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tesis de grado
Publicado 2019
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El objetivo de esta investigación fue evaluar la desinfección fotocatalítica con TiO2 para Escherichia coli de aguas para consumo humano en un reactor de flujo continuo; construido por cuatro tubos de vidrio tipo Pyrex de diámetro de 2 pulgadas y longitud de 70 cm armados en circuito continuo, con caudal de 9.3 L/h y tiempo de retención hidráulica de 6.75 minutos. Se aplicó cuatro tratamientos, el Tratamiento 1 sin catalizador y los Tratamientos 2, 3 y 4 con TiO2 expuestos a la radiación solar, con tiempos de exposición de 60 minutos monitoreado a las 11:15, 11:45 y 12:15 horas, empleando agua subterránea con presencia de Escherichia coli. El porcentaje de inactivación de los tratamientos fueron de 9.1, 78.6, 45.8 y 53.5% para los Tratamientos 1, 2, 3 y 4, respectivamente. Se concluye que el uso de TiO2 como catalizador en la fotocatálisis incrementa la inactivación del E. c...
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informe técnico
Publicado 2024
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El presente trabajo tuvo como objetivo el modelamiento cinético de las reacciones múltiples (paralelo, serie y serie-paralelo) tanto en reactores discontinuos como en los continuos. Para el efecto, se tomaron como base reacciones irreversibles de dos o más etapas en fase liquida. Se describieron las ecuaciones cinéticas para cada componente y se resolvieron matemáticamente encontrando soluciones analíticas para reacciones de primer orden. Las reacciones en serie de dos y más etapas en reactores discontinuos fueron resueltas usando la transformada de Laplace. Las reacciones serie-paralelo de dos etapas conducen a una cinética de segundo orden y el modelamiento presenta una ecuación diferencial ordinaria de primer orden. Los resultados en reacciones paralelas muestran que la concentración de los componentes varía exponencialmente en el tiempo, y en reacciones en serie la concent...
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artículo
Publicado 2005
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Los avances tecnológicos alcanzados, específicamente en lo referente a sistemas de control computarizado, están facilitando al ingeniero químico el mejor manejo y control de un mayor número de variables, restricciones y especificaciones que intervienen en un proceso determinado, haciendo que estos sean más eficientes y permitiendo obtener mejores rendimientos sin descuidar la calidad del producto y los niveles de producción requeridos. El sistema de control que se plantea busca mantener el valor de la temperatura deseado para una reacción química de modo que se pueda obtener la mayor conversión posible, ante la presencia de perturbaciones que se dan en el transcurso del proceso asociadas a los flujos y concentraciones de los reactantes, así como del flujo y temperatura del vapor saturado de calentamiento. A partir del modelamiento del proceso que se plantea en este artículo y...
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tesis de maestría
Publicado 2005
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La presente tesis se compone de cuatro capítulos: en el primer capítulo se plantea los objetivos de la esta investigación y se realiza una recopilación de información referente a investigaciones relacionadas con el control y la automatización de reactores químicos CSTR. En el segundo capítulo realiza una introducción teórica sobre el reactor tanque agitado continuo, así mismo se desarrolla el modelo matemático de un reactor químico de este tipo, el cual servirá para la simulación del sistema a controlar. En el tercer capítulo se lleva a cabo el desarrollo de los criterios de diseño y parámetros de sintonización de los diversos controladores implementados para aplicarlos al reactor. En el cuarto capítulo se presentan las simulaciones del sistema sometido a la acción de control de los diversos controladores, para luego elaborar un análisis de la performance de cada un...
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tesis de maestría
Publicado 2005
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La presente tesis se compone de cuatro capítulos: en el primer capítulo se plantea los objetivos de la esta investigación y se realiza una recopilación de información referente a investigaciones relacionadas con el control y la automatización de reactores químicos CSTR. En el segundo capítulo realiza una introducción teórica sobre el reactor tanque agitado continuo, así mismo se desarrolla el modelo matemático de un reactor químico de este tipo, el cual servirá para la simulación del sistema a controlar. En el tercer capítulo se lleva a cabo el desarrollo de los criterios de diseño y parámetros de sintonización de los diversos controladores implementados para aplicarlos al reactor. En el cuarto capítulo se presentan las simulaciones del sistema sometido a la acción de control de los diversos controladores, para luego elaborar un análisis de la performance de cada un...
