Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 14 nro 1 año 2023 Articulo 3

APLICACIONES DE LAS CORRELACIONES TERMODINAMICAS EN MATERIALES USADOS PARA LA PRODUCCION DE LOS CATODOS LixNiyCozMnwO2 EN BATERIAS DE ION LITIO

APPLICATIONS OF THERMODYNAMIC CORRELATIONS IN MATERIALS USED FOR THE PRODUCTION OF CATHODES LixNiyCozMnwO2 IN LITHIUM-ION BATTERIES


Ivan Machin-Morera1*, Lorena Pérez-Orta1, Susana Martínez1 (1) Eon Minerals, Salta, Los Juncaros 195, Barrio Tres Cerritos, Salta Capital, Provincia de Salta – Argentina


Resumen

El objetivo de este artículo es contribuir al conocimiento técnico especializado (dar herramientas para la investigación y desarrollo) en la producción de baterías de litio mediante el uso de correlaciones termodinámicas para obtener los valores de las propiedades fisicoquímicas de los materiales (o propuestas de materiales) usados para la producción de electrodos en las baterías de litio. Específicamente, se propone una metodología sencilla para el cálculo de la energía libre de formación (DGf0) de los materiales usados como cátodos en las baterías ion litio. Esta metodología permite el cálculo del valor del parámetro DGf0 con una precisión del 1%. En este estudio se demostró que, si se tiene información de la reacción neta operativa de una batería de ion litio, y, los valores de las energías libres de formación de los materiales que constituyen los ánodos y cátodos de dichas baterías, entonces, es posible calcular el valor su voltaje nominal. También, en este artículo se ilustra con ejemplos, el cálculo de los potenciales nominales a partir de los valores de las energías libres de la reacción neta que opera en los distintos tipos de baterías ion litio.

Abstract

The objective of this article is to contribute to specialized technical knowledge (provide tools for research and development) in the production of lithium batteries through the use of thermodynamic correlations to obtain the values of the physicochemical properties of the materials (or material proposals). used for the production of electrodes in lithium batteries. Specifically, a simple methodology is proposed for calculating the free energy of formation (DGf0) of the materials used as cathodes in lithium-ion batteries. This methodology allows the calculation of the value of the parameter DGf0 with a precision of 1%. In this study it was shown that, if there is information on the net operating reaction of a lithium-ion battery, and the values of the free energies of formation of the materials that constitute the anodes and cathodes of said batteries, then, it is possible calculate the value of its nominal voltage. Also, this article illustrates with examples the calculation of the nominal potentials from the values of the free energies of the net reaction that operates in the different types of lithium-ion batteries.

 

Palabras clave: correlaciones, propiedades termodinámicas, energía libre, baterías ion litio Keywords: correlations, thermodynamic properties, free energy, lithium ion batteries



Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 14 nro 1 año 2023 Articulo 2

GEOMETRIZED VACUUM PHYSICS. PART II: ALGEBRA OF SIGNATURES

FÍSICA DEL VACÍO GEOMETRIZADA. PARTE II: ÁLGEBRA DE SIGNATURES


Mikhail Batanov-Gaukhman (1) Moscow Aviation Institute (National Research University), Institute No. 2 “Aircraft and rocket engines and power plants”,  st. Volokolamsk highway, 4, Moscow – Russia, 125993


Abstract

This article is the second part of a scientific project under the general name «Geometrized vacuum physics». On the basis of the Algebra of Stignatures presented in the previous article (Batanov-Gaukhman, 2023), this article develops the main provisions of the Algebra of Signatures. Both of the above algebras are aimed at studying the properties of an ideal vacuum, but at the same time they are universal and can be applied in various branches of knowledge. It is shown that the signature of a quadratic form is related to the topology of the metric space for which the given quadratic form is a metric. Conditions are given under which an additive imposition of metric spaces with different topologies (or signatures) leads to a total Ricci flat space similar to a Calabi-Yau manifold.   A spin-tensor representation of metrics with different signatures is considered and a Dirac bundle of quadratic forms is presented. This article does not contain physical applications of the Algebra of Signatures, but the potential power of this mathematical apparatus will be demonstrated in subsequent articles of this project.

