Application of gas hydrate equilibria prediction in process engineering

Desde hace cerca de dos siglos, los hidratos de gas han ganado un rol importante en la ingeniería de procesos, debido a su impacto económico y ambiental en la industria -- Cada día, más compañías e ingenieros ganan interés en este tema, a medida que nuevos desafíos muestran a los hidratos de gas como un factor crucial, haciendo su estudio una solución para un futuro próximo -- Los gases de hidrato son estructuras similares al hielo, compuestos de moléculas huéspedes de agua conteniendo compuestos gaseosos -- Existen naturalmente en condiciones de presiones altas y bajas temperaturas, condiciones típicas de algunos procesos químicos y petroquímicos [1] -- Basado en el trabajo doctoral de Windmeier [2] y el trabajo doctoral the Rock [3], la descripción termodinámica de las fases de los hidratos de gas es implementada siguiendo el estado del arte de la ciencia y la tecnología -- Con ayuda del Dortmund Data Bank (DDB) y el paquete de software correspondiente (DDBSP) [26], el desempeño del método fue mejorado y comparado con una gran cantidad de datos publicados alrededor del mundo -- También, la aplicabilidad de la predicción de los hidratos de gas fue estudiada enfocada en la ingeniería de procesos, con un caso de estudio relacionado con la extracción, producción y transporte del gas natural -- Fue determinado que la predicción de los hidratos de gas es crucial en el diseño del proceso del gas natural -- Donde, en las etapas de tratamiento del gas y procesamiento de líquido no se presenta ninguna formación, en la etapa de deshidratación una temperatura mínima de 290.15 K es crítica y para la extracción y transporte el uso de inhibidores es esencial -- Una composición másica de 40% de etilenglicol fue encontrada apropiada para prevenir la formación de hidrato de gas en la extracción y una composición másica de 20% de metanol en el transporte

Diseño conceptual para la elaboración y desalcoholización de cerveza artesanal

Este trabajo de grado consistió en la elaboración y desalcoholización de 3 recetas de cerveza artesanal basadas en recetas previamente diseñadas -- Las cervezas fueron desalcoholizadas mediante un proceso de sublimación bajo vacío y luego reconstituidas con agua carbonatada -- Usando espectrometría infrarroja y cromatografía de gases se determinó que más del 98% del alcohol presente en cada una de las muestras originales fue removido exitosamente -- El grado de aceptación de cada una de las 6 variedades de cerveza se determinó mediante un panel de consumidores -- Los resultados del panel mostraron un mayor grado de aceptación para las cervezas alcohólicas que para las cervezas no alcohólicas y permitieron determinar que existían diferencias significativas entre el sabor de las cervezas no alcohólicas y las cervezas originales -- Por último se elaboró un diseño conceptual de la planta para la elaboración de cerveza con y sin alcohol a partir del cual se realizó un análisis económico en el que se observa que el proyecto no es económicamente viable bajo las condiciones estudiadas, presentando una TIR del 7% y un VPN ($1,054’498,368) menor a la inversión inicial ($1,151’965,681)

Evaluación del efecto de la inoculación de Bacillus spp. con potencial fijador de nitrógeno en cultivos de Chlorella sorokiniana

El uso de microalgas y PGPBs como principio activo de problemas ambientales ha generado interés científico en los últimos años -- Entre las soluciones propuestas se encuentra el uso de los cocultivos de estos 2 tipos de microrganismos para la formulación de bioinsumos y la biorremedación -- El objetivo de este estudio se centró en evaluar el efecto de la inoculación de Bacillus spp. con potencial fijador de nitrógeno ambiental en cultivos de Chlorella sorokiniana a nivel de matraz -- Se encontró que 10 cepas PGPB, del banco de cepas del grupo CIBIOP de la Universidad EAFIT, probablemente fijaron nitrógeno debido a que crecen en medio NFb -- De las cuales, Bacillus subtilis EA-CB0575 promueve el crecimiento de la microalga Chlorella sorokiniana UTEX 1230, aumentando en un 94% la densidad celular y en 4.5 veces el tamaño de la microalga comparada su crecimiento individual -- Finalmente se usó el método ARA para evaluar fijación de nitrógeno, y se encontró que la bacteria fue capaz de reducir el acetileno en etileno cuando se siembra en medio NFb y BBM libre de nitrógeno, además cuando se cocultivo con la microalga, lo que indicaría que posiblemente la fijación de nitrógeno sea el método de promoción de crecimiento microalgar

Análisis de compensación de emisiones de CO2 por medio de un proyecto de reciclaje de Pet en ENKA de Colombia

Esta investigación evalúa el impacto ambiental del proceso de producción de fibra corta en Enka de Colombia teniendo en cuenta tres escenarios diferentes, utilizando la metodología establecida en el Greenhouse Gas Protocol Standard -- Generando una comparación entre dichos escenarios con el fin de evaluar si hay una compensación entre las emisiones que se generan por el uso de una carboeléctrica y las emisiones que se pueden ahorrar mediante el reciclaje de botellas PET -- A partir de lo anterior se realiza un inventario de análisis de ciclo de vida donde se evalúan las emisiones asociadas a la producción de materias primas, transporte, consumo de energía y residuos para cada escenario -- Con el desarrollo de este proyecto se logra concluir que sí hay una reducción de emisiones por el reciclaje de botellas PET, reduciendo las emisiones de CO2 en aproximadamente un 15.4%

