Ingeniería Química
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Item Evaluación del efecto de la temperatura, la concentración y el tipo de celulasas en la hidrólisis enzimática del bagazo de la caña(2011) Cartín Caballero, Carlos Manuel; Molina Córdoba, Manuel EnriqueEl objetivo de este proyecto es evaluar el efecto de la temperatura, la concentración y el tipo de celulasas en la hidrólisis enzimática del bagazo de la caña con pretratamiento alcalino, como paso previo a la fermentación de azúcares fermentables para obtener etanol. Se caracterizó químicamente la fibra del bagazo de la caña de azúcar, mediante análisis de extractos acuosos y orgánicos, humedad, cenizas, contenidos de u-celulosa, hemicelulosa y lignina. Los valores más representativos correspondieron a la u-celulosa (50,61 %), a la lignina (22,96%) y a la holocelulosa (71,14%). Se obtiene como variables de respuesta los rendimientos de azúcares reductores, glucosa y pentosas, con base en la masa de bagazo seco sin pretratar utilizado, utilizando como variables de estudio la concentración de enzima (20, 25 y 30 FPU/g de bagazo pretratado), el tipo de enzima (celulasa de Trichoderma reesei marca Accellerase™ y Celluclast™), la temperatura de hidrólisis (50 y 55 ºC) y la concentración de celobiasa adicional (relaciones volumétricas de O, 1/10, 1/5, 1/4 y 1/3 celobiasa/celulasa Las mejores condiciones dentro de los ámbitos estudiados, son: temperatura de 50 ºC, enzima Accellerase™ con concentración de 25 FPU/g de bagazo seco pretratado, sin adición de celobiasa. Se recomienda para trabajos posteriores utilizar y comparar otros sustratos lignocelulósicos que no tengan valor comercial, como el rastrojo de la piña e investigar y utilizar enzimas y microorganismos que pueden metabolizar las pentosas a etanol para aprovechar los rendimientos de pentosas similares a los de glucosa.Item Prefactibilidad para el uso de una mezcla etanol-agua como fluido de trabajo en un ciclo termodinámico(2011) Vargas Sánchez, Arnoldo; Vásquez Calvo, AlexanderLa investigación de nuevas y más eficientes formas de generar energía, es una actividad de suma importancia para cualquier país del mundo en la actualidad. La energía geotérmica, es considera por los expertos, como una fuente renovable de energía, esto quiere decir, que su impacto en el medio ambiente es; en comparación con otras tecnologías, mucho menor. Según los expertos, la energía geotérmica, es abundante en Costa Rica, especialmente, las denominadas fuentes de baja entalpía. Las fuentes de baja entalpía, son fuentes de calor con temperaturas menores a los 150ºC. Las plantas de vapor, son dispositivos tecnológicos que se utilizan para transformar energía en forma de calor en energía en forma de movimiento, que pueda mover los álabes de una turbina para generar electricidad. Estos dispositivos, son los utilizados para aprovechar la energía que contienen las salmueras geotérmicas. El fluido de trabajo, fluido que realiza las etapas del ciclo de vapor, es el objeto de estudio de este proyecto. El objetivo principal de esta investigación, es estudiar la factibilidad técnica de utilizar la mezcla etanol-agua como fluido de trabajo en un ciclo termodinámico, que utiliza como fuente de calor una salmuera geotérmica a 165ºC. Para lograr este objetivo, se requiere utilizar un modelo termodinámico, que facilite la obtención de dos propiedades termodinámicas que permitan el cálculo de las características de los ciclos de vapor, estas propiedades son: la entalpía y la entropía. El desarrollo de este modelo consta de dos etapas. En la primera, se utilizan algoritmos que establecen la relación líquido-vapor de la mezcla, para el ámbito de presión y temperaturas establecidas. La segunda etapa, consiste en establecer un algoritmo que estime la entalpía y la entropía para una temperatura, presión y composición dadas. Una vez se obtiene el modelo termodinámico, se calcularon las características de dos ciclos...Item Determinación de las propiedades filtrantes de lechos construidos a partir de bagacillo de cabuya utilizando aguas residuales(2010) Duarte Barrantes, Meybol; Vásquez Calvo, AlexanderEl objetivo principal de este proyecto es detenninar las propiedades filtrantes de un lecho construido a partir de bagacillo de cabuya utilizando aguas residuales. Como primer paso, se secó y se tamizó el bagacillo, seleccionando las partículas retenidas en las mallas #8, #20 y #50. Se caracterizó el bagacillo realizando pruebas tales como: el porcentaje de porosidad, densidad aparente, drenabilidad y peso específico. De los tres tamices seleccionados el de malla #50 fue el que presentó el mayor porcentaje de porosidad con un valor del 77,56%, de densidad aparente con un valor de 171 kg/m 3 y un peso específico con un valor de 1250 kg/m3, mientras que el tamiz de malla #8 fue el que presentó la mayor drenabilidad con un valor de 4,32·10-04 m3. Se realizaron pruebas de filtración al vacío con aguas residuales suministradas por una compañía de pinturas, así como el floculante y el coagulante utilizado. Se realizaron las pruebas con el bagacillo de cabuya con el tamaño de partícula de los tres tamices seleccionados y se comprobó que bajo las condiciones experimentales estudiadas, los tres tamaños de partículas presentaron una resistencia específica del lecho despreciables, así como también una resistencia