Resumen

Este artículo es la segunda parte de un proyecto científico bajo el nombre general de «Física del vacío geometrizada». Sobre la base del Álgebra de Signaturas presentada en el artículo anterior (Batanov-Gaukhman, 2023), este artículo desarrolla las principales disposiciones del Álgebra de Signaturas. Las dos álgebras anteriores están dirigidas a estudiar las propiedades de un vacío ideal, pero al mismo tiempo son universales y se pueden aplicar en varias ramas del conocimiento. Se muestra que la firma de una forma cuadrática está relacionada con la topología del espacio métrico para el cual la forma cuadrática dada es una métrica. Se dan condiciones bajo las cuales una imposición aditiva de espacios métricos con diferentes topologías (o firmas) conduce a un espacio plano total de Ricci similar a una variedad de Calabi-Yau. Se considera una representación de tensor de espín de métricas con diferentes firmas y se presenta un conjunto de formas cuadráticas de Dirac. Este artículo no contiene aplicaciones físicas del álgebra de firmas, pero el poder potencial de este aparato matemático se demostrará en artículos posteriores de este proyecto.

 

Keywords: vacuum, geometrized vacuum physics, signature, algebra of signature Palabras clave: vacío, física del vacío geometrizada, signatura, álgebra de signatura



Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 14 nro 1 año 2023 Articulo 1

GEOMETRIZED VACUUM PHYSICS. PART I: ALGEBRA OF STIGNATURES

FÍSICA DEL VACÍO GEOMETRIZADA. PARTE I: ALGEBRA DE STIGNATURES


Mikhail Batanov-Gaukhman (1) Moscow Aviation Institute (National Research University), Institute No. 2 “Aircraft and rocket engines and power plants”,  st. Volokolamsk highway, 4, Moscow – Russia, 125993


Abstract

This article is the first part of a scientific project under the general title «Geometrized Vacuum Physics». This study is based on two main postulates: 1) independence of the propagation velocity of electromagnetic waves in vacuum from their frequency; 2) the constancy of the averaged zero vacuum balance, associated with the assertion that only mutually opposite formations are born from vacuum, so that on average they completely compensate for each other’s manifestations. In this part of the «Geometrized Vacuum Physics» the foundations of the Algebra of Stignatures are laid, which is the mathematical and logical foundation of the entire project. In the next articles of this project it will be shown that the Algebra of Stignatures can be used for the development of «zero» (vacuum) technologies, algebraic genetics, vacuum cosmology, the vacuum standard model of «elementary particles», vacuum gravity and levitation, vacuum energy, ethics and aesthetics and many other branches of knowledge. At the end of this article, one of the many possible applications of the Algebra of Stignatures is given, in particular, the basics of the stignature-spectral analysis are outlined, with the help of which the possibilities of communication channels can be significantly expanded.

Resumen

Este artículo es la primera parte de un proyecto científico bajo el título general «Física del vacío geometrizada». Este estudio se basa en dos postulados principales: 1) independencia de la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío de su frecuencia; 2) la constancia del balance de vacío promediado cero, asociado con la afirmación de que solo las formaciones mutuamente opuestas nacen del vacío, de modo que en promedio compensan completamente las manifestaciones de cada uno. En esta parte de la “Física Geometrizada del Vacío” se sientan las bases del Álgebra de Stignatures, que es el fundamento matemático y lógico de todo el proyecto. En los próximos artículos de este proyecto se mostrará que el Álgebra de Stignatures puede ser utilizada para el desarrollo de tecnologías de «cero» (vacío), genética algebraica, cosmología de vacío, el modelo estándar de vacío de «partículas elementales», gravedad de vacío y levitación, energía del vacío, ética y estética y muchas otras ramas del saber. Al final de este artículo, se proporciona una de las muchas aplicaciones posibles del Stignature Algebra, en particular, se describen los conceptos básicos del análisis espectral de firmas, con la ayuda de la cual las posibilidades de los canales de comunicación pueden ampliarse significativamente.