Evaluación de la producción de pintura a partir de los residuos de Poliestireno expandido utilizando un solvente amigable con el ambiente

Con la evaluación de la producción de pintura a partir de los residuos de poliestireno expandido (EPS) utilizando un solvente amigable con el ambiente, se pretende dar uso post industrial a los desechos de poliestireno expandido que cada vez se acumulan más en los rellenos sanitarios, lo que genera un descontento debido a su volumen -- Además de darle un trato más amigable a la fabricación de pintura buscando un solvente que no resulte tan tóxico para el trato humano y para el ambiente -- El desarrollo del proyecto se lleva a cabo planteando una metodología de investigación que sugiere inicialmente pruebas de caracterización al residuo de poliestireno expandido, que permiten saber características propias del material -- Luego de esto, se realiza un diseño de experimentos multifactorial con dos factores y tres niveles, donde se analiza el efecto de la temperatura en la fase de mezclado y la relación que tiene la concentración de poliestireno expandido como vehículo en la elaboración de pintura -- En el diseño se evalúan cuatro variables de respuesta: adhesión, viscosidad, tiempo de secado y poder de cubrimiento, comparando luego estas mismas propiedades con las realizadas en una pintura comercial -- El estudio muestra un alto grado de influencia de la concentración de poliestireno expandido sobre las propiedades de la pintura obtenida, mejorando cada una de ellas a medida que se aumenta la cantidad de poliestireno expandido -- Se observó también que la temperatura influyó en el tiempo de secado, es decir a mayor temperatura en la fase de mezclado mayor fue el tiempo que se demoró la pintura en secar -- Por último, al comparar el producto obtenido con uno comercial, se encuentra que el producto obtenido tiene menor tiempo de secado, una adhesión similar, posee mayor poder de cobertura y una viscosidad más alta, además de ser una pintura no toxica y amigable con el ambiente

Desarrollo de piezas de gran formato en la Ladrillera San Cristóbal y medición de sus impactos ambientales mediante la metodología de Análisis de Ciclo de Vida

En el presente trabajo se pretende evidenciar el proceso de desarrollo de una pieza de arcilla cocida de gran formato en las instalaciones de la planta de Itagüí de la Ladrillera San Cristóbal S.A. y posteriormente analizar, a través de la metodología del Análisis de ciclo de vida, los resultados de la medición de los impactos ambientales al construir un metro cuadrado de muro no estructural empleando dicha pieza -- Y compararlos, finalmente, con los efectos provocados por un ladrillo convencional de medidas nominales (10 cm x 20 cm x 40 cm), el cual se usa con mayor frecuencia en la mampostería no estructural en Antioquia -- El proceso de fabricación de una pieza de cerámica roja comprende las siguientes etapas: extracción minera, preparación de materias primas, moldeo, secado y cocción -- Para el desarrollo de la pieza cerámica se tomaron materias primas de varios de los títulos mineros de la empresa, haciendo siempre énfasis en aquellos que estuvieran más próximos al centro de producción -- Con ellas, se formuló una pasta cerámica que presentó el mejor comportamiento en cada una de las etapas críticas del proceso y condujo a lograr las mejores propiedades cerámicas y mecánicas de la pieza desarrollada -- Inicialmente, la pasta cerámica se acondicionó en los molinos del laboratorio, consecutivamente fue llevada a producción industrial una cantidad de 30 toneladas que procedió con la realización de los lotes en diferentes oportunidades -- La conformación de la pieza se efectuó con un molde “boquilla” que fue planteado con el equipo de diseño de la empresa y el personal de mantenimiento que la fabricó -- Posteriormente, se proyectaron ensayos de secado a diferentes piezas, para lograr simular los valores obtenidos de la pasta cerámica desarrollada a escala de laboratorio -- De esta manera, se pudo secar la pieza en un periodo inferior a las 24 horas, el tiempo aproximado que requiere la línea de producción sin ser afectada en el proceso continuo que funciona los siete días de la semana -- En caso de tener que someter la pieza a secados más extensos, el proyecto se vería perjudicado en su viabilidad -- En el horno se emplearon dos curvas de cocción de las piezas secas, debido a que inicialmente la pasta cerámica desarrollada en el laboratorio fue sometida a temperaturas entre 900 y 1000 grados centígrados -- En este rango se lograron valores de absorción de agua inferiores al 16% y una buena estabilidad del material a la quema, lo cual condujo a una aceptación de los obtenidos en cuanto a resistencia a la compresión de las piezas se refiere -- El Análisis de ciclo de vida realizado para comparar los impactos ambientales de un ladrillo tradicional versus una pieza de gran formato utilizando las metodologías de análisis de los inventarios de ciclo de vida Ecoindicador99, CML2001 Y ReciPe reforzó la hipótesis de que la principal reducción de los impactos de un tipo de ladrillo a otro se encuentra asociada a la etapa de manufactura y uso del producto -- En esa medida, se evidenció que los consumos de materiales y energía de una pieza de gran formato son menores que los de un ladrillo tradicional a lo largo de todo el ciclo de vida