Ingeniería Química

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A study on the effect of the synthesis variables of mechano-chemically synthesized zsm-5 on its physicochemical properties
(Universidad Industrial de Santander, 2020) García Sánchez, Julieth Tatiana; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Mora Vergara, Ivan Dario
La síntesis de zeolitas sin el uso de solventes y de agentes directores de estructuras orgánicos (OSDA) se ha convertido en una opción prometedora en los últimos años. Esta ruta permite una reducción en las emisiones de gases contaminantes (NOx) y un mejor uso de la energía del proceso. De cara al fortalecimiento en el conocimiento de esta ruta, son necesarios estudios que permitan correlacionar las variables de síntesis con las propiedades fisicoquímicas de los materiales finales. Sin embargo, hasta el momento no se han reportado estudios detallado sobre la influencia que ejercen las variables que intervienen en el proceso de molienda, sobre las características fisicoquímicas de los materiales. Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, el propósito de este trabajo fue estudiar el efecto de las condiciones de síntesis en la obtención de una zeolita ZSM-5 a través de una ruta libre de solventes mediante un enfoque mecano-químico. Se estudió el efecto del tiempo y la velocidad de molienda, la relación molar Na2O/SiO2 y la relación molar H2O/SiO2, las cuales fueron seleccionadas como variables clave para la síntesis de la zeolita. Los resultados mostraron que los dos primeros factores tuvieron un efecto positivo sobre las propiedades texturales, estructurales y la acidez de las zeolitas sintetizadas y que la relación H2O/SiO2 no tiene una influencia significativa sobre estas propiedades. Finalmente se evaluaron las propiedades catalíticas de las zeolitas sintetizadas y se compararon con una zeolita comercial. En general, esta contribución permite ampliar el conocimiento sobre este tipo de síntesis (libre de solvente y de SDAs) cuyas ventajas medioambientales y económicas pueden ser mayores a sus contrapartes convencionales.
Acondicionamiento del aceite residual avícola y evaluación preliminar de su uso potencial en la obtención de biodiesel
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Diaz Merchan, Karen Yesenia; Ramirez Vargas, Karen Juliana; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto; Vargas Rubio, Everth Alfonso
En la actualidad el creciente consumo de carne de pollo ocasiona el aumento de residuos en la industria avícola, incitando a la búsqueda de usos alternativos y así mitigar el impacto ambiental negativo generado por estos. En este proyecto se tuvo como objetivo principal acondicionar aceite de pollo residual para diversas aplicaciones industriales, inicialmente se realizó la medición de algunas propiedades físicas y químicas del aceite caracterizado por un alto índice de acidez. Con el fin de obtener una materia prima de mejor calidad se buscó disminuir el índice de acidez mediante una etapa de pre tratamiento, esta consistió en la integración de dos procesos: desgomado y esterificación ácida, se encontraron las mejores condiciones de reacción mediante la aplicación del diseño central compuesto rotable con la ejecución de 20 experimentos, cada uno con réplica, teniendo como variable de respuesta el índice de acidez y un segundo criterio de selección, el rendimiento del aceite pre tratado respecto al desgomado. Se logró disminuir el índice de acidez y a su vez mejorar propiedades físicas como la viscosidad del aceite de pollo residual aumentando su calidad y ampliando su aplicación industrial, obteniéndose un rendimiento de 95,8% sobre el aceite desgomado. Posteriormente se realizó una evaluación preliminar del uso de este aceite acondicionado en la obtención de biodiésel, las mejores condiciones para la reacción de transesterificación se encontraron usando el método simplex, teniendo como variable de respuesta la cantidad de metiléster producido (FAME) y se hizo seguimiento al rendimiento del biodiésel respecto al aceite pre tratado. Se realizó la medición de algunas propiedades fisicoquímicas de acuerdo con la norma NTC 5444, dicho producto cumple con sus exigencias en cuanto a índice de acidez, viscosidad, densidad, pero no %FAME que fue de 91,9% con un rendimiento de 85,2% sobre el aceite pre tratado.