 

Keywords: vacuum, algebra of stignatures, vacuum balance, signature Palabras clave: vacío, álgebra de stignatures, balance de vacío, signatura



Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 14 nro 1 año 2023

ISSN: 0718-8706

Teoría/Aplicación (Theory/Application)


1. Geometrized vacuum physics. Part I: Algebra of stignatures. Física del vacío geometrizada. Parte I: algebra de stignatures. Mikhail Batanov-Gaukhman (English Version) (pp. 1-26).


2. Geometrized vacuum physics. Part II: Algebra of signatures. Física del vacío geometrizada. Parte II: Algebra de signatures (English Version). Mikhail Batanov-Gaukhman (pp. 27-55).


3. Aplicaciones de las correlaciones termodinámicas en materiales usados para la producción de los cátodos LixNiyCozMnwO2 en baterías de ion litio. Applications of thermodynamic correlations in materials used for the production of cathodes LixNiyCozMnwO2 in lithium-ion batteries. Ivan Machin-Morera, Lorena Pérez-Orta, Susana Martínez (pp. 57-73).


4. Estudio de sensibilidad y crecimiento de nanoestructuras bajo los potenciales de Morse y Lennard Jones. Study of sensitivity and growth of nanostructures under the potentials of Morse and Lennard Jones. Carlos Barrón-Romero (pp. 75-83).


5. Un modelo termodinámico sencillo para el cálculo del balance de energía de los gases de invernadero y su efecto en la temperatura de la atmósfera de la tierra: aplicación de los principios de la espectroscopía de infrarrojo a las moléculas de CO2 y H2O. A simple thermodynamic model for calculation of the energy balance of greenhouse gases and its effect on the temperature of the earth’s atmosphere: application of the principles of infrared spectroscopy to CO2 and H2O molecules. Ivan Machin-Morera, Lorena Pérez-Orta, Susana Martínez (pp. 85-93).

Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 13 nro 4 año 2022 Articulo 5

MODELO SEMI-EMPÍRICO PARA DETERMINAR LA VISCOSIDAD APARENTE DE UNA ESPUMA QUE FLUYE A TRAVÉS DE UNA FRACTURA

SEMI-EMPIRICAL MODEL TO DETERMINE THE APPARENT VISCOSITY OF A FOAM FLOWING THROUGH A FRACTURE


Víctor Matías-Pérez1,*, Josué Pérez-Esparza2, Simón López-Ramírez3, Carlos G. Aguilar-Madera1, Jorge A. Briones-Carrillo1 (1) Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias de la Tierra, Carretera a Cerro Prieto km 8, Ejido Ex Hacienda de Guadalupe, 67700, Linares, N.L. – México, (2) Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ingeniería, Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510, Ciudad de México – México, (3) Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Química, Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510, Ciudad de México – México


Resumen

En este trabajo se propone un modelo semi-empírico para determinar la viscosidad aparente de una espuma que fluye a través de una fractura, en función de la calidad de la espuma y del ancho de la fractura. Con base en experimentos de laboratorio, se encontró que el esfuerzo cortante que presenta la espuma es proporcional a la velocidad de corte para un amplio intervalo de velocidades de corte (0-225 Pa.s). Se observó que la viscosidad aparente se incrementa si la calidad aumenta, y también se incrementa con el ancho de la fractura. La viscosidad aparente de acuerdo con el modelo depende de la calidad de la espuma de forma exponencial mientras que ésta depende con el ancho de fractura siguiendo una ley de potencias. La metodología experimental y el modelo propuesto permiten determinar el diferencial de presión necesario para que una espuma se coloque al interior de una fractura con aplicabilidad en el diseño del sistema de inyección.

