación de un producto intermedio. Se elaboró un procedimiento para identificar los factores que provocan la potencial incompatibilidad de las sales que lo componen. Se confeccionó el producto intermedio y se le evaluaron las características fisicoquímicas, organolépticas y de rendimiento microbiológico. Se demostró que la compatibilidad del fosfato de sodio y del cloruro de calcio está determinada por la concentración, la temperatura, el pH y el orden de la mezcla. El producto permitió la producción industrial del medio, cumpliendo con la norma ISO 9001:2015. La base de sales junto con el resto de los ingredientes en la formulación, logra la apariencia idónea para su comercialización y cumple con los requisitos para el mantenimiento, conservación y transporte de muestras clínicas.

ABSTRACT A method designed for the development of Cary-Blair's transport culture medium for industrial production and the evaluation of an intermediate product is presented. A procedure was developed to identify the factors that cause the potential incompatibility of the salts that compose it. The intermediate product was made and the physicochemical, organoleptic and microbiological performance characteristics were evaluated. It was shown that the compatibility of sodium phosphate and calcium chloride is determined by the concentration, temperature, pH and order of the mixture. The product allowed the industrial production of the medium, complying with the ISO 9001: 2015 standard. The base of salts together with the rest of the ingredients in the formulation, achieves the ideal appearance for its commercialization and fulfills the requirements for the maintenance, conservation and transport of clinical samples.

Methodology to manage the technological innovation with integration of the complex process analysis in the cuban ron industry

RESUMEN En los últimos años, las empresas han mostrado mayor consciencia e interés por la innovación tecnológica y su gestión, aumentando notablemente la competitividad, la eficiencia y productividad, la sustitución de importaciones e incrementando las exportaciones. Precisamente, el trabajo, tiene como objetivo proponer una metodología para gestionar la innovación tecnológica con integración del análisis complejo de procesos como una vía para llevar a cabo un estudio de los procesos involucrados en la industria ronera. Se aplica la metodología, partiendo de un diagnóstico integral en un caso de estudio, determinando los puntos débiles y se proponen alternativas tecnológicas que conllevan a la elaboración de una estrategia de desarrollo tecnológico. Como resultado final, se analiza el impacto de las propuestas y se propone la implementación de la metodología en otras industrias roneras de la corporación.

ABSTRACT In recent years, companies have shown greater awareness and interest in technological innovation and its management, notably increasing competitiveness, efficiency and productivity, import substitution and increasing exports. Precisely, the investigation aims to propose a methodology to manage technological innovation with integration of complex process analysis as a way to carry out a study of the processes involved in the ron industry. The methodology is applied, starting from an integral diagnosis in a case study, determining the weak points and proposing technological alternatives that lead to the elaboration of a technological development strategy. As a final result, the impact of the proposals is analyzed and the implementation of the methodology is proposed in other ruminative industries of the corporation.

Emission of air pollutants by sugar mills from Santiago de Cuba province

RESUMEN La introducción de bioeléctricas con bagazo como combustible pudiera solucionar uno de los problemas más importantes en la actualidad: la contaminación atmosférica. Este trabajo estima el SO2, los NOx y el material particulado emitidos por generadores de vapor de centrales azucareros de la provincia Santiago de Cuba mediante factores de emisión. Los resultados pueden servir de precedente para la futura evaluación de las bioeléctricas. Como resultado se obtuvieron valores de emisión inferiores a los de termoeléctricas y grupos electrógenos pero varios ordenes superior que los de los generadores de vapor convencionales que emplean hidrocarburos como combustible. La verificación de las emisiones con las Emisiones Máximas Admisibles de la NC/TS 803: 2010, para la categoría de Fuentes existentes comprobó que para el MP y los NOx de todas las chimeneas se superan los valores fijados. No obstante, para el SO2 ninguna de las emisiones sobrepasa el máximo legal.

