Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica (México)https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/77297052026-04-05T09:15:28Z2026-04-05T09:15:28ZOptimización de un reactor para la producción de biodiésel utilizando cavitación hidrodinámicahttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/77301282023-07-21T16:18:40ZOptimización de un reactor para la producción de biodiésel utilizando cavitación hidrodinámica
La aplicación de la cavitación hidrodinámica (CH) para intensificar la síntesis de biodiésel a partir de la reacción de transesterificación ha resultado ser atractiva ya que presenta ventajas tales como de producción, consumo energético y de tiempo con respecto a los sistemas convencionales. Se evaluó el efecto de la aplicación de la CH sobre la síntesis de biodiésel, en un prototipo de cavitación con capacidad máxima de volumen de trabajo de 60 L. La evaluación se llevó a cabo en dos bloques experimentales. En ambos bloques, se emplearon dos diseños de experimentos de tipo Box-Behnken. Además, las condiciones experimentales de presión, flujo y temperatura fueron controladas para obtener un número de cavitación (Cv) entre 0 y 1. Durante todos los experimentos no se aplicó agitación mecánica, ni control de temperatura. El objetivo del primer bloque experimental consistió en la optimización en los consumos de reactivos y tiempo de la reacción de transesterificación, empleando como dispositivo de cavitación un tubo Venturi de 2 mm de contracción. Los reactivos empleados fueron aceite vegetal de soya, metanol e Hidróxido de potasio (KOH) como catalizador. El volumen total de mezcla en cada experimento fue de 20 L. Los factores evaluados fueron: relación molar aceite-metanol, porcentaje de catalizador y tiempo. Las mejores condiciones de operación para la síntesis de biodiésel obtenidas por el ANOVA fueron al aplicar relación molar de 1:5.4, porcentaje de catalizador de 1.5 % m/m, en un tiempo de reacción de 25 min; siendo el porcentaje de catalizador y la relación molar, los factores con mayores efectos significativos. Los máximos porcentajes de conversión a biodiésel observado y estimado fueron de 94% y 94.4%, respectivamente. En el segundo bloque experimental la síntesis de biodiésel se llevó a cabo con aceite vegetal gastado del sector restaurantero, metanol e KOH como catalizador. En el diseño de experimentos (DDE) se tomaron como variables el volumen de mezcla, número de tubos Venturi y tiempo. El ANOVA arrojó que las mejores condiciones de reacción fueron: 3 tubos Venturi, 60 L en volumen de mezcla y en un tiempo de reacción de 29.12 min; siendo el volumen y el tiempo los factores más significativos. Los máximos porcentajes de conversión a biodiésel observado y estimado fueron de 98.14% y 98.59%, respectivamente. El consumo energético mínimo calculado fue de 18.10 Wh/kg, que es inferior en comparación con la producción convencional
Transesterificación de aceite de reuso para la producción de biodiesel mediante la aplicación de ultrasonido en un reactor semipiloto continuohttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/77301222023-07-21T16:18:40ZTransesterificación de aceite de reuso para la producción de biodiesel mediante la aplicación de ultrasonido en un reactor semipiloto continuo
Uno de los métodos de intensificación más empleados en la producción de biodiésel es el ultrasonido. Este es capaz de acelerar la reacción de transesterificación sin requerir sistemas de calentamiento o agitación adicionales debido a un aumento puntual de la temperatura y presión, y por ende, de la energía de activación en la reacción. Por tanto, en el presente trabajo se propone el uso de cavitación ultrasónica en la transesterificación de biodiésel para optimizar el proceso de producción en un sistema semi-piloto continuo mediante un diseño Box-Behnken. Se evaluó el efecto en la conversión a biodiésel de diversos parámetros en la reacción de transesterificación: la concentración de catalizador (% de hidróxido de potasio KOH), la relación molar metanol: aceite y el tiempo de residencia en el reactor. Los resultados obtenidos mostraron que la concentración de catalizador y la relación molar fueron los únicos efectos principales significativos. Las condiciones óptimas de operación fueron 1.75% de hidróxido de potasio (KOH), relación molar de 6.82:1 y un tiempo de residencia de 30 minutos para obtener una conversión a biodiésel de 94.26%. Por otra parte, en una celda de flujo acoplada a un sonotrodo Hielscher de 500 W, se efectuaron un par de pruebas para verificar la operabilidad de la misma para la producción de biodiesel. Los resultados no fueron del todo concluyentes, ya que, dada la viscosidad del aceite, la cavitación ultrasónica no se efectúa de manera idónea para poder realizar un diseño de experimentos adecuado.