Abstract

This work proposes a semi-empirical model to determine the apparent viscosity of a foam flowing through a fracture, as a function of the foam quality and fracture width. Based on laboratory experiments, it was found that the shear stress presented by the foam is proportional to the shear rate for a wide range of shear rates (0-225 Pa.s). It was observed that the apparent viscosity increases with increasing foam quality and fracture width. The apparent viscosity according to the model depends exponentially on the foam quality, while it follows a potential law with the fracture width The experimental methodology and the proposed model allow for determining the pressure differential that is needed for a foam to be placed inside a fracture with applicability in the design of the injection system.

 

Palabras clave: viscosidad aparente, fractura, espuma, recuperación mejorada hidrocarburos Keywords: foam apparent viscosity, foam-based fracturing model, enhanced oil recovery



Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 13 nro 4 año 2022 Articulo 4

ESTIMACIÓN DE LA PERMEABILIDAD RELATIVA BIFÁSICA A PARTIR DE LA SIMULACIÓN DE FLUJO DE FLUIDOS EN MICROGRAFÍAS DE ROCAS

ESTIMATION OF THE TWO-PHASE RELATIVE PERMEABILITY FROM FLUID FLOW SIMULATIONS IN ROCK MICROGRAPHS


Jorge A. Briones-Carrillo1, Carlos G. Aguilar-Madera1,*, Víctor Matías-Pérez1 (1) Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias de la Tierra, Carretera a Cerro Prieto Km 8, Ejido Ex Hacienda de Guadalupe, C.P. 67700, Linares, N.L. – México


Resumen

En este trabajo se presenta una metodología para estimar la permeabilidad relativa de dos fluidos inmiscibles bajo escenarios de drene e imbibición. A partir de la imagen SEM de una muestra de roca, se identifica la red de poros y se simula la dinámica de fluidos intersticial considerando además el movimiento de la interfase entre los dos fluidos con el método Level Set. Para ello se utilizó el software COMSOL Multiphysics. Para ejemplificar la aplicación, se trabajó en la imagen microscopía electrónica de barrido de una muestra de roca real de la Formación Amaxac del Paleocanal de Chicontepec en México, y se estimó la permeabilidad relativa del agua y del aceite siguiendo una formulación matemática basada en la Ley de Darcy multifásica. Cualitativamente, las estimaciones de la permeabilidad relativa coinciden con las que se pueden encontrar en la literatura, identificándose las saturaciones residuales, los valores máximos de la permeabilidad relativa (endpoints), y diferentes formas de las curvas de permeabilidad relativa asociadas a drene e imbibición.

Abstract

In this work a methodology for estimation of two immiscible fluids relative permeability is presented for drainage and imbibition processes. Using a SEM image of rock samples, the pore network is identified and CFD routines are implemented along the tracking of the interface movement with the Level Set method. This process was done using the software Comsol Multiphysics. This proposal was applied to a scanning electron microscopy image of a real rock sample from the Formation Amaxac in the Paleochannel Chicontepec, Mexico, and based on the Darcy’s Law for multiphase flow the oil and water relative permeabilities were estimated. Qualitatively, the obtained relative permeability curves are similar to those encountered in the literature and features as: residual saturations and endpoint values are clearly identified, as well as the differences found in relative permeability curves for drainage and imbibition.

 

Palabras clave: permeabilidad relativa, dinámica de fluidos computacional, imbibición, drene, microscopía electrónica de barrido Keywords: relative permeability, Computational Fluid Dynamics, imbibition, drainage, Scanning Electron Microscopy



Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 13 nro 4 año 2022 Articulo 3

ANÁLISIS PARCIAL DE MICROORGANISMOS METANOGÉNICOS DURANTE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA DE ESTIÉRCOL BOVINO CON SUERO DE LECHE EN POLVO

