Maestría en Ingeniería Mecánica

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Browsing Maestría en Ingeniería Mecánica by browse.metadata.advisor "Gelvez Arocha, Omar Armando"

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    Assessment of thermal decomposition of rice husk and its blend with rice straw
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Serrano Bayona, Raúl Andrés; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Maradei García, María Paola; Gelvez Arocha, Omar Armando
    Actualmente, en países en desarrollo, el residuo agrícola de la industria arrocera, específicamente la cascarilla de arroz la cual es recogida en los molinos es quemada para obtener calor en calderas para vapor y en secadores de aire, y la paja de arroz que es obtenida en la etapa de cosecha, es dejada en el campo como un fertilizante complementario. Este trabajo tiene como objetivo el estudiar la mejora de las características térmicas y evaluar el rendimiento en masa de productos y sus composiciones obtenidas de la combustión, pirólisis y gasificación de los residuos de la industria arrocera en el departamento de Casanare, mediante la adición de paja de arroz a la cascarilla de arroz. Así, este trabajo comparó el comportamiento de la descomposición térmica de estos dos materiales de biomasa mediante análisis termogravimétrico en atmósfera inerte y oxidativa. El mecanismo de reacción que describe el proceso de descomposición térmica fue determinado también, seleccionado de los modelos de reacción global, reacciones paralelas independientes y reacciones consecutivas. Un analizador de gases fue usado en el montaje experimental del proceso de combustión para la medición de emisiones. Las pruebas de pirólisis fueron realizadas mediante un montaje con un reactor usando N2 como gas de arrastre y variando la temperatura del proceso, con el fin de medir los rendimientos de masa de bioaceite y biochar. Para la realización del proceso de gasificación, un montaje similar fue usado, donde aire comprimido fue suministrado de acuerdo con la relación de equivalencia (ER). Después, la composición del gas de síntesis obtenido fue medida en un cromatógrafo de gases. Los análisis próximos, últimos y estructurales fueron llevados a cabo bajo estándares de la ASTM, al igual que el análisis de calorimetría en base húmeda para determinación del poder calorífico. El porcentaje de desviación promedio (AD %) menor al 5% fue considerado como un criterio estadístico para evaluar la exactitud en los resultados experimentales. Los resultados obtenidos de este trabajo presentaron un valor mayor de poder calorífico en las muestras de paja de arroz, siendo más adecuada para el proceso de combustión. Sin embargo, la relación de aire en exceso dió la influencia directa más representativa sobre este mismo proceso. Esto es opuesto a la tendencia encontrada en la pirólisis y gasificación, donde la temperatura del reactor fue establecida como un factor y fue la más influyente sobre estas conversiones térmicas. Finalmente, el modelo cinético que representó mejor el proceso de descomposición térmica fue el de reacciones consecutivas.
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    Diseño y construcción de un sistema de producción de extractos vegetales
    (Universidad Industrial de Santander, 2021) Arguello Plata, Juan David; Gelvez Arocha, Omar Armando
    El proceso de extracción basado en el método de dispersión de la matriz en fasesólida, MSPD, consiste de tres etapas. La primera es la etapa de pretratamiento,o de molienda, en donde se busca disminuir el tamaño de partícula del materialorgánico con el fin de incrementar el área de transferencia de masa. La siguientese trata de la etapa de elución y filtrado, en donde se produce la extracciónde metabolitos secundarios a través de un solvente; luego, se filtra el materialparticulado para obtener la mezcla homogénea solvente - extracto. Finalmente, sedesarrolla una etapa de separación de sustancias, en donde se separa el solventedel extracto (producto final). Se propone una metodología de diseño automático del sistema de elución y filtrado que simula el comportamiento fluidodinámico durante la etapa de filtrado,permitiendo predecir el grado de concentración de partículas a lo largo del sistemaa través de un modelo numérico basado en CFD-DEM. Esta metodología ha sidoelaborada con herramientas de código abierto. Utilizando Python como lenguajebase, Jupyter como entorno de desarrollo, ParaView como plataforma de análisisde resultados y librerías de C++ (como Yade, LIGGGHTS y OpenFoam) para eldesarrollo de las simulaciones numéricas.