1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Evaluación del potencial antifúngico y antimicotoxigénico de extractos obtenidos a partir de subproductos del procesamiento industrial de café(2024) Güell González, Mariana; Jiménez Gutiérrez, Yamileth MilenaItem Diseño, dimensionamiento y costeo de un sistema de limpieza para la eliminación de alquitranes de gas de síntesis proveniente de la gasificación a partir de la pulpa de café(2022) Vargas Cárdenas, María Gabriela; Torres Quirós, Cindy MaríaItem Evaluación del efecto antifúngico y antimicotoxigénico de extractos de residuos de la industria de café sobre granos de interés nacional(2023) Molina Valverde, Rebeca; Jiménez Gutiérrez, Yamileth MilenaItem Producción de un biocrudo mediante licuefacción hidrotérmica usando residuos de broza de café como biomasa, pretratada mediante ozonólisis(2022) Santamaría Chinchilla, Leonardo Antonio; Durán Herrera, EstebanItem Estudio exploratorio de la actividad de tres enzimas endógenas y su efecto sobre las antocianinas presentes en la broza del café(2015) Bolaños Burbano de Lara, Mónica; Cubero Castillo, Elba MaríaSe realizó un estudio para valorar el efecto potencial que tenían tres enzimas de la broza del café: peroxidasa (POD), polifenoloxidasa (PPO) y antocianasa, sobre la degradación de las antocianinas. Se prepararon extractos crudos de las enzimas y se evaluó el efecto de las variables pH y temperatura sobre su actividad por medio de análisis espectrofotométricos. Para determinar a qué pH y temperatura las enzimas alcanzaban la máxima actividad se utilizó la metodología de superficie respuesta (MSR) utilizando un diseño central compuesto rotable. Los sustratos utilizados fueron guayacol, ácido clorogénico y ciandin-3-rutinósido para la POD, PPO y antocianasa, respectivamente. En el caso de la peroxidasa y polifenoloxidasa los modelos generados fueron significativos (pPOD <0,0001 y pPPO=0,0003) y tuvieron una alta adecuación (R²POD=0,98, R² -adjPOD=0,87 y R²PPO=0,93, R²-adjPPO=0,87). El modelo de la POD presentó una probabilidad de falta de ajuste no significativa mientras que la de la PPO fue significativa; sin embargo, con la gráfica de residuos versus los valores predichos se determinó que los residuos estaban dispersos aleatoriamente indicando la adecuación del modelo, al igual que el coeficiente de determinación. Ambas enzimas presentaron la máxima actividad a valores similares de temperatura en el ámbito entre 23 ºC y 37 ºC y pH de 5,00 a 6,50; la polifenoloxidasa presentó también alta actividad a temperaturas superiores, entre 50 ºC y 70 ºC. No fue posible obtener la información requerida para realizar MSR de la actividad de la antocianasa en función del pH y la temperatura, puesto que se identificó que la cianidina-3-rutinósido y la cianidina absorbían a una longitud de onda similar, impidiendo diferenciar entre ellos mediante espectrofotometría. Se evaluó la acción de la peroxidasa y polifenoloxidasa sobre la cianidina-3-rutinósido y la cianidina por medio de cromatografía líquida de alta resolución...Item Condiciones de extracción de un pigmento rojo a partir de la broza de café(2014) Quirós Soto, Melissa; Cubero Castillo, Elba MaríaActualmente hay una tendencia a darle valor agregado y un uso más eficiente a los residuos agroindustriales como la pulpa o broza de café, la cual tiene un alto contenido de antocianinas. Además, los consumidores buscan productos saludables y funcionales, lo cual aumenta el interés en fuentes de colorantes naturales. El objetivo del estudio fue determinar el efecto del escaldado y del tipo de ácido sobre las antocianinas y el color del extracto de broza de café secado por aspersión o concentración. Broza de café escaldada y no escaldada fue sumergida durante 18 horas en seis diferentes disoluciones de dos ácido orgánicos (cítrico y ascórbico) o mezcla de ellos a dos concentraciones distintas : 1% m/v y 2% m/v. Fueron evaluados 12 tratamientos. La disolución utilizada para la extracción se dividió en dos partes, una de ellas se secó por aspersión y la otra se concentró al vacío hasta alcanzar 55 ºBrix. A cada producto se le midió el color y el contenido de antocianinas. Los pigmentos secos extraídos con ambos ácidos a 1 % presentaron una tonalidad mayor que los concentrados. Los productos extraídos con ácido cítrico al 2% presentaron la tonalidad menor (más cercana al rojo), tanto para los concentrados