Acondicionamiento del efluente acuoso proveniente del d-2604 del departamento de refinación de fondos de la grb, para su uso como agua de calderas
(Universidad Industrial de Santander, 2015) García Rueda, July Andrea; Nabarlatz, Débora Álcida
En la planta de Generación de Hidrógeno del Departamento de Refinación de Fondos de la GRB, se está vertiendo un condensado ácido al sistema de aguas lluvias, proveniente del mismo proceso, en el tambor separador D-2604. Este efluente está generando los siguientes impactos desfavorables: daño a la comunidad y al ecosistema del Rio Magdalena por el desequilibrio en la fauna y flora generado, aceleración de la corrosión en las tuberías aguas abajo e impedimento de reutilización por daño corrosivo en la metalurgia de los equipos, deterioro del concreto alrededor del equipo en cuestión y mal aspecto visual de la planta, además del detrimento económico por falta de reutilización del efluente, que previo al proceso de generación de hidrógeno pasa por todo el tratamiento fisicoquímico de aguas de calderas. A través de la práctica industrial realizada se evalúan técnica y económicamente dos alternativas con el fin de acondicionar el efluente en cuestión para enviarlo al desaireador DH-2951 de la Unidad de Servicios Industriales Balance, y darle uso como agua de calderas. Las alternativas consideradas fueron: realizar desaireación térmica mediante la adecuación de la torre F-2602C (la cual se encuentra en desuso y desmantelada desde hace varios años) para usarla como desaireador, y realizar la desaireación química eliminando el CO2 disuelto en el mismo tambor separador D-2604. Con ambas alternativas se logra eliminar el CO2 disuelto y subir el pH del efluente a 8.8, sin embargo el estudio económico muestra que la alternativa 2 tiene el factor j más alto, lo que quiere decir que genera mayor beneficio económico al departamento de Refinación de Fondos. Se recomienda la implementación de la alternativa 2 porque además de ser más rentable, su montaje y operación es más sencillo.
Acondicionamiento del sebo de bovino residual como materia prima para la obtención de biodiesel
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Ramirez Garcia, Yusney Andrea; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto
La actual necesidad de materias primas alternativas de bajo precio para la producción de biodiesel, ha incentivado la búsqueda de métodos para acondicionar aceites de baja calidad. Esta investigación tiene como fin principal determinar las mejores condiciones para disminuir el índice de acidez de un sebo de bovino residual, para ello se hizo la medición de esta propiedad antes y después de un pretratamiento de la materia prima que consiste en una reacción de pre-esterificación con ácido sulfúrico, luego se utilizó dicho aceite pretratado para producir biodiesel a escala laboratorio por medio de una transesterificación alcalina. Para hacer el diseño de experimentos de la reacción de pre-esterificación catalizada por acido se realizó un diseño central compuesto reducido de Draper y Lin y por medio de la herramienta matemática STATGRAPHICS se hizo el análisis estadístico y se estudió los efectos de cada uno de los parámetros escogidos: relación molar metanol: sebo, composición másica de catalizador (H2SO4), temperatura y tiempo de reacción. Los resultados en la pre-esterificación indican que la relación molar y la temperatura son los parámetros que tienen mayor significancia y que logran disminuir el índice de acidez, se eligió como punto óptimo el realizado a una relación molar metanol: sebo de 7,5:1, 1,25%p/p de catalizador, 63°C de temperatura y 150 min de tiempo de reacción logrando un índice de acidez cercano a 1mg KOH/g sebo y un rendimiento de 93,64% (Sebo tratado/sebo sin tratar). Respecto a la obtención de biodiesel no se encontró ninguna significancia estadística de los parámetros usados (relación molar, cantidad y tipo de catalizador) en el % de FAME sin embargo se obtuvo un punto óptimo utilizando una relación molar de 9:1, 1% p/p de metilato de sodio a 60°C y 2 horas dando así un %FAME de 90,85% con un rendimiento de 90,12% (Biodiesel/sebo pretratado).
Activación física de cascarilla de arroz aglomerada con engrudo de almidón de yuca para la obtención de carbón activado
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Cerón Rodríguez, Astrid Liliana; Leon Camargo, Yeni Milena; Gutierrez Gallego, Jose Carlos
El crecimiento de la producción agrícola e industrial en el mundo trae como consecuencia el incremento de residuos, y hace cada vez más difícil, costoso y ambientalmente poco sustentable su tratamiento y destino final. Ante esta problemática surge una alternativa económica y ecológica que permite darle una utilidad y un mayor valor agregado al subproducto principal de la industrialización del arroz, la cascarilla, obteniendo carbón a partir de un proceso de pirólisis o degradación térmica que alcanza una temperatura de 400°C y que posteriormente es sometido a un proceso de activación por medio de una reacción de gases oxidantes como el CO2 y vapor de agua. Debido a que la densidad y tamaño de la cascarilla dificultan su manipulación esta fue aglutinada con engrudo de almidón de yuca, un adherente adecuado para la aglomeración de fibras naturales en virtud de su bajo costo, fácil elaboración, almacenamiento y obtención a nivel nacional, además de contribuir con la conservación del medio ambiente. Como productos se obtienen humo líquido, gas carbónico y carbón activo, siendo este último el derivado de interés del presente trabajo, el cual resulta apropiado para la decoloración de efluentes líquidos.