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artículo
Publicado 2021
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El objetivo fue diseñar un reactor de flujo continuo para la remoción experimental del plomo por electrocoagulación en las aguas del río Coata de Puno, Perú. El diseño del reactor consistió en dos celdas de flujo continuo que se conectaron por un canal de tuberías. Las dimensiones de las celdas fueron las siguientes: 17 x 20 x 30 cm. Los electrodos con medición de 23 x 11 cm. y con un adicional de 1 cm2 . Asimismo, la fuente de voltaje fue de 50 Vdc con una densidad de corriente de 0.8 A. El ángulo de salida para el fluido fue de 45° donde existió un caudal de 0.008 L/s con 18.36 minutos de tiempo de retención en la primera celda y 34.68 min en la segunda, respectivamente. La concentración inicial del plomo en la muestra de aguas sin tratamiento fue de 0.081 mg/L-1. Para la primera celda, la concentración que se halló fue de 0.038 mg/L-1, mientras que, 0,011 mg/L-1 corres...
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informe técnico
Publicado 2021
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Debido a las características del reactor de flujo de mezcla completa CSTR, la velocidad de reacción es baja. Esto implica que se obtiene baja conversión de los reactantes o se necesita un gran volumen para alcanzar conversiones altas que operativamente no es práctica. Una posible solución para lograr altas conversiones es operar con una batería de reactores CSTR instalados en serie con un menor volumen de reactor cada uno de ellos. En este trabajo se ha demostrado un procedimiento analítico para determinar el tamaño óptimo de reactores CSTRs instalados en serie que operan isotérmicamente donde se efectúan una reacción de segundo orden en fase liquida. Se ha utilizado un sistema en serie de cinco reactores CSTR donde la concentración inicial a la entrada del primer reactor y a la salida del último es conocida. El método de optimización involucra la minimización del volume...
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tesis de maestría
Publicado 2024
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Los drenajes ácidos de minas, son los desechos acuosos más dañinos y químicamente complejos producidos por la industria minera, que provocan la contaminación de las fuentes de agua dulce, afectan a las comunidades humanas y al medio ambiente, generalmente contienen grandes cantidades de metales pesados que tienen valor económico como cobre, zinc, manganeso e incluso el hierro. Por lo que el problema principal es cómo separar el Cu, Zn, Fe y oros metales de manera selectiva. Se han realizado pruebas de la precipitación selectiva principalmente en reactores batch, pero los comportamientos de las variables no están bien definidos en reactores de tanque agitado continuo (CSTR). Por lo que el objetivo del trabajo es evaluar las condiciones favorables del tratamiento del drenaje ácido de mina para recuperar el zinc mediante la precipitación selectiva por sulfuración con sulfuro de ...
10
tesis de grado
Publicado 2015
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Se ha diseñado el reactor tanque agitado con flujo continuo para la recuperación del monóxido de carbono de loe efluentes gaseosos provenientes de la tostación del sulfuro de zinc de la refinería de Cajamarquilla como una de las alternativas de solución para disminuir la contaminación ambiental haciendo burbujear el monóxido de carbono en una solución de soda caustica. Todo el conjunto de este reactor diseñado consta de: Reactor (recipiente), sistema de agitación (motor, impulsores, eje del impulsor), burbujeador o distribuidor del monóxido de carbono. Para el diseño del reactor se ha empleado el modelo de la doble película de reactor tanque agitado de flujo continuo, evaluando las variables de diseño del reactor y sus componentes en función a las condiciones de operación seleccionada. Finalmente se ha evaluado el impacto de todas las variables que afectan al diseño del...