como para los secados por aspersión. En general, los productos concentrados tuvieron un color más oscuro y el más oscuro de todos fue el producto no escaldado, extraído con ácido cítrico al 2%. Los productos secos tuvieron un mayor contenido de antocianinas que los concentrados, y los productos escaldados, mayor a los productos no escaldados. La disolución de ácido cítrico y la mezcla de ambos ácidos mantuvieron más antocianinas que la disolución de ácido ascórbico. Las disoluciones al 2% dieron mejores resultados que las disoluciones al 1 %. Los productos obtenidos a partir de la disolución al 2% de ácido cítrico, tanto concentrados como secados por aspersión, escaldados y no escaldados, se mantuvieron...Item Caracterización del proceso de compostaje y aprovechamiento del calor generado en un reactor bajo aireación forzada(2016) Fallas Conejo, Diego Alberto; Solís Ramírez, Kattia de los ÁngelesLa pulpa o broza de café es uno de los principales residuos agroindustriales en Costa Rica y en los distintos países productores. Este residuo generalmente se utiliza para la creación de abono orgánico mediante un proceso de compostaje o se seca para utilizarlo como materia para alimentar hornos en industrias. En Costa Rica el sistema más utilizado para realizar el proceso de compostaje es mediante pilas horizontales que son volteadas cada cierto tiempo manualmente o utilizando algún equipo mecánico. El compostaje es un proceso aeróbico por lo que los microorganismos que descomponen la materia requieren de oxígeno. Estos microorganismos al respirar liberan calor que generalmente se disipa en el aire y se pierde pudiéndose utilizar para algún proceso. Esta investigación se centra en la caracterización del proceso de compostaje de la broza de café y la determinación de la razón de transferencia de calor entre la materia orgánica y el aire que la atraviesa en un sistema tipo reactor con aireación forzada. Entre los principales factores que afectan el proceso de compostaje se encuentran la temperatura, la concentración de oxígeno, la relación C/N, el tamaño de partícula y el contenido de humedad. Se construyó un sistema de compostaje tipo reactor para evaluar estos factores y mantenerlos en los rangos recomendados para el proceso de compostaje. Se evaluaron tres tasas de aireación recomendadas por la literatura (0,18, 0,44, 0,70 1 min-1 kgmateria seca-1 ) obteniendo una concentración de oxígeno pobre (< 10 %) en la materia orgánica. Se evaluó una tasa de aireación mayor de 2,2 1 min-1 kgmateria seca-1 que mantuvo a lo largo del experimento una concentración de oxígeno mayor al 1 O % y llevó la materia orgánica hasta una fase termófila (> 40 ºC). La razón de transferencia de calor para la tasa de aireación de 2,2 1 min-1 kgmateria seca-1 se mantuvo en un rango entre 6 y 30 kJ/h con algunos picos obtenidos cuando...Item Propuesta de minería de datos y análisis probabilístico para la estimación de variables de proceso utilizando series de tiempo en estado estacionario y algoritmos genéticos en un gasi cador de tiro descendente(2018) Urvina Savelli, Luis Andres; Torres Quirós, CindyLa pulpa de café es un residuo agroindustrial, que en la actualidad impacta negativamente a Costa Rica en lo económico, social y ambiental. El presente informe es parte de una serie, dentro del marco de otros proyectos sobre el aprovechamiento de la pulpa de café. En particular, de la gasificación de pulpa de café prensada y densificada, para la generación de energía eléctrica a escala piloto. A pesar de que la literatura sobre gasificación y gasificadores es abundante, es casi inexistente cuando se considera la gasificación de pulpa de café. Además, las metodologías de análisis corrientes tienden a ignorar aspectos como la robustez estadística, y las que sí los consideran, suelen basarse en suposiciones clásicas que no siempre se cumplen. El problema central que se abordó en este proyecto, fue la estimación probabilística de variables de proceso en la unidad gasificadora estudiada. Para esto el enfoque metodológico se basó en la adquisición de series de tiempo, las cuales se analizaron por medio de técnicas de minería de datos. Esto para generar indicadores de tendencia central, de dispersión y distribuciones de probabilidad empíricas. Finalmente se determinó que la metodología de cálculo propuesta es capaz de estimar la distribu- ción de probabilidad del flujo de syngas producido