ABSTRACT Introduction of bioelectric with bagasse as fuel could solve one of the most important problems at present: atmospheric pollution. This work estimates SO2, NOx and PM emitted by steam boilers from sugar mills in the province of Santiago de Cuba using emission factors as a precedent for the future evaluation of bioelectrics. As a result, lower emission levels were obtained than thermoelectric but several orders higher than those of conventional steam boilers that use hydrocarbons as fuel. Verification of the emissions with the Maximum Permissible Emissions of the NC/TS 803: 2010, for the category of Existing Sources verified that for the MP and the NOx, all the chimneys exceed the fixed values. Nevertheless, for the SO2 none of the emissions exceeds the legal maximum.

Diesel degradation in seawater using a bacterial consortium

RESUMEN La dependencia inevitable de los productos petroquímicos ha resultado en un problema ambiental serio en las últimas décadas, y ha afectado en gran medida los ecosistemas acuáticos. Los objetivos de este trabajo fueron caracterizar el agua de mar de la playa Mar Verde y realizar experimentos de degradación de diesel comercial en esta agua, empleando un consorcio bacteriano. Se determinó el oxígeno disuelto, contenidos de nitrato y fosfato, pH y salinidad, además de la población microbiana heterótrofa y degradadora de diesel. Se realizó la cinética de degradación del diesel comercial, empleando un consorcio integrado por 4 cepas bacterianas y dos medios de cultivo: agua de mar estéril y agua de mar sin esterilizar. Los resultados de la caracterización arrojaron que los parámetros estudiados fueron similares a los normados según NC 22:1999 y NC 25:1999. La población heterótrofa fue de 87 UFC mL-1 con diversidad de morfología, las cuales no interfirieron en los experimentos de degradación. El consorcio bacteriano fue capaz de degradar a los 30 días el 53 % y el 62 % del diesel en el medio estéril y sin esterilizar, respectivamente. Se demostró que este consorcio puede ser empleado en procesos de biorremediación de agua de mar contaminada con diesel.

ABSTRACT The inevitable dependence on petrochemicals products has resulted in a serious environmental problem in recent decades and has greatly affected aquatic ecosystems. The objectives of this research were to characterize the seawater of the Mar Verde beach and carry out commercial diesel degradation experiments in this water, using a bacterial consortium. Dissolved oxygen, nitrate and phosphate contents, pH and salinity were determined, as well as the heterotrophic and diesel degrading microbial population. The degradation kinetics of the commercial diesel was performed, using a consortium composed of 4 bacterial strains and two culture media: sterile seawater and unsterilized seawater. The characterization results showed that the parameters studied were similar to the norms according to NC 22: 1999 and NC 25: 1999. The heterotrophic population was 87 CFU mL-1 with diversity of morphology, which did not interfere in the degradation experiments. The bacterial consortium was able to degrade 53 % and 62 % of the diesel in the sterile and non-sterile medium at 30 days, respectively. It was demonstrated that this consortium could be used in diesel contaminated seawater bioremediation processes.

State of the art in the development of photocatalytic membrane reactors, for the treatment of persistent organic pollutants in water and wastewaters

RESUMEN Se identificó el estado actual en el desarrollo de reactores fotocatalíticos de membranas, para el tratamiento de contaminantes orgánicos persistentes en el agua y las aguas residuales, mediante una investigación documental. La revisión abarcó los siguientes aspectos: las características de las membranas empleadas en el proceso fotocatalítico, la influencia de los parámetros operacionales en el proceso fotocatalítico, las configuraciones y diseños de los reactores fotocatalíticos de membranas, y el tratamiento de contaminantes orgánicos persistentes con ayuda de estos reactores. Se compararon las propiedades de las membranas de mayor uso en la fotocatálisis; se mostró que el fouling de las membranas es un fenómeno crítico en el uso de estos materiales. Se analizaron las variables fundamentales que influyen en la operación de los reactores fotocatalíticos de membranas: diseño del reactor, longitud de onda e intensidad de la luz, carga del fotocatalizador, concentración inicial del reactante, temperatura y pH, entre otras. Se mostraron las ventajas y desventajas de los rectores fotocatalíticos con TiO2 inmovilizado en la membrana, por ser este diseño uno de los más empleados. Finalmente se mostraron ejemplos exitosos, tanto a escala de laboratorio como a escala piloto, del uso de los reactores fotocatalíticos de membranas para el tratamiento de contaminantes orgánicos persistentes, presentes en el agua y las aguas residuales.