PARTIAL ANALYSIS OF METANOGENIC MICROORGANISMS DURING ANAEROBIC DIGESTION OF CATTLE MANURE WITH WHEY POWDER


María L. Ruiz-Nito1, Marcela Cárdenas-Manríquez2, María M. Rivera-Ramírez2, José E. Botello-Álvarez1 y Ramiro Rico-Martínez3,* (1) Tecnológico Nacional de México Campus Celaya, Departamento de Ingeniería Bioquímica-Ambiental, Antonio García Cubas #600, Col. Alfredo Vázquez Bonfil, Celaya, Guanajuato – México, (2) Tecnológico Nacional de México Campus Celaya, Departamento de Ciencias Básicas, Antonio García Cubas #600, Col. Alfredo Vázquez Bonfil, Celaya, Guanajuato – México, (3) Tecnológico Nacional de México Campus Celaya, Departamento de Ingeniería Química, Antonio García Cubas #600, Col. Alfredo Vázquez Bonfil, Celaya, Guanajuato – México


Resumen

La digestión anaeróbica representa una alternativa sustentable para la conversión de residuos agroindustriales en productos de valor agregado como el biogás. Este estudio evalúa el efecto de la codigestión anaerobia de estiércol bovino con suero de leche en polvo sobre la dinámica de comunidades microbianas en condiciones mesofílicas. Se prepararon por triplicado tratamientos con una relación de inóculo-estiércol de 0.3 gVSII/gVSCM incluyendo acetato de sodio (406 mgC/L), BES (10 mM) o suero de leche en polvo (406 mgC/L). El análisis de la comunidad basada en secuenciación Illumina MiSeq reveló que Methanosaeta concilii (metanógeno acetoclástico) fue el arquea dominante durante el experimento completo. Comparado con el grupo control, el tratamiento con suero de leche incrementó la abundancia relativa de Methanosaeta concilii hasta en un 120%. Esta abundancia es alcanzada al día 19 y no es mantenida a lo largo de la digestión anaerobia probablemente debida al agotamiento del suero. Los tratamientos afectaron la diversidad y composición de bacterias y arqueas pero los filos dominantes fueron los mismos en todos, con excepción de la enmienda BES.

Abstract

Anaerobic digestion represents a sustainable alternative for the conversion of agro-industrial waste into value- added products such as biogas. This study evaluates the effect of anaerobic co-digestion of cattle manure with whey powder on the dynamics of microbial communities at mesophilic conditions. Amendments were prepared in triplicate with an inoculum-manure ratio of 0.3 gVSII/gVSCM including sodium acetate (406 mgC/L), BES (10mM) or whey powder (406 mgC/L). Illumina MiSeq sequencing-based community analysis revealed that Methanosaeta concilii (acetoclastic methanogen) was the dominant archaea during the whole experiment. Compared with the control group, treatment with added whey powder increased the relative abundance of Methanosaeta concilii by as much as 120%. This abundance is achieved on day 19 and is not maintained during the anaerobic digestion probably due to whey depletion. The amendments affected the diversity and composition of bacteria and archaea but the dominant phyla were the same in all, except the BES amendment.

 

Palabras clave: Bromoetanosulfonato de sodio (BES), suero de leche en polvo, estiércol bovino, Illumina MiSeq, Methanosaeta concilii Keywords: Sodium bromoethanesulfonate (BES), whey powder, cattle manure, Illumina MiSeq, Methanosaeta concilii



Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 13 nro 4 año 2022 Articulo 2

SEGURIDAD EN LA INDUSTRIA DE LA FERMENTACIÓN ABE: ESTUDIO DE PUNTOS DE INFLAMACIÓN Y MODELOS TERMODINÁMICOS

SAFETY IN THE ABE FERMENTATION INDUSTRY: STUDY OF FLASH POINTS AND THERMODYNAMIC MODELS


Jennifer L. Pérez-Vicente1, Cristian Ricárdez-García1, Antioco López-Molina1,*, Carolina Conde-Mejía1, Luis M. Valenzuela-Gómez1 (1) División Académica Multidisciplinaria de Jalpa de Méndez, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Carr. Libre Villahermosa–Comalcalco km. 27, Tabasco – México