y de las demás variables de interés, sin embargo se recomienda la verificación del método por medio de la medición directa de otras variables antes de generalizarlo a otras plantas de proceso.Item Mejoramiento de la producción de inóculo para biotratamiento de pulpa de café, con fines de aprovechamiento energético(2018) Mora Rojas, Pablo Alberto; Torres Quirós, CindyEsta investigación se centró en mejorar aspectos esenciales en la implementación industrial de un proceso biotecnológico orientado hacia el acondicionamiento de la pulpa de café, con el fin de aumentar su aprovechamiento como materia prima en posteriores procesos termoquímicos. Concretamente, se buscó hallar condiciones de diseño favorables, en términos operativos y económicos, del proceso de producción de inóculo de hongos de putrefacción blanca, y evaluar el uso de éstos en un biotratamiento a escala de invernadero. La primera fase experimental consistió en la producción de un inóculo primario. Se analizó el efecto de la composición del sustrato semilla (arroz, aserrín, pulpa, papel, y sus mezclas) sobre su colonización por parte de Pleurotus ostreatus y Trametes versicolor, durante tres semanas. Se aplicó un análisis de varianza de un factor (ANOVA) como diseño de experimentos. En la segunda fase, buscó obtener un inóculo secundario a partir del primario. Se aplicó un diseño factorial 23 para evaluar el efecto del tipo de sustrato, cantidad aplicada de inóculo y tratamiento térmico (esterilización mediante autoclave o pasteurización) de la pulpa de café como sustrato, en la colonización por parte de los hongos mencionados. Para la tercera fase, se seleccionó un inóculo secundario, se aplicó a lotes de pulpa no estéril, y se comparó el efecto del biotratamiento con este hongo, ya fuera con o sin volteo del sustrato, con el efecto del biotratamiento con microorganismos de montaña (MM), y con pulpa sin biotratamiento, en las variables de respuesta seleccionadas, a saber: poblaciones totales de categorías específicas de microorganismos, humedad y pH del sustrato, contenido de lignina, y análisis termogravimétrico y simulación a escala de un proceso de gasificación. Todas las etapas fueron ejecutadas durante tres semanas. Como principal resultado de la primera etapa, se obtuvo la mayor colonización...Item Evaluación del desempeño de un gasificador comercial de lecho descendente utilizando broza de café como combustible(2017) Benavides Rodríguez, Juliana; Torres Quirós, CindyEl presente proyecto consiste en la evaluación del desempeño de un gasificador comercial de tiro descendente, el cual se trabaja utilizando broza de café como combustible. Los distintos requerimientos necesarios para la correcta operación del sistema de gasificación, así como la preparación requerida por la biomasa, se desarrollaron a través de investigación bibliográfica, cursos en línea y experiencia adquirida al participar en corridas preliminares con el equipo de gasificación, en las que se utilizó chips de madera y distintas configuraciones de broza y cascarilla de café como combustible. Como parte del esfuerzo realizado para lograr un mayor entendimiento y difusión sobre el funcionamiento de la tecnología de gasificación en el país, se elaboró además un manual en español sobre el uso y operación del sistema piloto utilizado, el cual se puede observar en el Anexo 1 de este documento. En este se explica el funcionamiento del equipo, protocolos de arranque, apagado y operación, aspectos de seguridad ocupacional y limpieza del módulo. Por otra parte, se explican los cambios realizados al sistema original, basándose en los resultados observados durante las corridas preliminares y según los requerimientos que muestra la biomasa utilizada, todo esto dentro del marco del proyecto 325-B5-513, propio de la escuela de Ingeniería Química, en el cual se trabajó. Sobre la misma línea, se describe el proceso de preparación y densificación de la biomasa a pellets 100 % broza de café y se determina un porcentaje de humedad para su uso en la corrida de evaluación, de 16 % en base seca. La corrida de evaluación se realiza finalmente en las instalaciones del ICAFE, en Barva de Heredia. En esta se utilizan 45 kg de pellets 100 % broza y tiene una duración de 2.14 h. A partir de esta se obtienen los perfiles operacionales mostrados en el Capítulo 5, de los cuales se concluye una potencia real entregada por el equipo de 6 kW...