Activación química de carbón pirolítico obtenido a partir de caucho de llantas usadas
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Ramírez Becerra, Jenny Paola; Angarita Flórez, Vanessa; Nabarlatz, Débora Álcida; Acosta Fernández, Rolando Andrés
El presente trabajo muestra los resultados del análisis de la producción de carbón activado mediante activación química del carbón obtenido en la pirólisis de llantas usadas. Para la primera etapa de este proyecto se trabajó con el carbón con mayor contenido de carbono fijo obtenido por Moncada [22]. Utilizando dos agente activantes (H3PO4 y KOH) se evalúa la influencia de la temperatura, el tiempo de reacción y la relación de impregnación sobre el rendimiento y la capacidad de adsorción de los carbones obtenidos, los cuáles fueron caracterizados mediante prueba de adsorción de azul de metileno. De acuerdo a los resultados obtenidos se eligieron las mejores condiciones de activación que maximicen tanto el rendimiento en la etapa de activación como la capacidad de adsorción, siendo 700°C, 40 min, 1,5 g AA/g CP y el H3PO4 como agente activante. Estas condiciones son fijas para la segunda etapa, en la cual se determina la influencia de las condiciones de pirolisis sobre el rendimiento en las dos etapas (pirólisis y activación) y sobre la capacidad de adsorción de azul de metileno de los carbones activados. De acuerdo con los rendimientos obtenidos para dichas condiciones se eligieron como las mejores condiciones de pirolisis para la obtención de carbones activados 500°C, 100 min y 1,9 mm. Los carbones activados que obtuvieron las mayores capacidades de adsorción de azul de metileno fueron caracterizados mediante isotermas de adsorción de nitrógeno, con la que se obtuvo en promedio para los carbones activados con ácido, capacidad de adsorción de 175,83 mg AM/g CA; área superficial BET de 57,35 m2/g y volumen de mesoporo de 0,3979 cm3/g. Para los carbones activados con KOH se obtuvieron en promedio capacidad de adsorción de 171,33 mg AM/g CA; área superficial BET de 205,196 m2/g y volumen de mesoporo de 0,5751 cm3/g.
Actualización de los límites de control de las corrientes intermedias de la gerencia general de la refinería de Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Sandoval Joya, Tania Lizeth; Alvarez Cifuentes, Mario; Quintero Cepeda, Deiby
La apertura de Ecopetrol a los mercados internacionales de crudo y gas ha consolidado como en uno de los objetivos más importantes para la empresa, el aseguramiento de la calidad en todas las corrientes intermedias de las refinerías de las cuales Ecopetrol opera. En los últimos años, el crudo que se procesa en la refinería de Barrancabermeja ha presentado sustanciales cambios en cuanto sus características químicas y físicas, por lo cual se hace indispensable actualizar los límites de control para todas las corrientes involucradas en las unidades de proceso, y de esta manera asegurar la calidad de los productos. La metodología seguida para asegurar la calidad, inició con la visita a cada una de las plantas de la Refinería de Barrancabermeja para recolectar información sobre las corrientes y los resultados de los análisis físico-químicos que se hacen a cada una de estas. Posteriormente, se realizó el análisis estadístico de cada conjunto de datos a partir de los diagramas control por variables y se definieron los límites entre los cuales el proceso puede variar para mantener las características deseadas de los productos. Se determinaron los límites de control del 90% de las corrientes involucradas en las unidades de proceso de la refinería, permitiendo actualizar los valores establecidos 10 años atrás. Toda la información consolidada permitió implementar tres herramientas de información: Catálogos, Diagramas grandes de control y reporte en sistema en línea SILAB. Estas herramientas tienen la característica de fácil manejo y accesibilidad, y permiten transmitir los límites de control a todo el personal de la refinería de Barrancabermeja.
Actualización de los métodos de análisis físicoquímicos para la evaluación de la calidad de las materias primas de la empresa Zumo Tecnología Zumotec S.A.
