FRVM – Grupos de Investigación - GISIQ
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Item Reschedule de aplicación industrial utilizando aprendizaje basado en instancias(Pontificia Universidad Católica del Perú. Facultad de Ciencias e Ingeniería, 2019-10-21) Toselli, Paula Andrea; Beltrán, Romina Alejandra; Toselli, Luis AlbertoPara encontrar una política óptima de reschedule, se implementó Aprendizaje Basado en Instancias y partiendo de grafos que representan los estados por los que transita el schedule, se aplican operaciones de actualización denominadas acciones. Se desarrolló una metodología que permite aprender a resolver reschedules por medio del algoritmo RIB, conocido por implementar funciones predictivas a través de técnicas de regresión. Se programó una nueva versión de este, generalizando la función de predicción (Q) en base a un conjunto de distancias dadas entre los estados. Estas se incorporan a fin de contemplar tanto su estructura como los atributos, permitiendo determinar si dos planificaciones son iguales. Se aplicó al tratamiento del proceso de producción de bioetanol mediante tecnología de molienda seca permitiendo reparar el schedule, determinando que acciones de control deben implementarse.Item Evaluación energética del proceso de obtención de bioetanol con gelatinización del almidón vs tecnología de cocción fría(Pontificia Universidad Católica del Perú. Facultad de Ciencias e Ingeniería, 2019-10-21) Toselli, Luis Alberto; Beltrán, Romina Alejandra; Gallardo, Augusto EdgarSe analizan requerimientos energéticos para la producción de bioetanol por molienda seca con hidrolisis de almidón por cocción en caliente -HACC- (método tradicional con gelatinización), frente a la tecnología de cocción fría -HACF- (hidrólisis del almidón crudo). Los valores globales de energía para HACC, fueron obtenidos de los balances de masa y energía de las plantas industriales que posee la empresa. Los correspondientes a la HACF por evaluación de ensayos experimentales de molienda, hidrólisis y fermentación realizadas a escalas laboratorio y planta piloto en las instalaciones y con el equipamiento que esta dispone e integrados con datos teóricos de destilación obtenidos por simulación. Se evaluaron tres casos: i) demanda teórica de ambos procesos, ii) valores promedio de plantas modernas con mayor eficiencia energética y, iii) de otras con operación menos eficiente. Aplicando HACF se estimaron reducciones de consumo total del orden de 5,7%, 5,5% y 3,6%, respectivamente.Item Obtención experimental de bioetanol por aplicación de tecnología de cocción fría con alta concentración de sólidos.(2019-03-12) Toselli, Luis Alberto; Beltrán, Romina Alejandra; Gallardo, Augusto Edgar; Bosco, Diego Martín; Monesterolo, Milena VaninaEl proceso de molienda seca, empleando enzimas hidrolizantes del almidóncocido - HACC- es el principal método de producción de bioetanol en Argentina y requiere un consumo intensivo de agua y energía. Otros factores que influyen en el rendimiento son: tipo de sustrato, temperatura y pH, tiempo de fermentación, tipos de enzima, levaduras y nutrientes añadidos. La molienda seca con enzimas hidrolizantes de almidón crudo -HACF- es similar al anterior, pero difiere en las enzimas utilizadas y las condiciones de pretratamiento. En ambos el material amiláceo es molido y suspendido en agua en una mezcla con 30% o más de sólidos. En este estudio se realizaron ensayos seriales a efectos de evaluar la tecnología HACF que abarcaron las distintas etapas, desdemolienda hasta fermentación analizando diferentes variables (granulometría y concentración de sólidos, tipos y dosis de enzimas, temperaturas y pH de pretratamiento y fermentación) utilizando cereales de interés regional. Las demandas de la etapa de destilación se evaluaron mediante modelado y simulación. Las experiencias fueron realizadas en forma conjunta con el área de ingeniería de la empresa, en el contexto deconvenios existentes para de actividades de I+D. Como conclusiones se indica que la Tecnología HACF alcanzó resultados comparables a los del proceso HACC y se demostró una buena eficiencia de las enzimas y levaduras utilizadas. Se generaron conocimientos propios operando con alta densidad de sólidos (Very High Gravity-VHG-) que permitieroncuantificar de la demanda de energía (con reducciones del orden de 5,5% para los ensayos de mayor eficiencia), del consumo de agua de proceso, costos de destilación y volumen de vinazas.Item Evaluación de propiedades de lechadas de cal utilizadas en la producción de carbonato de calcio precipitado(2014-10) Bragagnini, V; Beltrán, Romina A.; Maldonado, Patricia; Morea, Pilar; Toselli, Luis A.Para el desarrollo de este trabajo, se lleva a cabo una serie de actividades experimentales que permiten evaluar propiedades físicas de interés para lechadas de cal, se analiza de