Etiqueta: Avances en Ciencias e Ingenieria

A BATCH REACTOR CONSTRUCTION FOR OBTAINING BIODIESEL FROM OIL Ricinus communis

Se construyó un reactor discontinuo para obtener biodiesel a partir de 5 litros de extracto obtenido de la semilla de Ricinus communis. El reactor es de acero inoxidable, con longitud de 29 cm; diámetro interno de 15,24 cm y fondo cónico de 20cm de largo, espesor de la pared de 0,2cm, resistencia tubular de 1000 W y motor de 110 volt. Se extrajo y se comparó con las normas respectivas las propiedades físicas y químicas del aceite crudo. Se realizaron pruebas preliminares de transesterificación del aceite catalizadas con NaOH para constatar la viabilidad de la reacción y definir las condiciones operacionales. El biodiesel obtenido fue caracterizado y comparado con referencias presentes en la literatura. Los resultaron mostraron que es posible obtener el biocombustible en el reactor discontinuo con un grado de conversión 88%; confirmando su aplicación en reacciones de transesterificación en medio básico.

Abstract

A batch reactor was constructed to obtain biodiesel from 5 liters of extracted from the seed of Ricinus communis. The reactor is made of stainless steel, 29cm length, 15.24 cm of inner diameter and a conical base of 20cm long, wall thickness of 0.2 cm, 1000 W tubular resistance and 110 volt motor. It is extracted and compared with the respective norms the physical and chemical properties of crude oil. Preliminary tests catalyzed transesterification of the oil with NaOH to verify the feasibility of the reaction and define the performed operational conditions. Obtained biodiesel was characterized and compared with references. The results showed that it is possible to obtain the biofuel in the batch reactor with a conversion 88%, confirming its application in transesterification reactions in a basic medium.

THE BIOMASS AS ALTERNATIVE TO PETROLEUM FOR CHEMICAL PRODUCTS OBTENTION: ACETONE AND ETHANOL AS PLATFORM MOLECULES

En este trabajo se pretende reflejar el potencial de la biomasa como materia prima para la obtención de productos químicos de elevado valor añadido, integrando su viabilidad económica y técnica dentro del concepto de biorefinería. Considerando el gran número de trabajos existentes acerca de la obtención de biocombustibles, se hace hincapié en el aprovechamiento de los subproductos de estos procesos, abordando la transformación de dos de las moléculas plataforma de mayor proyección: el etanol y la acetona. Si bien gran parte de los procesos químicos que se exponen no son novedosos, la necesidad de sustituir el petróleo por una materia prima renovable ha impulsado de nuevo su estudio y la optimización de los parámetros que actualmente limitan su implantación en la industria, desarrollando nuevos catalizadores y estudiando la influencia de diferentes condiciones de reacción.

Abstract

The potential of biomass as a source of chemical products is presented in this work. The concept of biorefinery is analyzed, considering that the integration of biofuels and chemicals is necessary to guarantee the technical and economic viability. Two main platform molecules are evaluated: the ethanol and the acetone, analyzing the most promising processes to obtain a high variety of products with high value in chemical, pharmaceutical and food industries. Despite most of these processes were firstly proposed more than 50 years ago , the need of petroleum replacement as raw material for most of the chemicals has motivated new researches to focus on some parameters that limit their implementation in an industrial scale. The optimization of heterogeneous catalysts is one of the key parameters in these studies.

REMEDIATION OF SOILS CONTAMINATED WITH MOTOR OIL BY HIGHLY BIODEGRADABLE SURFACTANTS

En el presente trabajo se ha estudiado el proceso de remediación de un suelo arenoso contaminado con aceite de motor, empleando dos sistemas de lavado, uno discontinuo y otro continuo. Además se evaluó la capacidad de tres surfactantes altamente biodegradables, dos sintéticos (Glucopon 600 y Findet 1214N/23) y un biosurfactante producido por Bacillus subtilis, para facilitar la eliminación del contaminante. Los resultados obtenidos con el sistema continuo fueron mejores en todos los casos a los del discontinuo, incluso con agua destilada como solución de lavado. Tanto la incorporación de los tensioactivos como el aumento de la temperatura incrementaron significativamente la remoción del contaminante en ensayos realizados con el sistema discontinuo, destacando los buenos resultados obtenidos con el biosurfactante a concentraciones próximas a la CMC. En el sistema continuo la concentración de tensioactivo no resultó tan determinante para la eliminación del contaminante , al menos por debajo de la CMC.