(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-14) Rodríguez Lema, Anyela Marcela; Nabarlatz, Débora Alcida; Neira Dulcey, Jane Angélica; López Ortiz, José Gabriel; Chaves Guerrero, Arlex; Ballesteros Rueda, Luz Marina
La actualización de los métodos de análisis fisicoquímicos es fundamental para la evaluación de la calidad de las materias primas y por ende para la calidad de los productos fabricados. En este trabajo se realizaron análisis fisicoquímicos para la determinación del aspecto, pH, gravedad específica y viscosidad, basándose en la Farmacopea de los Estados Unidos USP; con el fin de mejorar y actualizar las técnicas utilizadas anteriormente en la empresa. Para ello, se describió el aspecto de cada materia prima empleada por la empresa Zumotec S. A, las cuales se clasificaron en ácidos, bases, sales, tensoactivos, desinfectantes, enzimas y colorantes. Se hicieron titulaciones ácido- base para verificar la concentración de los ácidos, bases y carbonatos, y se realizaron curvas de calibración para la cuantificación del principio activo de los desinfectantes por espectrofotometría UV-Vis, así como la cuantificación e identificación de los colorantes empleados en Zumotec S.A. Además, se incluyeron nuevos métodos como la determinación de la concentración micelar crítica de los tensoactivos y el porcentaje de conversión del almidón con la enzima α-amilasa. Los datos fueron analizados por métodos estadísticos para determinar la exactitud y la precisión de los métodos fisicoquímicos, y poder establecer criterios de aceptación o rechazo de las materias primas. A partir de la metodología planteada y ejecutada durante la práctica empresarial se logró actualizar los métodos de análisis fisicoquímicos para la evaluación de la calidad de las materias primas de la empresa Zumo Tecnología Zumotec S.A.
Adaptación de modelos de mezclas multicomponentes de crudos pesados Colombianos
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Orozco Chinome, Lina Maria; Barrera Zapata, Rolando de Jesús; Guarín Arenas, Flaminio; García Chinchilla, Cesar Augusto
En Colombia la industria del petróleo cuenta con una problemática durante el proceso de levantamiento, recolección, tratamiento y transporte de crudos pesados debido a su alta viscosidad (resistencia al flujo) [1] y su baja calidad API (densidad relativa a la densidad del agua) [2]. La estación de bombeo de Apiay (EBA, localizada en el departamento de Meta -, Colombia) se enfrenta a esta problemática debido a que en ella se recolectan crudos de diferentes campos con caracterizaciones disímiles (densidad, API, curvas de destilación etc). Como alternativa se tiene la dilución de crudo pesado con diluyente. Basados en datos experimentales de campo se organizaron, Se analizaron modelos propuestos en la literatura que predijeran la viscosidad y la densidad de las mezclas considerando el ajuste del factor de encogimiento (Shrinkage) que se presenta debido al acomodamiento de las moléculas en el momento de la mezcla. Se encontraron modelos para la estimación de viscosidades y pocos para el cálculo de densidad de las mezclas (crudo-diluyente). Estos modelos se evaluaron y sus predicciones (viscosidad y API) se compararon con los datos de campo existente, Posteriormente se realizó el ajuste semi-empírico de los modelos que arrojaron las mejores predicciones Como criterios para su ajuste se consideraron condiciones como precisión del ajuste (suma mínima del cuadrado) de los errores condiciones de frontera o de mínimos o máximos locales. A partir de las modificaciones realizadas se obtuvieron modelos más generalizados. Finalmente se desarrollaron análisis multivariado para proponer modelos de predicción para el cálculo de la densidad y de la viscosidad de las mezclas de crudos y diluyentes del campo.
Adaptación del método bligh & dyer a la extracción de lípidos de microalgas nativas para la producción de biodiesel
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Galindo Vega, Leislly Dariana; Gonzalez Munoz, Silvia Susana; Kafarov, Viatcheslav Victorovich; Guzmán Monsalve, Alexander; Gonzalez Delgado, Angel Dario
En la cadena de producción de biodiesel a partir de microalgas, las etapas de disrupción celular y extracción de lípidos son importantes para la obtención de triglicéridos que pueden ser transesterificados a biodiesel y glicerina. En este trabajo se adaptó el método Bligh & Dyer para la extracción de lípidos de microalgas nativas aplicando conjuntamente mecanismos de disrupción celular para favorecer el proceso de extracción. Las especies de microalgas empleadas en la parte experimental de este estudio fueron: Botryococcus braunii, Nannocloropsis, Closterium, Guinardia y Amphiprora. El método Bligh & Dyer emplea cloroformo, metanol y agua como solventes y contempla las etapas de agitación, centrifugación, filtración, y destilación. La adaptación del método consistió en determinar: la relación biomasa/solvente, el efecto de agregar agua en la primera parte de la agitación y las mejores condiciones de agitación (tiempo [min] y frecuencia [rpm]). Se encontró que las mejores condiciones del método Bligh & Dyer a la extracción de lípidos de microalgas nativas fueron: relación biomasa/solvente 1:20, no agregar agua en la primera parte de la agitación, agitar a 5000 rpm durante 14 minutos y centrifugar a 3400 rpm durante 15 minutos. Los mecanismos de disrupción celular aplicados fueron: Hidrólisis ácida y pretratamiento organosolv. Estos métodos de disrupción celular permitieron obtener extractos lipídicos más ricos en lípidos luego de realizar la extracción con el método Bligh & Dyer, pero desfavorecieron significativamente los porcentajes totales de extracción. Finalmente se identificaron los ácidos grasos presentes en los extractos lipídicos empleando cromatografía de gases a cargo del Instituto Colombiano del Petróleo ICP-ECOPETROL. Este trabajo fue realizado por la Universidad Industrial de Santander dentro del desarrollo del proyecto “Bioprospección de microalgas colombianas para la producción de biodiesel” código 2008D32006-6710, financiado por el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, en cooperación con el Instituto Colombiano del Petróleo ICP-ECOPETROL y la Corporación Instituto Morrosquillo.