manera particular la velocidad de sedimentación y la viscosidad para preparados de cales de distinta granulometría, que se obtienen a diferentes temperaturas de hidratación. Tales lechadas se producen normalmente con un exceso considerable de agua, que va desde 2.5 a 6 partes de la misma con 1 parte de CaO (que equivale entre 15 % y 40 % p/p de sólidos), proceso al que se denomina apagado. En estas experiencias se trabajo para concentraciones iníciales del 30 % p/p con dilución final del hidrato resultante a 10 % p/p. En esta suspensión, pulpa, o lechada final, las partículas de hidróxido de calcio y el exceso de calcio sin reaccionar se encuentran dispersos en una concentración que resulta más favorable para el diseño de equipos y tuberías de proceso. Las propiedades analizadas están influenciadas por el modo de preparación de las suspensiones, las características de la materia prima, particularmente la reactividad, granulometría de la cal y por la temperatura del agua de apagado, lo cual pudo ser debidamente cuantificado. Estos ensayos experimentales constituyen la primera etapa de un desarrollo que se realiza en el GISIQ como actividad de transferencia, en el contexto de convenios vigentes.Item Análisis de reactividad y comportamiento térmico de cales industriales para producción de carbonato de calcio precipitado(2014-10) Bragagnini, Virginia M.; Beltrán, Romina A.; Morea, Pilar; Maldonado, Patricia; Toselli, Luis A.Se presenta un resumen de los resultados experimentales obtenidos a escala planta piloto para la hidratación del óxido de calcio en la cual se obtienen lechadas de cal (Ca(OH)2), operación que se conoce como “apagado”, el que se produce con una importante elevación de la temperatura del reactor debido a que la reacción en cuestión es exotérmica. Tales ensayos constituyen una primera etapa de un trabajo que se realiza en el GISIQ como actividad de transferencia relacionada con un proceso industrial de obtención de carbonato de calcio precipitado (CCP), en el contexto de convenios vigentes. Se compararon cales industriales de distintas reactividad y granulometría acordes a las que serán empleadas en el proceso real y se evaluó la influencia de la temperatura del agua a utilizar en la etapa de apagado para una relación agua-cal constante. Se analizaron también parámetros de proceso tales como rendimiento, relación tiempo y temperatura de reacción, además del aspecto físico del producto final y de desecho.Item Evaluación del complejo clorhidrato de polihexametilenbiguanida (PHMB) - α-ciclodextrina como principio activo de un fungicida fumígeno(2014) Bonaterra, Fernando; Guerrero, Mónica; Rosa, Miguel; Moyano, SilviaPrevio a este trabajo, se desarrolló un generador azeotécnico de humos diseñado para utilizar en la desinfección del aire de procesos de la industria láctea. No había sido posible formular el mismo utilizando como principio activo biguanidas, como el clorhidrato de polihexametilenbiguanida (PHMB), debido a que la mínima concentración inhibitoria (MIC) de PHMB pura ensayada con cepas de Geotrichum Candidum, Saccharomyces Cerevisiae y hongos filamentoso del tipo Aspergillum Niger y Aspergillus Ochraceus en todos los casos esta en el orden de las 1000 ppm. Por tal motivo y a efectos de mejorar la estabilidad térmica de PHMB y su modo de acción en hongos y levaduras, se optó por sintetizar un complejo de inclusión de esta biguanida (Vantocil IB, Arch Biocides), con α-ciclodextrina (CAVAMAX W6, Wacker Chemie AG). Se realizó un análisis conformacional del complejo con un software de modelación molecular que utiliza un Campo de Fuerzas tipo MM+ (HYPERCHEM 8.0, Hypercube, Inc., USA). Se forma un complejo de inclusión 1:1 estabilizado por fuerzas del tipo Van der Waals, electrostáticas y enlaces tipo hidrógeno, que implica un calor de formación calculado de 167 kJ/mol. Se realizó la síntesis de dicho complejo utilizando una relación molar 1:1 por el método de co-precipitación. El valor de la MIC correspondiente al complejo de PHMB y determinado utilizando las mismas cepas de hongos, dio como resultado un valor de 20 ppm en todos los casos. La mezcla azotécnica generadora de humos se preparó utilizando una mezcla oxidante NH4NO3/KNO3 (96/4 p/ en 40%) a la que se adicionó una mezcla (50/50 p/p) de lactosa y diciandiamida (20%) como combustible, caolín (20%) como componente inerte modulador de la energía térmica y azodicarbonamida [ADC] (20% p/p), como un agente productor de gas nitrógeno. El complejo de PHMB-α-CD se incorporó como principio activo en forma de polvo (12 % p/p), y completando porcentualmente con la mezcla azotécnica previamente descripta. El proceso de generación de humos implica un calor aparente de combustión de 1.3 kJ/g, y una temperatura de 650K. Utilizado este nuevo agente fumígeno con este principio activo aplicado a la desinfección del