del medio filtrante despreciable, como tampoco las pruebas realizadas con floculante y coagulante que se realizaron con el lecho del tamaño de partícula malla #50. Para este proyecto las variables de perturbación fueron: el tipo de malla de tamiz seleccionada, las concentraciones de las disoluciones con floculante y coagulante y el volumen de las disoluciones. Las variables de respuesta fueron: el porcentaje de rendimiento de las pruebas de turbidez, sólidos totales y DQO antes y después de la filtración y el tiempo de filtración a través del lecho. Las variables de estudio fueron: La resistencia específica de la torta (a), la resistencia del medio filtrante (Rm), la densidad aparente, la porosidad, la drenabilidad...Item Prefactibilidad económica de la recuperación de calor de una corriente gaseosa para generar electricidad en una empresa cementera(2010) Navarro Corrales, Marcial; Torres Quirós, Cindy MaríaEl objetivo general de este proyecto fue realizar un estudio de prefactibilidad económica sobre la recuperación de calor para generar electricidad a partir de la energía presente en una corriente gaseosa proveniente de un electrofiltro en una empresa cementera. Se encontró que se puede emplear el ciclo de Rankine orgánico o el ciclo Kalina, debido a que la fuente de calor es de baja temperatura (200ºC). Se seleccionó el ciclo Kalina para realizar el estudio debido a que genera más electricidad, opera mejor a condiciones parciales, es una tecnología más nueva (lo que contribuye a la adicionalidad del proyecto) y requiere menos agua de enfriamiento que el ciclo de Rankine orgánico. Mediante el ciclo Kalina, es posible generar 480 kW netos de electricidad. El análisis económico mostró que la inversión total de capital para este proyecto es de us $1 859 752. Los indicadores económicos muestran un valor actual neto de US $623 782 al descontar el flujo de caja a un 10% de interés anual, y una tasa interna de retomo para el proyecto de 16.73%, por lo que se considera que el proyecto es factible. El análisis de sensibilidad indica que si el valor de los créditos de carbono cae por debajo de US $25, el proyecto no es rentable, lo que demuestra la adicionalidad del proyecto. Además, el análisis indica que el proyecto no es rentable si se generan menos de 418 kW netos de electricidad. Las variables costo total del producto, monto del préstamo bancario, costo de los equipos, y horas de operación anual del horno cuentan con suficiente holgura. Se recomienda cotizar los equipos directamente con los fabricantes para mejorar la exactitud del estudio, y asegurar los ingresos de los créditos de carbono antes de proceder con el proyecto.Item Dimensionamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales para una planta procesadora de pollos(2019) Borbón Solera, Andrea Mariana; Mora Gómez, Bernardo HernánItem Evaluación de los requisitos técnicos de la norma INTE/ISO/IEC 17025:2017 de un ensayo de DQO para aguas residuales, en un laboratorio de control de calidad de aguas(2019) Vargas Vega, Adriana; Solano Sánchez, Paula RaquelItem Evaluación de oportunidades de mejora para la situación actual del comedor estudiantil de la Universidad de Costa Rica(2019) Gómez Guillén, Adrián Faustino; Gamboa Gamboa, Esteban FranciscoItem Evaluación del efecto de las condiciones del proceso de síntesis y de operación de un catalizador para la obtención de lactida a partir de ácido láctico en fase gaseosa mediante catálisis heterogénea(2019) Hidalgo Durán, Carolina; Miranda Morales, Bárbara CristinaItem Hidrólisis enzimática de un material lignocelulósico para obtener azúcares fermentables(2009) Fernández Quesada, Sharon; Molina Córdoba, Manuel EnriqueEl objetivo de esta investigación fue evaluar el rendimiento de la hidrólisis de bagazo de caña como material lignocelulósico, utilizando tres diferentes pretratamientos· ácido con HCI, alcalino con NaOH y vapor de agua, para obtener sustancias fermentables a nivel de laboratorio mediante el uso de celulasas. El proyecto se dividió en do etapas: el fin de la primera fue, encontrar dentro de los niveles en estudio el pretratamiento, tamaño de partícula y tiempo de exposición al pretratamiento que resultó en una mayor cantidad de azucares reductores. Esta consistió en la realización de dos diseños factoriales 2 3, utilizando los pretratamientos ácidos, alcalino y con vapor, tamaños de partícula de 5 y 20 mm y tiempos de exposición al pretratamiento de 90 y 120 minutos. De aquí se obtuvo que las mejores condiciones fueron todas en su nivel superior: pretratamiento alcalino, tamaño de partícula de 2 cm y un tiempo de exposición de 120 minutos. En la segunda etapa, e estudió la hidrólisis enzimática del bagazo de caña pretratado en medio alcalino y se obtuvo que las condiciones de hidrólisis que resultan en mayor concentración de glucosa y de azucares reductores fueron: concentración de enzimas 40 μL/g de sustrato (aproximadamente un 6% m/m) tamaño de partícula de 25 mm y temperatura de hidrólisis de 50ºC. Se obtuvieron rendimientos promedio que van desde 6,9% hasta 22,4% para la concentración de glucosa y de 9,6% a 31,5% para la concentración de azúcares reductores, estos rendimientos fueron muy variables debido a que las condiciones de hidrólisis y el tipo de pretratamiento aplicado al bagazo influyen significativamente en los rendimientos calculados...