11
tesis doctoral
Publicado 2021
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El objetivo de la presente investigación es evaluar la degradación del azul de metileno (AzMe) empleando óxido de hierro en su forma de hematita (��� − ������2���3) soportado en liparita, en un reactor empacado de flujo continuo en estado estacionario. La hematita es sintetizada a partir del drenaje ácido de mina, utilizando el pasivo ambiental de Quiulacocha (Simón Bolívar – Región Pasco) aplicando una precipitación selectiva para recuperar el hierro (III). El porcentaje de remoción máximo de AzMe es de 92,0125 % cuando los factores son pH de la precipitación selectiva 3,5; temperatura de la solución coloreada 50°C, concentración de peróxido de hidrógeno 0,15 g/L y caudal de alimentación de 6,0 mL/min y se representan en unidades no codificadas por la ecuación: % ������������������ó��� = 108,83 − ...
12
tesis de grado
Publicado 2014
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El presente proyecto de investigación tiene como finalidad el diseño y el modelamiento matemático de un Reactor tipo Tanque con Agitación Continua (CSTR) en el cual se desarrolla una reacción exotérmica. Así mismo se diseña un sistema de control de temperatura basado en redes neuronales, el cual será simulado bajo el funcionamiento de operación normal y también sometido a perturbaciones y ruido; para evaluar su rendimiento se diseña un controlador PID para hacer un análisis comparativo con el controlador planteado. El reactor es la unidad procesadora diseñado para que en su interior se lleve a cabo una reacción química (saponificación de acetato de etilo con hidróxido de sodio). Dicha unidad procesadora está constituida por un recipiente cerrado, el cual cuenta con líneas de entrada y salida, del material reactante. Este tipo de reactor consta de un tanque con una agi...
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tesis de grado
Publicado 2013
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Los aceites vegetales usados en la ciudad de lquitos por los diferentes centros que expenden comidas, entre estos: casa domiciliaras, restaurants, chifas, comidas al paso aproximadamente se recogen entre 95 - 120 litros/mes. Dato realizado a manera de encuesta. El volumen menos recogido son en los domicilios, ya que los desperdicios son arrojados en los lavaderos que representa un 35 % del volumen total recogido desechado a los drenajes sin haber recibido un tratamiento primario. Un lítro de aceite convierte 1 millón de litros de agua potable en agua inutilizable y esto es debido a que el aceite se mantiene sobre la superficie el agua debido a su menor densidad y es muy dificil de etiminar, en los rios incrementa su carga orgánica contaminante formando capas en la superficie del agua que impide el paso del oxígeno, disminuyendo la taza de oxigenación de las aguas esencial para la vi...
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informe técnico
Publicado 2019
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El modelamiento de todos los procesos físicos tanto de origen natural, aquellos generados por la intervención del hombre, hoy en día se constituye una herramienta fundamental e imprescindible para estudiar la puesta en marcha de una nueva planta industrial, mejorar los procesos en una planta ya existente o para predecir fenómenos físicos naturales entre otros; particularmente, el estudio de los procesos químicos se llevan a cabo en unos equipos denominados reactores químicos y uno de estos tipos de reactores son los denominados reactores semicontinuo, cuya denominación es debido a las diversas formas de operación que se lleva acabo. Cabe mencionar que los reactores batch y continuo, son casos particulares de operación de los reactores semicontinuo. En estos reactores semicontinuo es posible plantear las ecuaciones de conservación de masa total, las ecuaciones de conservación ...
15
tesis de grado
Publicado 2022
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Las aguas residuales desde siempre han sido ignoradas y esta concepción ha ido cambiando por el incremento de la escasez del agua y se ha tomado mayor atención en la recolección, el tratamiento y reúso; esta gestión de las aguas residuales no solo está basada en la reducción de la contaminación de las fuentes hídricas, si no, más bien en la eliminación de contaminantes, por ello, el tratamiento terciario de aguas residuales como etapa final, tiene como propósito remover las partículas finas y nutrientes (nitrógeno y fósforo); y, la desinfección la eliminación de microorganismo o agentes patógenos, aumentando la calidad del efluente exigidos por la normatividad vigente, antes de que éstas sean evacuadas o vertidas a cuerpos de aguas naturales, como es el caso de la PTAR Pampa Concepción (Echarate - La Convención – Cusco), que no ha incorporado en su infraestructura ...