Adecuación de tanques en las estaciones tisquirama y san roque para el aumento de su capacidad de deshidratación de crudo y cumplimiento del parámetro de calidad bs&w
(Universidad Industrial de Santander, 2014) Silva Archila, Daniel Ricardo; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto
El petróleo crudo con el propósito de ser comercializado y refinado debe contar con ciertos parámetros de calidad, entre ellos se encuentra el contenido de BS&W que básicamente se refiere a la cantidad de agua presente en la emulsión. Las estaciones Tisquirama y San Roque son estaciones de servicio que entre sus principales funciones se encuentra deshidratar el petróleo de tal manera que en los crudos de salida se garantice un contenido de agua menor a 0,5 % vol. Actualmente las estaciones anteriormente nombradas tienen dificultades para deshidratar de manera adecuada el petróleo, pues procesan crudos pesados de altas viscosidades y grados API muy similares al del agua, presentándose la necesidad de reprocesar los crudos en otras estaciones con el propósito de cumplir a cabalidad el parámetro de calidad referente al BS&W. El presente trabajo tiene como finalidad configurar un sistema eficiente que garantice un aumento en la capacidad de deshidratación de crudo de cada una de las estaciones y un BS&W en los crudos de salida menor al 0,5% vol. mediante la adecuación de un tanque de almacenamiento en cada estación como tanque deshidratador; que favorezca los fenómenos de floculación, coalescencia y sedimentación del agua presente en el crudo con el aumento de la temperatura de tratamiento y el diseño e implementación de un brazo distribuidor de flujo que beneficie los fenómenos gravitacionales que ocurren en el tanque.
Adecuación y montaje de una unidad de biofiltración a escala piloto del gas generado en los reactores UASB de la planta de tratamiento de aguas residuales río frío
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Prieto Hernandez, Wilmer Yesid; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto
Existen gran cantidad de industrias que enfocan sus procesos en el mejoramiento de la calidad de vida. Como consecuencia a los diferentes procesos allí realizados se originan algunos subproductos como ocurre en las plantas de tratamiento de aguas residuales de tipo biológico. Precisamente en la PTAR Rio Frio ubicada en el Kilómetro 4 del Anillo vial que comunica los municipios de Girón y Floridablanca, en el departamento de Santander, donde se realiza el tratamiento de aguas residuales de Floridablanca y zona sur de Bucaramanga por medio de un sistema anaerobio, se ha venido generando un alto grado de olores ofensivos (sulfuro de hidrogeno ()), causando efectos negativos a la salud humana y al medio ambiente. Por lo tanto, el objeto de este trabajo modalidad práctica empresarial es ayudar a minimizar estos olores (), para lo cual se realizará la adecuación y el montaje de una unidad de biofiltración a escala piloto, por medio de la cual se busca establecer la manera más eficiente de colaborar con la reducción de dichas emisiones (). Una vez terminado este montaje, será la base que se utilizará en la próxima fase para llevar a cabo la puesta en marcha de la unidad de biofiltración a escala piloto cuyos resultados del modelo determinarán los porcentajes de remoción de contaminantes en el aire y basados en estos porcentajes se llevará a cabo el montaje e implementación de una unidad de biofiltración a escala real.