ABSTRACT The state of the art in the development of photocatalytic membrane reactors, for the treatment of persistent organic pollutants in water and wastewater, was identified through a documentary investigation. The review covered the following aspects: characteristics of the membranes used in the photocatalytic process, influence of the operational parameters in the photocatalytic process, configurations and designs of the photocatalytic membrane reactors, and the treatment of persistent organic pollutants with the help of these reactors. A comparison of the main types of membranes, which are used in photocatalytic reactors, was made; it was shown that membrane fouling is a critical phenomenon in the use of these materials. The main variables that influence the operation of photocatalytic membrane reactors were analyzed: reactor design, wavelength and light intensity, photocatalyst load, initial concentration of the reactant, temperature and pH, among others. The advantages and disadvantages of the photocatalytic reactors with immobilized TiO2 in the membrane were shown, being this design one of the most used. Finally, successful examples were shown, both at laboratory scale and at pilot scale, of the use of photocatalytic membrane reactors for the treatment of persistent organic pollutants, present in water and wastewater.

Modelación de la formación de biomasa de Trichoderma harzianum Rifai (A-34) en fase sólida

RESUMEN Trichoderma sp. es un hongo filamentoso empleado en la protección ecológica de tomate, pimiento, pepino y otros cultivos. En su reproducción a gran escala se ha considerado su cultivo en fermentación en estado sólido con el uso de tratamiento magnético para incrementar la formación de biomasa. En este trabajo se reporta la cinética microbiana bajo condiciones de estimulación del crecimiento por la acción del campo magnético sobre Trichoderma harzianum Rifai (A-34) en la fermentación en estado sólido. El crecimiento microbiano se describe mediante el uso de un modelo primario. Dos de los modelos más aplicados y menos complejos se compararon utilizando la versión 9.4 (2017) de OriginPro (OriginLab Inc.). Para la validación estadística de los modelos, los valores residuales se estudiaron aplicando el Criterio de información de Akaike (AIC), R2 ajustado, χ2 (Chi-cuadrado), Mínimo cuadrado de residuos y Test de Fischer. La normalidad de los residuos se verificó mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Se obtuvieron los coeficientes que describen los modelos Gompertz y Logístico para el experimento de control y el desarrollado con el hongo tratado con campos magnéticos en fermentación en estado sólido aireada a 30° C. El modelo logístico ajustó los datos experimentales más adecuadamente, por lo que se selecciona para describir la formación de biomasa.

ABSTRACT Trichoderma sp. is used in the ecologic protection of tomato, pepper, cucumber and other crops. An alternative for increasing the efficiency of biological systems is the use of magnetic treatment of cell cultures. In this work, the microbial kinetics under growth stimulation conditions by the action of the magnetic field on Trichoderma harzianum Rifai (A-34) in solid-state fermentation is reported. Microbial growth is described by a primary model. Two of the most applied and least complex models were compared using the OriginPro (OriginLab Inc.) version 9.4 (2017). For the statistical validation of the models, the residual values were studied applying the Akaike Information Criterion (AIC), adjusted R2, χ2 (Chi-square), Minimum square of residues and Test of Fischer. The normality of the residues was checked using the Kolmogorov-Smirnov test. Coefficients describing Gompertz and Logistic models were obtained for the control experiment and the one with the fungus treated with magnetic fields in aerated solid fermentation at 30 °C. Logistic model adjusted the experimental data more adequately, so it is selected to describe biomass formation.