Resumen

La fermentación ABE (Acetona-Butanol-Etanol) es relevante en la industria e investigación por su capacidad de producir solventes y productos químicos valiosos. Evaluar su peligrosidad es crítico debido a la producción de solventes inflamables y volátiles, lo que conlleva riesgos de incendios y exposición. Este estudio analiza el cambio en la peligrosidad de la mezcla ABE en solución acuosa. Se evaluaron los puntos de inflamación en concentraciones que varían del 100% v/v al 1.5% v/v para acetona + agua, butanol + agua, etanol + agua y ABE + agua. Se utilizaron equipos especializados de copa cerrada Pensky-Martens (modelo SYP1002B-IV) y un recirculador para el control de temperatura. Los resultados experimentales se compararon con cuatro modelos termodinámicos (NRTL, UNIFAC, UNIQUAC y Wilson). La ecuación de Antoine se usó para medir la presión de vapor y se aplicó una versión modificada de la ecuación de Le Chatelier para estimar los puntos de inflamabilidad. Se encontró que la mezcla ABE sigue siendo inflamable a concentraciones de 3.7% v/v, cambiando su nivel de peligrosidad de altamente inflamable a fácilmente inflamable. Sin embargo, las predicciones de los modelos termodinámicos presentaron desviaciones de hasta 6.6% de error a concentraciones bajas de las mezclas analizadas. Esto resalta la importancia de una evaluación detallada de riesgos en la fermentación ABE y en las secuencias de separación de productos para evitar posibles escenarios de incendio en el manejo, almacenamiento y transporte de productos.

Abstract

ABE (Acetone-Butanol-Ethanol) fermentation is relevant in industry and research due to its ability to produce valuable solvents and chemicals. Assessing its hazard is critical due to the production of flammable and volatile solvents, which carry fire risks and exposure. This study analyzes the change in the hazard of the ABE mixture in aqueous solution. Flashpoints were evaluated at concentrations ranging from 100% v/v to 1.5% v/v for acetone + water, butanol + water, ethanol + water, and ABE + water. Specialized Pensky-Martens closed cup equipment (model SYP1002B-IV), and a recirculator were used for temperature control. The experimental results were compared with four thermodynamic models (NRTL, UNIFAC, UNIQUAC, and Wilson). Antoine’s equation was used to measure vapor pressure, and a modified version of Le Chatelier’s equation was applied to estimate flash points. It was found that the ABE mixture remains flammable at concentrations of 3.7% v/v, changing its hazard level from highly flammable to easily flammable. However, the predictions of the thermodynamic models presented deviations of up to 6.6% error at low concentrations of the analyzed mixtures. This highlights the importance of detailed risk assessment in ABE fermentation and product separation sequences to avoid potential fire scenarios in product handling, storage, and transportation.

 

Palabras clave: Punto de Inflamación, coeficiente de actividad, copa cerrada, bioprocesos Keywords: Flash Point, activity coefficient, closed Cup, bioprocesses



Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 13 nro 4 año 2022 Articulo 1

ANÁLISIS EXERGÉTICO PARA UN EVAPORADOR MULTIEFECTO DE ALIMENTOS CON TERMOCOMPRESIÓN

EXERGETICAL ANALYSIS FOR A FOOD MULTI-EFFECT EVAPORATOR WITH THERMOCOMPRESSION


Christian O. Díaz-Ovalle1,*, Erika Ramos-Ojeda1, Fabiola Herrera-Enciso1, Florianne Castillo-Borja2 (1) Tecnológico Nacional de México/I. T. Roque, Departamento de Ingenierías, carretera Celaya-Juventino Rosas km 8.0 Celaya, 38124, Guanajuato – México, (2) Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica, Av. López Mateos 1801 Ote, 20256, Aguascalientes – México