Adecuación y puesta en marcha de los servicios de agua, vapor directo, nitrógeno y sistema de vacío para el tren de los bancos de pruebas para los reactores de laboratorio de investigación y desarrollo
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Jaimes Granados, Luis Eduardo; Velandia, Martha Elsi; Martinez Rey, Ramiro
Nuevas investigaciones se han desarrollado en el laboratorio de investigación y desarrollo de CARBOQUIMICA S.A. para mejorar la calidad de los productos, y crear otros nuevos con menor costo de materia prima y operación para esto se necesita mejorar los procesos de esterificación mediante una optimización adecuada de las pruebas en el laboratorio lo cual implica una adecuación del tren de bancos de prueba y una mejor distribución de los servicios de agua, nitrógeno, vacío, vapor directo para los mismos , así mismo tomar como modelo el proceso de la fabricación del DOP según la patente ICI. Como primera medida se diseñara un modelo de banco de prueba que esta a escala con la planta de producción, se rediseñaran los equipos y se diseñaran nuevos equipos para los bancos. Se diseñara un tanque agitado para la adición del agente básico en la etapa de neutralización. Para el sistema de vapor directo se diseñara un distribuidor de vapor tipo flauta en los reactores de los bancos, y un recalentador de vapor para garantizar que el vapor proveniente de la planta permanezca seco. Se hace necesaria la construcción de una olla para almacenar todo el alcohol recuperado durante el proceso. Se diseñaran los planos P&ID, de elevaciones, 3D, de tuberías y estructuras para los bancos y además se elaboraran los protocolos y manuales de limpieza, operación, seguridad y mantenimiento.
Adsorción de cu2+ en solución acuosa mediante bentonita modificada
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Villamizar Sierra, Martha Liliana; Ramirez Garcia, Alvaro
EL presente estudio es un intento por desarrollar más limpias/verdes tecnologías efectivas para el tratamiento de agua residual. La aplicabilidad de la abundantemente disponible montmorillonita cálcica Checa fue evaluada para la remoción de iones Cu2+ de soluciones acuosas. La arcilla fue reducida a dos tamaños de grano diferentes y sometida por separado a intercalación con Octadecilamina (ODA) y activación sódica con NaCl. El acomodamiento de ODA en los espacios interlaminares fue revisado por medición DRX. Muestras de bentonita natural fueron también incluidas en las pruebas. Las áreas superficiales y capacidades de intercambio iónico de la montmorillomnita y sus derivados B1-D (natural), B1-Na (tratada con NaCl), B1- ODA1, B1-ODA0,75, B5-D (natural), B5-ODA1,5 y B5-ODA0,75 fueron medidas. Los experimentos en modo discontinuo mostraron que las montmorillonitas intercaladas B5ODA1,5 y B1-ODA1 reportaron las mejores capacidades adsorbentes. Los estudios cinéticos sugieren que las interacciones pueden ser mejor representadas por un mecanismo de segundo orden. El tiempo de equilibrio alcanza 3 horas para todas las muestras intercaladas, 9 horas para B1-Na y 12 horas para B1-D y B5-D. El modelamiento de los datos de adsorción en el equilibrio sugirió que las muestras de arcillas adsorbentes, a excepción de B1-ODA1, tiene sitios adsorbentes homogéneos y se ajustan muy bien a los modelos extendidos de Langmuir, L1 y L2 (R2= 0.95-0.98). Los resultados han mostrado que las montmorillonitas intercaladas con ODA en la relación másica B/ODA menor a la unidad, pueden satisfactoriamente ser usadas en la remoción de iones Cu2+ de agua residual
Aislamiento a escala piloto de los componentes mayoritarios del aceite esencial de lippia alba mediante destilación fraccionada con columna rotatoria
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Ortiz Orozco, Ever James; Rincon Vides, Zaid; Martínez Morales, Jairo René; Stashenko, Elena E.
El aislamiento de los compuestos orgánicos de interés comercial que componen los aceites esenciales (AE), se constituye en una herramienta que aumenta el valor de estos productos. La Lippia alba quimiotipo carvona es una planta aromática cuyo AE posee un alto contenido de limoneno y carvona, compuestos que son empleados en la industria como aromatizantes, saborizantes, disolventes y que poseen aplicaciones en la industria farmacéutica. El objetivo del proyecto fue aislar los componentes mayoritarios (CM) del AE de L. alba (limoneno y carvona) a escala piloto con una concentración superior a la que se encontraban en el AE además de la elaboración de un manual de procedimiento para el aislamiento de forma que se logre estandarizar el proceso. La metodología más empleada para lograr el aislamiento de los componentes del AE se basa en las diferencias entre sus presiones de vapor, o sus temperaturas de ebullición, por ello la separación de los CM se realizó mediante destilación fraccionada con columna rotatoria a presión reducida para evitar la descomposición térmica de estos compuestos; Se buscaron las condiciones de reflujo, presión, rangos de temperatura y tiempos de recolección, que permitieran lograr la separación deseada. La composición de las fracciones se determinó por cromatografía de gases con detectores de ionización en llama o selectivo de masas. Se logró aislar los CM del AE limoneno al 97,78% y carvona al 86,43% de pureza.