Parametric studies of the corn cob gasification in downdraft gasifiers

RESUMEN En este trabajo se presentan una revisión al estado del arte de los estudios paramétricos sobre la gasificación de la tusa: composición, valor calórico del gas, tipos de gasificadores y parámetros de operación como: Relación de equivalencia, producción específica de gas y rendimiento en frío del gasificador. Son incluidas las pruebas experimentales realizadas por los autores en el laboratorio de termodinámica de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Escuela Superior del Chimborazo, Ecuador, así como, un modelo estequiométrico para evaluar los parámetros de operación del gasificador. Los resultados de los estudios muestran que en los gasificadores de lecho fijo la composición del gas producto de la gasificación de la tusa con aire presenta los siguientes valores CO (9.42-27.00 vol.%), H2 (4.50-20.00 vol.%), CH4 (1.54-2.80% vol.), CO2 (7.40-17.99% vol.), N2 (50.00-65.85% vol.), O2 (0.00-1.61% vol.), Hidrocarburos leves (0.05-0,39% vol.), el poder calorífico del gas entre 4-6 MJ / Nm3 y el rendimiento en frío de los gasificadores entre 60-70%. En las pruebas realizadas en el gasificador objeto de estudio con una relación de equivalencia de 0.39 se obtiene un gas con un poder calorífico de 3.82 MJ/Nm3, que puede ser utilizado en motores de combustión interna.

ABSTRACT In this paper a review of the state of the art of the parametric studies on the corncob gasification is presented: composition and gas caloric value, types of gasifiers and operation parameters such as: Equivalence ratio, specific gas production and cold yield of the gasifier. Experimental tests carried out by the authors are included in the thermodynamics laboratory of Mechanical Engineering Faculty in the Chimborazo Higher School, Ecuador, as well as a stoichiometric model to evaluate the operating parameters of the gasifier. The results show that in fixed-bed gasifiers, the composition of the gas produced by the corncob air gasification presents the following values CO (9.42-27.00 vol. %), H2 (4.50-20.00 vol. %) and CH4 (1.54 -2.80% vol.), CO2 (7.40-17.99% vol.), N2 (50.00-65.85% vol.), O2 (0.00-1.61% vol.), light hydrocarbons (0.05-0), 39% vol.).The calorific value gas is between 4-6 MJ/Nm3 and the cold yield of the gasifiers between 60-70%. In the tests carried out on the gasifier under study with an equivalence ratio of 0.39, a gas with a calorific value of 3.82 MJ / Nm3 is obtained, which can be used in internal combustion engines.

Methodological Proposal for the Urban Solid Waste Management System in Villa Clara

RESUMEN En los últimos años, en la medida que se desarrolla y transforma el entorno con los innumerables avances científico-técnicos, han aumentado considerablemente los volúmenes de residuos sólidos urbanos (RSU). En la mayoría de los países en vías de desarrollo de América Latina y el Caribe, no existe conciencia ciudadana para el manejo de estos residuos ni soluciones prácticas, económicas viables; que no afecten la salud de la población y el medio ambiente. La provincia de Villa Clara presenta la misma realidad mundial y nacional, por lo que el objetivo de este trabajo estuvo encaminado a elaborar y desarrollar una metodología que permita minimizar la inadecuada Gestión de los Residuos Sólidos Urbanos existente, coordinando todos los procesos del sistema de gestión y racionalizando su desempeño. La guía propuesta incluye aspectos generales a considerar en todo el proceso de la gestión de los RSU así como sus etapas específicas. La misma fue validada al ser aplicada en la ciudad de Santa Clara, donde se logró caracterizar el sistema de generación actual de la ciudad, así como la implementación de la metodología que incluye la recogida, almacenamiento, transporte, tratamiento y disposición final, donde fue necesario el diseño de un nuevo recorrido para la transportación de los residuos.

ABSTRACT In recent years, as the society it develops and transformed with countless scientific- technical advances, the volumes of solid waste urban waste (MSW) have increased considerably. In most of the developing countries in Latin America and Caribbean, there is no public awareness for the management of this waste or practical, economic and viable solutions that do not affect the health of the population and the environment. The province of Villa Clara presents the same world and national reality, so the objective of this work is aimed at developing a methodology to minimize the inadequate management of Urban Solid Waste, coordinating all system processes and streamlining its performance. The guide includes general aspects to be considered throughout in the process and its specific stages. It is was validated and applied in the city of Santa Clara, where it is was possible to characterize the city's current generation system, as well as the implementation of the methodology that includes collection, storage, transport, treatment and final disposal, it was necessary to design a new route for the collection and transportation of solid waste.