One of the most widely used intensification methods in biodiesel production is ultrasound. This is capable of accelerating the transesterification reaction without requiring additional heating or stirring systems due to a specific increase in temperature and pressure, and therefore, in the activation energy in the reaction. Therefore, in the present work the use of ultrasonic cavitation in biodiesel transesterification is proposed to optimize the production process in a continuous semi-pilot system using a Box-Behnken design. The effect on the conversion to biodiesel of various parameters in the transesterification reaction was evaluated: the catalyst concentration (% potassium hydroxide KOH), the methanol:oil molar ratio and the residence time in the reactor. The results obtained showed that the catalyst concentration and the molar ratio were the only significant main effects. The optimal operating conditions were 1.75% potassium hydroxide
Evaluación electroquímica de Tequila 100% agave en sus diferentes clases: Hacia el desarrollo de sensores electroquímicos útiles para la evaluación de la calidad de la bebidahttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/77301242023-07-21T16:18:40ZEvaluación electroquímica de Tequila 100% agave en sus diferentes clases: Hacia el desarrollo de sensores electroquímicos útiles para la evaluación de la calidad de la bebida
El Tequila es una bebida alcohólica derivada de las cabezas de agave de la especie tequilana Weber variedad azul la cual solo puede ser cultivada en los territorios correspondientes a los que la legislación vigente señale la Norma Oficial Mexicana NOM-006-SCFI-2012. Dentro de esto, el tequila se clasifica de acuerdo con su tiempo de maduración siendo blanco, joven u oro, reposado, añejo y extra-añejo dentro de los cuales adquiere características relacionadas a este proceso. En el presente trabajo de investigación se realizó la caracterización fisicoquímica y electroquímica de diferentes bebidas de interés para obtener información fundamental que permita diseñar electrodos específicos útiles como sensores electroquímicos para evaluar la calidad de las bebidas alcohólicas. La caracterización fisicoquímica consistió en cromatografía de gases y líquidos, espectrometría de masas de relaciones isotópicas y espectroscopia de absorción atómica. Se observó que los parámetros cromatográficos declarados por las normas oficiales mexicanas vigentes deben complementarse con otra técnica analítica para discriminar entre Tequila y muestras problema. Los resultados anteriores se relacionan satisfactoriamente con los estudios electroquímicos. Los voltamperogramas de pulso diferencial de las muestras de Tequila 100% agave en sus diferentes clases mostraron tres señales características: i) -0.05 V vs. Ag/AgCl(sat) atribuible a la reducción de Cu2+ a Cu0 presente en la muestra; ii) 0.34 V vs. Ag/AgCl(sat) relacionado con la fracción polifenólica que tiene actividad antioxidante; por tanto a la oxidación de compuestos orgánicos que contienen el grupo catecol, y iii) 0.50 V vs. Ag/AgCl(sat) debido a la oxidación del grupo flavonoide presente en la muestra debido al proceso de maduración; con estos resultados se determinó el índice electroquímico de color para Tequila 100% agave, muestras problemas y bebidas alcohólicas provenientes de otras especies de agave.
Tequila is an alcoholic beverage derived from the agave heads of tequilana Weber blue variety which can only be cultivated in the corresponding territories to which the current legislation indicates the Official Mexican Standard NOM-006-SCFI-2012. Within this, tequila is classified according to its maturation time such as silver, gold, aged, extra-aged, and ultra-aged...
KW:Electrochemical Detection, Electrochemical Sensors, Tequila 100% agave, Electrochemical color index
Sistemas multicapa de barrera continua e inhibidor de corrosión obtenidos mediante jet de plasma a presión atmosférica para la protección de aluminiohttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/77301212023-07-21T16:18:40ZSistemas multicapa de barrera continua e inhibidor de corrosión obtenidos mediante jet de plasma a presión atmosférica para la protección de aluminio
El desarrollo de recubrimientos capaces de proteger a los metales de la corrosión es una necesidad siempre latente y en constante mejora debido a los altos costos que la corrosión representa en el mantenimiento o reemplazo de componentes metálicos. En este proyecto se desarrollaron novedosos recubrimientos por la técnica de jet de plasma a presión atmosférica para la protección de la corrosión del aluminio 3003. El proyecto comienza con la caracterización de las variables más importantes del sistema de jet de plasma a presión atmosférica (APPJ) acoplado al brazo robótico automatizado, este sistema será utilizado para la obtención de recubrimientos. Esto se realizó para conocer el efecto de cada variable y buscar la obtención de recubrimientos continuos de óxido de silicio. Los recubrimientos obtenidos en este capítulo fueron particulados, por lo que se decidió probar el cabezal Plasma Clean®. A partir del sistema APPJ fue posible obtener recubrimientos continuos de óxido de silicio, estos tienen propiedades que los hacen viables para usarlos como barrera protectora contra la corrosión. Se caracterizaron y evaluaron electroquímicamente los recubrimientos obtenidos por ambos cabezales del plasma a presión atmosférica. El resultado fue que los depósitos son capaces de proteger contra la corrosión al sustrato de aluminio. Se realizó el estudio del cerio como inhibidor de corrosión en película única. Se consideraron dos métodos para depositar especies de cerio, el primero es un método de inmersión y el segundo método es APPJ. El método de plasma demostró ser una excelente opción para la aplicación de inhibidor de corrosión ya que es capaz de depositar Cerio (III) en altas concentraciones, los resultados muestran que estas especies de cerio son capaces de oxidarse durante la corrosión y tener un efecto de inhibición. El samario fue probado como inhibidor de corrosión. Se aplicó el deposito continuo obtenido en el Capítulo 5 sobre una película de especies de samario, se caracterizó y evaluó en corrosión. Los resultados mostraron una mejora contra la corrosión y se demostró que el principio de inhibición de corrosión por parte del samario es similar al de cerio. Se obtuvo un novedoso recubrimiento de óxido de grafeno obtenido por jet de plasma a presión atmosférica y se evaluó como película única buscando características de una barrera protectora.
KEYWORDS: Coatings, Jet de Plasma a Presión Atmosférica, Corrosion inhibition, Aluminio, Recubrimientos, Corrosión