aire de una cámara de madurado de quesos duros, en todos los casos se obtuvo reducción de 6 log del total de colonias de Aspergillus ochraceus spp. y Aspergillus niger spp, presentes mayoritariamente en dicha cámara. Para esta evaluación se aplicó la norma francesa AFNOR NF T72-281.Item Propiedades de jarabes concentrados de vinazas ligeras con reducido contenido de lípidos(2015) Guerrero, Mónica P.; Toselli, Luis A.; Bonaterra, Fernando R.; Bargagnini, Virginia M.La mayoría de las plantas de etanol de maíz existentes operan bajo la modalidad de molienda seca. De modo general se puede describir éste como un proceso en el que se alimenta la totalidad de componentes presentes en el maíz a la etapa de fermentación, previo tratamiento enzimático para hidrolizar el almidón. Sin embargo, una fracción no fermentable que incluye a los lípidos circula por el proceso sin sufrir mayores transformaciones, recuperándose como subproductos con valor comercial. La fracción oleosa presente puede recuperarse por diferentes métodos como separación mecánica en la corriente de vinazas ligeras y extracción con solventes en los sólidos secos. Se proponen modelos de predicción de densidad y viscosidad de jarabes concentrados de dichas vinazas luego de recuperar parte de su contenido de aceite en un proceso que involucra etapas de retención y floculación del concentrado, calentamiento y separación final en un tricanter.Item Análisis de la demanda de enfriamiento de un sistema industrial de fermentación(2015) Toselli, Luis A.; Beltrán, Romina A.; Toselli, Paula A.; Stroppiano, María F.Dada la importancia que posee el control de la temperatura para optimizar el accionar de las levaduras y maximizar el rendimiento de fermentación, se ha analizado el comportamiento del sistema existente en una planta de producción de bioetanol. El proceso en cuestión utiliza la modalidad de sacarificación y fermentación simultánea para mostos con alta concentración de sólidos y opera en modo batch con seis fermentadores de 450 m3 de volumen total, desfasados en el tiempo, a efectos de abastecer una destilería que trabaja en operación continua.Item Revisión de las variables que afectan el rendimiento de la reacción de transesterificación para la producción de etil ésteres de ácidos grasos(2016-10) Vottero, Tomás J.; Stroppiano, María F.; Magnani, Ezequiel; Toselli, Luis A.; Beltrán, RominaLos ácidos grasos presentes en los aceites vegetales se encuentran en forma de triglicéridos. Laestructura de esta molécula se ve modificada cuando se somete a una reacción detransesterificación (TE).Se han utilizado diferentes aceites vegetales para la reacción de transesterificación en la cual seevaluaron diferentes variables, principalmente tipo de catalizador, relación másicacatalizador/aceite y tiempo de reacción. Se pretende determinar el perfil de ácidos grasos quecomponen dichos aceites, siendo de mayor interés los poliinsaturados de cadenas de 18 átomosde carbono (C18): omega 9, 6 y 3. El perfil de ácidos grasos fue determinado mediante la técnicaGC/FID, y la observación cualitativa del avance de la reacción a través de cromatografía de capafina (TLC).La transesterificación es crucial para el desarrollo tecnológico de un proceso que consiste en laobtención de etil ésteres de ácidos grasos (EEAG) a partir de aceites vegetales comestibles noconvencionales, en el marco de un convenio establecido entre la Facultad Regional Villa María dela UTN y la empresa Porta Hermanos S.A. de la ciudad de Córdoba.En términos generales se indica que se ha estudiado la influencia de las distintas variables yconcluido que la concentración de catalizador tiene relación directa en el avance de la reacción.Item Mini destilería modular para producción agroindustrial de bioetanol mediante proceso de molienda seca con sistema de cocción fría(2016) Toselli, Luis A.; Gallardo, Augusto O.; Bosco, Diego M.; Beltrán, Romina A.Se presentan las principales características de la primera mini-destilería para producción agroindustrial de bioetanol de proceso de molienda seca con sistema de cocción fría que fue desarrollada en forma conjunta por profesionales del área de ingeniería de proyectos de Porta Hnos. S.A. e investigadores del GISIQ de la FRVM. Esta fue construida y puesta en marcha por la empresa y se ofrece como una alternativa tecnológica de bajo costo para el procesamiento de maíz u otros cereales, que opera en el lugar de producción de la materia prima, resultando una opción atractiva para áreas agrícolas distantes, en las cuales los costos de transporte desalientan su producción. La puesta a punto de la etapa de cocción fría para el proceso fue desarrollada de manera experimental. Como conclusiones se destaca la eficiencia alcanzada, su autonomía de operación y la demanda un mínimo requerimiento de personal con un entrenamiento básico para su manejo.