Aislamiento de bacterias electrogénicas para el tratamiento de efluentes de la producción de polihidroxialcanoatos en celdas de combustible microbianas
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Moreno Espinel, Henry Andres; Sanchez Torres, Viviana; Changping, Yu
La utilización de residuos biotecnológicos ha sido de gran interés en la búsqueda de nuevas formas de producción de energía renovable y de reducción de contaminación generada por efluentes. En esta investigación se estudió el tratamiento de efluentes de la producción de polihidroxialcanoatos (PHAs), con celdas de combustible microbianas. Para ello, se realizó la producción de PHAs a partir de glicerol crudo, se caracterizó el medio de cultivo gastado (MCG) obtenido y se confirmó el crecimiento de microorganismos exoelectrogénicos conocidos en el MCG. Posterior a ello se realizó la producción de dos aceptores de electrones, αFeOOH y WO3, con los cuales se aislaron siete bacterias exoelectrogénicas. Luego se probó el crecimiento y actividad electrogénica de las bacterias aisladas en el MCG, seleccionando la cepa Aeromonas dhakensis sp. la cual se usó en celdas de combustible microbianas con MCG como sustrato. Se obtuvo una máxima densidad de potencia volumétrica de 647.86 W/m3 y una eficiencia coulómbica (EC) de 11.5%. Además de una producción relativamente estable por casi 30 días, se obtuvo una reducción de hasta el 57% de la demanda química de oxígeno (DQO) y 55% del contenido de carbono orgánico (COT), logrando así reducir la carga orgánica presente en el MCG.
Aislamiento y caracterizacion de mutantes resistentes a nitrato de galio en cepas de pseudomonas aeruginosa aisladas de pacientes con fibrosis quistica
(Universidad Industrial de Santander, 2019) Angarita Zapata, Vanesa; Sanchez Torres, Viviana
La resistencia a galio en las cepas clínicas de referencia PAO1 y PA14 de Pseudomonas aeruginosa puede emerger fácilmente. Este trabajo tiene la finalidad de estudiar la resistencia al galio en cepas clínicas de recién aislamiento provenientes de pacientes con fibrosis quística y además determinar qué tan rápido se hacen resistentes, así como los mecanismos de resistencia implicados. Se seleccionaron posibles cepas mutantes resistentes a galio a partir cultivos de 10 aislados clínicos y de la cepa PA14 como control sometiéndolos a diferentes concentraciones de galio para evaluar la susceptibilidad al mismo y el número de generaciones necesarias hasta la obtención de cepas resistentes. Se hicieron cultivos secuenciales de las cepas en las que se observó la aparición de resistencia al galio y se aislaron posibles mutantes espontáneas resistentes. Finalmente se evaluó la producción de pioverdina; piocianina y contenido de galio intracelular por medio de técnicas espectrofotométricas y de absorción atómica para obtener información de los mecanismos por medio de los cuales las cepas se vuelven resistentes al galio. La obtención de resistencia a galio en cepas clínicas y de laboratorio de Pseudomonas aeruginosa se dio de manera espontánea, el número de generaciones promedio antes de presentar resistencia galio se encuentra entre 3 a 5 y es diferente para cada cepa, la producción tanto de pioverdina como piocianina puede estar relacionada con el mecanismo de resistencia de las mutantes obtenidas. La internalización de galio es mayor en las cepas parentales que en mutantes lo que hace evidente la resistencia a galio por parte de estas cepas clínicas. *
Aislamiento, selección y evaluación preliminar de la actividad enzimática de microorganismos aislados de las pilas de compostaje de residuos verdes de la Universidad Industrial de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Angarita Rangel, Maria Angelica; Rodriguez Florez, Lesly Viviana; Sanchez Torres, Viviana; Ovideo Ocaña, Edgar Ricardo
El compostaje como alternativa de descomposición de los residuos verdes, es tema de interés en la industria por su importante efecto al contribuir a producciones eficientes y amigables con el medio ambiente. En el proceso de compostaje, de residuos verdes, la degradación del material es llevada a cabo por microorganismos secretadores de enzimas capaces de reducir compuestos lignocelulósicos hasta la obtención de un producto final utilizado principalmente como abono. El presente trabajo consistió en el aislamiento de microorganismos de pilas de compostaje de residuos verdes de la Universidad Industrial de Santander y una evaluación preliminar de la actividad enzimática para amilasas, celulasas y xilanasas de los microorganismos aislados. Las pilas fueron enmendadas nutricionalmente con residuos de alimentos y roca fosfórica para favorecer el crecimiento y actividad de los microorganismos. Se tomaron muestras de las pilas en cada etapa del proceso de compostaje haciendo crecer la población microbiológica para posteriormente seleccionar y aislar cepas con potencial de degradación de almidón, carboxymetilcelulosa (CMC) y xilano. A las cepas seleccionadas les fue evaluada la actividad enzimática por el método DNS. Se desarrolló un diseño experimental factorial completo 32 por duplicado con las tres bacterias que reportaron la mayor actividad enzimática, esto para evaluar los efectos del pH y la temperatura. Como técnica comparativa, se realizó cromatografía HPLC para la mejor cepa degradadora de almidón y CMC, a las mejores condiciones de pH y la temperatura. Se encontró que existe una amplia población microbiana con potencial de degradación de xilano con la mayor actividad enzimática registrada a un pH 8 y temperatura de reacción de 40°C.