Resumen

El análisis exergético es una estrategia que indica el nivel de aprovechamiento de la energía disponible de un sistema y su relación con los alrededores, esto está vinculado a un valor bajo de exergía destruida (ExD). Esta estrategia ha sido aplicada a plantas de procesamiento de alimentos, incluyendo la evaporación. En este trabajo, un análisis de exergía es desarrollado en un sistema de evaporación con termocompresión, el cual consiste en balances de exergía generalizados para cualquier tipo de secuencia y número de efectos. Un caso de estudio fue tomado de la industria láctea para comprender el cambio de ExD respecto a distintos parámetros del sistema de evaporación. La solución numérica fue posible con el paquete computacional FEVAT ®. Los resultados indicaron que la ExD es reducida: 8% por el aumento de un efecto en la secuencia, 3% por el cambio del efecto que envía vapor al termocompresor y 6% por usar la capacidad calorífica del alimento como constante. El análisis de exergía aporta una descripción mayor sobre la sustentabilidad y eficiencia que pueden presentar los procesos de alimentos.

Abstract

The exergetical analysis indicates the performance level of the available energy in a system and its relation with the environment, which is related to a low value of exergy destruction (ExD). This strategy has been applied to foodstuff processing plants that include evaporation. Herein, an exergetical analysis is developed through a milk evaporation process with thermocompression, which involves generalized exergy balances for any evaporation sequence and quantity of effects. From the dairy industry, a study case was considered to understand the change of ExD to a diversity of parameters from the evaporation system. The numerical solution was possible with the FEVAT ® computational package. The results showed that ExD is reduced: 8% by an increment in the number of effects, 3% by changing the effect that feeds the thermocompressor, and 6% by a constant heat capacity of the foodstuff. The exergy analysis provides an outstanding description of the sustainability and performance of the foodstuff processes.

 

Palabras clave: balances de energía, exergía destruida, paquete FEVAT, industria láctea Keywords: energy balances, destroyed exergy, software FEVAT, dairy industry



Avances en Ciencias e Ingeniería Vol. 13 nro 4 año 2022

ISSN: 0718-8706

Teoría/Aplicación (Theory/Application)


1. Análisis exergético para un evaporador multiefecto de alimentos con termocompresión. Exergetical analysis for a food multi-effect evaporator with thermocompression. Christian O. Díaz-Ovalle, Erika Ramos-Ojeda, Fabiola Herrera-Enciso, Florianne Castillo-Borja (pp. 1-8).


2. Seguridad en la industria de la fermentación abe: estudio de puntos de inflamación y modelos termodinámicos. Safety in the abe fermentation industry: study of flash points and thermodynamic models. Jennifer L. Pérez-Vicente, Cristian Ricárdez-García, Antioco López-Molina*, Carolina Conde-Mejía, Luis M. Valenzuela-Gómez (pp. 9-16).


3. Análisis parcial de microorganismos metanogénicos durante la digestión anaerobia de estiércol bovino con suero de leche en polvo. Partial analysis of metanogenic microorganisms during anaerobic digestion of cattle manure with whey powder. María L. Ruiz-Nito1, Marcela Cárdenas-Manríquez2, María M. Rivera-Ramírez2, José E. Botello-Álvarez1, Ramiro Rico-Martínez (pp. 17-26).


4. Estimación de la permeabilidad relativa bifásica a partir de la simulación de flujo de fluidos en micrografías de rocas. Estimation of the two-phase relative permeability from fluid flow simulations in rock micrographs. Jorge A. Briones-Carrillo, Carlos G. Aguilar-Madera, Víctor Matías-Pérez (pp. 27-35).


5. Modelo semi-empírico para determinar la viscosidad aparente de una espuma que fluye a través de una fractura. Semi-empirical model to determine the apparent viscosity of a foam flowing through a fracture. Víctor Matías-Pérez, Josué Pérez-Esparza, Simón López-Ramírez, Carlos G. Aguilar-Madera, Jorge A. Briones-Carrillo (pp. 37-45).