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informe técnico
Publicado 2011
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El presente trabajo de investigación trata sobre el diseño de estrategias de Control Optimo y Adaptivo para el control de temperatura de un reactor químico a escala reactor a escala de 0.37548342 m3. El reactor químico a considerar es un reactor exotérmico; es decir un reactor de tanque agitado continuo (CSTR), el cual consta de un tanque con agitación casi perfecta, en el que hay un flujo continuo de material reaccionante y desde el cual sale continuamente el material que ha reaccionado (material producido). La condición de agitación no es tan difícil de alcanzar siempre y cuando la fase liquida no sea demasiada viscosa. Las estrategias de control que se han utilizado para fines de comparación son Control Optimo Cuadrático y Control Adaptivo Autosintonizado, que permiten controlar la temperatura del reactor.
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tesis de maestría
Publicado 2024
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En la actualidad, la contaminación por microplásticos de polipropileno representa una preocupación creciente en el ámbito medioambiental debido a su amplia distribución y persistencia en los medios acuáticos. En respuesta a este desafío, la electrocoagulación ha surgido como una técnica prometedora para la remoción eficiente de microplásticos en aguas residuales. Este estudio investiga el potencial de la electrocoagulación para el tratamiento de microplásticos de polipropileno en aguas residuales sintéticas, centrándose en la aplicación de corriente eléctrica a través de 8 ánodos de aluminio y 8 cátodos de hierro conectados de forma intercala en el reactor de electrocoagulación, con la manipulación del voltaje de 5 a 15 V y el tiempo de tratamiento de 15 a 30 minutos, demostrando que con los valores más altos de las variables predictoras se obtienen los mejores res...
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tesis de grado
Publicado 2017
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El proceso de globalización está tomando cada vez mayor impulso y nuestro país al ser un país en vías de desarrollo, está uniendo esfuerzos para formar parte de este gran cambio. Uno de los principales factores que incrementaría la competitividad de la industria está relacionado con la automatización de plantas industriales, equipándolas con nuevos sistemas de control y sistemas de información que mejoren la productividad. El control e instrumentación de procesos no se basa únicamente en la necesidad de operar una planta de forma segura, satisfaciendo restricciones laborales y ambientales, sino también, incrementando los niveles de producción, reduciendo los costos de materia prima, mejorando la calidad de los productos y por lo tanto brindando beneficios económicos para la empresa. Al mismo tiempo, los sistemas de control brindan beneficios auxiliares como coordinación ...
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tesis de grado
Publicado 2016
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Cladophora glomerata es una macroalga muy abundante que crece en los ríos de la región Arequipa. Presenta en sus células diferentes compuestos bio activos como ácidos grasos, saturados, insaturados, esteroles, terpenos y otros, que lo convierten en materia prima de gran utilidad para aplicaciones alimenticias, farmacéuticas y puede ser explotado como biocombustible. En la presente investigación se realizó el cultivo de Cladophora glomerata encontrada en los pozos y canales de la central de generación eléctrica de Arequipa (EGASA) para la obtención de biodiesel así como su comparación energética en un motor diésel. Para el cultivo del alga Cladophora glomerata se implementó y construyo un sistema de cultivo de flujo continuo a condiciones ambientales (temperatura, pH y solidos totales, monitoreados semanalmente), durante 4 semanas alcanzando una biomasa seca total de 2261,9...
20
tesis de grado
Publicado 2013
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En este trabajo de investigación se ha hecho un estudio experimental basado en la evaluación de parámetros de operación de un reactor semi-continuo para la producción de sulfato de sodio. El proceso de reciclaje de baterías de plomo de automóviles es una alternativa de reutilización del ácido sulfúrico para obtener un producto que puede ser comercializado y lograr, así, un ingreso económico factible y un beneficio ambiental. Los resultados obtenidos muestran números favorables en la obtención de sulfato de sodio. Así, con flujos de la solución de hidróxido de sodio que oscilan entre 2 y 10 mL/s, y volumen del reactor de 1 a 5 Litros, se puede obtener un buen rendimiento de la producción de sulfato de sodio. En el presente estudio se logró un 88,22%.