Ajuste de las condiciones nutricionales del medio de cultivo en la producción de polihidroxibutirato (phb) por bacillus megaterium b2 a partir de residuos líquidos de cacao
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Mesa Beltrán, Erika Shirley; Romero Isaza, Sara Paola; Quintero Silva, Mabel Juliana; Lambis Benítez, Luis Enrique
El polihidroxibutirato (PHB) es un biopolímero de origen bacteriano que se ha planteado como un material alternativo a los plásticos convencionales, debido a sus características fisicoquímicas similares. Sin embargo, su industrialización se ha visto obstaculizada por los altos costos y la baja productividad. En esta investigación se reaprovecharon los azúcares presentes en los residuos líquidos provenientes de la agroindustria del cacao para la producción de PHB usando la cepa Bacillus megaterium B2. Se determinaron las condiciones nutricionales del medio de cultivo que permitieron una mayor acumulación de PHB, tales como: duración del ensayo, proporción de mezcla de residuos líquidos y, por medio de un diseño de experimentos de composición central, la relación C/N y la concentración del medio básico de sales; alcanzando un incremento para una relación C/N de 6.89 y un factor de concentración de sales de 1.05. Se analizó el consumo del sustrato por medio de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) y, usando la técnica de peso seco y el método de extracción SDSSonicación, se construyeron las curvas de crecimiento de biomasa y acumulación de PHB. Se logró alcanzar una concentración final de PHB de 11.6283 g/L,
Ajuste de los parámetros cinéticos de la esterificación enzimática del ácido 3,4-dihidroxihidrocinamico con dodecanol en solventes orgánicos
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Mendez Diaz, Edward Mauricio; Gamboa Gonzalez, Gerardo; López Giraldo, Luis Javier
Los modelos cinéticos son herramientas útiles en el diseño de procesos biocatalíticos, escalamiento y optimización con el fin de mejorar la productividad. Los ácidos cinámicos son antioxidantes naturales con gran potencial para remplazar moléculas artificiales, pero presentan baja solubilidad en matrices lipídicas, la cual se mejora mediante adición de cadenas alifáticas de alcoholes grasos a la estructura del ácido por esterificación. Se estudió la reacción de esterificación del ácido 3,4- dihidroxihidrocinámico con dodecanol catalizada por Novozym 435® en medio orgánico compuesto de hexano y butanona en relación volumétrica 65:35, 31% de carga enzimática, 96 horas de reacción y agitación de 450 rpm donde la limitación de transferencia de masa externa presentó menor efecto. Se optimizaron las variables temperatura y relación molar mediante una metodología de superficie de respuesta. Las condiciones óptimas fueron: temperatura de 54°C y relación molar dodecanol:ácido de 4:1. El rendimiento máximo de dihidrocafeato de dodecilo fue de 68,24%. Diferentes modelos cinéticos derivados del mecanismo Ping Pong Bi Bi fueron probados para ajustar el comportamiento de la reacción de esterificación y se encontró que el modelo de inhibición por producto proporcionaba el mejor ajuste. Finalmente se evaluó el modelo cinético en las condiciones óptimas con los parámetros estimados Vm=0,668 mM/h, Ki1=1,491 mM-1 , Ki2=0,325 mM-2 , Km=0,186 mM obteniendo un rendimiento predicho de 70,52% con un error de 3,3% respecto al rendimiento obtenido del análisis estadístico.

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