Abstract

The remediation of a sandy soil contaminated with motor oil was studied by applying two different washing procedures: one discontinuous and the other continuous. In addition the capacity of three highly biodegradable surfactants, two synthetic (Glucopon 600 and Findet 1214N/23) and a biosurfactant from Bacillus subtilis, to enhance oil removal was tested. The results obtained with the continuous procedure were much better than those achieved with the discontinuous one, even in experiments conducted with distilled water. Both the addition of surfactants and the rise in temperature significantly increased the removal of the pollutant in experiments conducted with the discontinuous procedure, but the biosurfactant showed a higher capacity for soil remediation than the synthetic surfactants at concentrations close to its CMC. Conversely, when the continuous method was used, surfactant concentration seems to have a lower effect on motor oil removal, at least below the CMC.

WATER MICROPOLLUTANTS: CLASSIFICATION AND TREATMENT TECHNOLOGIES

En el presente artículo se revisan las distintas clases de contaminantes emergentes, su origen y uso, y su presencia en las cuencas españolas, tanto en aguas superficiales como subterráneas. Los microcontaminantes emergentes son compuestos de distinto origen y naturaleza que hasta ahora habían pasado inadvertidos debido a su baja concentración (en el orden de las ppb) y sobre los que no hay regulación específica. Están divididos en seis grandes grupos y muchos de ellos se comportan como disruptores endocrinos, provocando efectos negativos sobre la salud humana y el medio ambiente. Se encuentran presentes en las aguas ya que las plantas de tratamiento de aguas residuales no están diseñadas para su eliminación, por lo que están siendo vertidos. Se discuten las distintas alternativas para su eliminación – tratamiento físico-químicos, biológicos y tecnologías híbridas – , destacando dentro de los procesos físico-químicos el empleo de procesos avanzados de oxidación (AOPs) que están resultando muy prometedores.

Abstract

This article reviews the different kinds of emerging contaminants, their origin and use, and their presence in the Spanish waters, both in surface and groundwater. Micropollutants are compounds of different origin and chemical nature which had been unnoticed (due to their low concentration) and don’t have specific regulation. They are divided into six major groups, and many of them behave as endocrine disruptors causing large negative effects on human health and environment. They are in waters because the waste water treatment plants are not designed for their removal, so they are being discharged. Different alternatives for their removal are discussed – physico- chemical, biological and hybrid treatment technologies -. Among the physicochemical process, the advance oxidation processes (AOPs) are very promising.

A NEW TOOL FOR THE STUDY OF RESONANCE IN CHEMICAL EDUCATION

El objetivo de este trabajo es presentar un proyecto basado en el computador, para el que se ha escrito el logicial POLAR y una versión de PAPID para el estudio del tema de la resonancia en Química. Ambos algoritmos permiten una mejor estrategia didáctica y adaptación metodológica al estudio de las propiedades moleculares en docencia Química. Los profesores encontrarán las opciones de POLAR y PAPID muy útiles para demostraciones. Queda todavía por explorar la acomodación metodológica de estos programas informáticos para enriquecer las actuales técnicas de enseñanza. Realizar nuevos algoritmos en situaciones de aprendizaje es técnicamente sencillo, pero comprobar su utilidad en la práctica de la docencia es extraordinariamente complejo y requiere una investigación que apenas ha comenzado. El tema de la resonancia en Química representa una oportunidad para la integración de la docencia y la investigación dentro del Espacio Europeo de Educación Superior.

Abstract

The objective of this study is to present a computer-based project, for which our program POLAR and our version of PAPID were written for the study of the subject of resonance in chemistry. Both algorithms allow a better didactic strategy and methodological adaptation for the study of molecular properties in chemical education. Teachers will find the options of POLAR and PAPID useful for demonstrations. It is still to be explored the methodological application of these computational programs enriching the present teaching techniques. Implementing new algorithms in learning situations is technically simple, but checking their usefulness in teaching practice is extraordinarily complex and requires a research that has hardly begun. The topic of resonance in chemistry represents an opportunity for the integration of teaching and research into the European Space for Higher Education.

THE TEACHING-LEARNING PROCESS OF GENERAL CHEMISTRY BY USING VIRTUAL LABORATORIES

En el presente artículo se describe la utilización de un conjunto de softwares elaborados con fines didácticos para simular la realización de prácticas de laboratorio y apoyar la docencia de la Química General en una universidad cubana. Se explica cómo estos softwares fueron diseñados de manera que su ambiente visual semejara el interior de un laboratorio químico, al tiempo que se controla la interacción del estudiante con los equipos y utensilios según los objetivos previstos en la práctica. Además de contribuir al ahorro de recursos y cuidado del medio ambiente, la introducción del software en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Química General favorece que los estudiantes adquieran las habilidades necesarias para realizar las prácticas en el laboratorio real, pues tienen la oportunidad de repetir las prácticas virtuales tantas veces como lo consideren necesario. Asimismo, se facilita la autoevaluación y se incluyen instrucciones para el estudio independiente.

Abstract

In this paper it is described the use of a group of software, elaborated with didactic objectives, for simulating lab practices and support General Chemistry’s learning at a Cuban university. It is explained how the software were designed so that their visual environment looked like the interior of a chemical laboratory, at the same time, it is monitored the student’s interaction with the equipments and instruments according to the objectives expected in the practice. Besides contributing to the saving of resources and care of the environment, the introduction of the software in the process of teaching-learning of General Chemistry allows the students to acquire the necessary abilities to carry out the practices in the real laboratory, since they have the opportunity to repeat the virtual practices as much as necessary. Also, the evaluation is facilitated and instructions for the independent study are included.

WATER ADSORPTION AND DESORPTION ISOTHERMS ON MILK POWDER: II. WHOLE MILK

El objetivo de este trabajo fue determinar las isotermas de adsorción y desorción de agua sobre leche de vaca en polvo entera. Se realizaron las experiencias a 15, 25 y 40ºC, en un rango de humedades y actividades de agua propias de las condiciones habituales en que se desarrollan los procesos de secado, envasado y almacenamiento. Se determinó el calor isostérico de adsorción estudiando la influencia de la temperatura sobre las curvas obtenidas. Los datos experimentales se correlacionaron con el modelo referencial de Guggenheim, Anderson y de Boer (GAB). Tanto para la adsorción como para la desorción se observó un buen ajuste del modelo. Las isotermas presentaron formas muy similares entre si y se comprobó el fenómeno de histéresis al comparar las isotermas de adsorción con las de desorción.

Abstract

The aim of this research was the determination of adsorption and desorption isotherms of cow whole milk powder. The experiments have been carried out at 15, 25 and 40 ºC, in ranges of moisture and water activity characteristic of normal conditions in which the processes of drying, packaging and storage are developed. By studying the influence of the temperature on the experimental plots, the isosteric adsorption heat was determined. Experimental data were correlated to the referential model of Guggenheim, Anderson and Boer (GAB). For both, adsorption and desorption, a good model fit was observed. The isotherms showed very similar shapes between them and, by comparing adsorption and desorption isotherms, the phenomenon of hysteresis was confirmed.

ENERGY EVALUATION OF HEATER-TREATER AT CANASÍ OIL BATTERY

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en la evaluación energética del tratador térmico de la planta de procesamiento de crudos de Canasí en el primer semestre del 2010. La evaluación consideró el cálculo de la eficiencia de separación, el porcentaje de pérdidas de calor al exterior, el porcentaje en exceso de aire y el rendimiento térmico por los métodos directo e indirecto. Para la solución de los balances de masa y energía se confeccionó un libro de trabajo en Microsoft Excel, que facilitó integrar en la evaluación otros equipos de la planta como el intercambiador de calor de crudo y el enfriador de agua. Se obtuvo que el tratador térmico presenta una alta eficiencia desde el punto de vista hidrodinámico, pero una baja eficiencia desde el punto de vista térmico, siendo las pérdidas de calor sensible en los gases de combustión las mayores.

Abstract

In this paper the results obtained in the energy evaluation of the heater-treater at Canasí oil battery in the first semester of 2010 are presented. The evaluation considered the calculation of separation efficiency, heat loss to ambient percent, air excess percent and thermal efficiency by direct and indirect methods. For the solution of mass and energy balances a Microsoft Excel workbook was developed, which facilitated to take into account in the evaluation other equipment in the plant such as the oil heat exchanger and the water cooler. The results showed that the heater-treater has a high hydrodynamic efficiency, but a low thermal efficiency, being gas sensible heat loss the biggest one.