Máster en Enxeñaría Química e de Bioprocesoshttp://hdl.handle.net/10347/115782024-03-22T17:55:24Z2024-03-22T17:55:24ZModelización Termodinámica del almacenamiento de hidrógeno en materiales carbonosos microporososGuajardo Gutiérrez, Felipehttp://hdl.handle.net/10347/310202023-10-11T00:03:11Z2023-06-01T00:00:00ZModelización Termodinámica del almacenamiento de hidrógeno en materiales carbonosos microporosos
Guajardo Gutiérrez, Felipe
El objetivo general de este trabajo es modelar la adsorción de hidrógeno en sólidos
carbonosos microporosos utilizando un enfoque basado en la termodinámica,
aplicándolo a fluidos puros y mezclas binarias
2023-06-01T00:00:00ZCapacidad de adsorción de cationes de las sustancias poliméricas extracelulares obtenidas desde lodos sanitariosGutiérrez Espinoza, Javiera Franciscahttp://hdl.handle.net/10347/296082022-12-17T03:02:52Z2022-06-01T00:00:00ZCapacidad de adsorción de cationes de las sustancias poliméricas extracelulares obtenidas desde lodos sanitarios
Gutiérrez Espinoza, Javiera Francisca
El lodo sanitario constituye un residuo con alta carga orgánica y organismos patógenos, requiriendo
tratamiento para su disposición final. Actualmente Biodiversa S.A. se encarga de la gestión de 83.049
toneladas de lodo al año, fracción que se trata con cal, obteniendo lodo de clase B (es decir, con
contenido de coliformes fecales inferior a 2x106 unidades/g sólidos totales) para disposición en
rellenos sanitarios o predios forestales. En este trabajo, se planteó la extracción de sustancias
poliméricas extracelulares (EPS) del lodo y se evaluó la capacidad de biosorción de cationes Cu2+,
Pb2+, Cd2+, La3+, Ce3+ y Nd3+ y desorción de los primeros tres metales.
Se empleó el método de extracción de EPS con NaCl 0,85% m/m en proporción 1:1 con lodo, a pH=12,
para aumentar la solubilidad de las proteínas y de los polisacáridos que lo componen, de lo que se
obtuvo un rendimiento de extracción de 3,33 kg EPS/t lodo (base húmeda, BH), con una capacidad
de adsorción de hasta 441,5 mg Cu/g EPS; 1124,7 mg Pb/g; 417,6 mg Cd/g; 310,5 mg La/g; 287,8 mg
Ce/g; 223,2 mg Nd/g. Cobre y cadmio presentaron un ajuste a cinética de pseudo-primer orden y
plomo a pseudo-segundo orden. La isoterma de Langmuir se ajustó a los datos de Cu2+, Pb2+ y Cd2+.
Se obtuvo un proceso de adsorción endotérmico entre 10°C y 30°C.
El estudio económico indica una disminución del costo de tratamiento de lodo desde 23 USD/t lodo
(tratamiento actual de Biodiversa S.A. con adición de cal) a 2,1 USD/t lodo, al reemplazar el
tratamiento actual por tratamiento por extracción de EPS, además se obtiene lodo clase A, que es un
lodo sin restricciones sanitarias para aplicación al suelo. Las utilidades netas por recuperación de
neodimio con EPS corresponden a 181.057 USD/año. Se mejoró el proceso de extracción
reemplazando el uso de solución de NaCl 0,85% m/m, por adición directa de sal al lodo, con lo que
se consiguió una disminución del costo de tratamiento por extracción de EPS desde 2,1 USD/t lodo a
0,732 USD/t lodo, que se concluye como proceso óptimo de extracción de EPS. Los resultados de este
trabajo permiten desarrollar un proceso de economía circular en la gestión de lodos, donde el lodo
corresponde a la materia prima para el desarrollo de un material sorbente de origen orgánico.; Os lodos sanitarios son un residuo cunha elevada carga orgánica e organismos patóxenos, que requiren
tratamento para a súa eliminación definitiva. Actualmente Biodiversi S.A. encárgase de xestionar
83.049 toneladas de lodos anuais, fracción que se trata con cal, obtendo lodos de clase B (é dicir, cun
contido de coliformes fecais inferior a 2x106 unidades sólidas totais/g) para a súa eliminación en
vertedoiros sanitarios ou polígonos forestais. Neste traballo propúxose a extracción de substancias
poliméricas extracelulares (EPS) dos lodos e avaliouse a capacidade de biosorción dos catións Cu2+,
Pb2+, Cd2+, La3+, Ce3+ e Nd3+ e a desorción dos tres primeiros metais.
Utilizouse o método de extracción EPS con NaCl 0,85% m/m en proporción 1:1 con barro, a pH=12,
para aumentar a solubilidade das proteínas e polisacáridos que o compoñen, do que se obtivo un
rendemento de extracción de 3,33. kg de EPS/t de lodo (base húmida, WB), cunha capacidade de
adsorción de ata 441,5 mg Cu/g de EPS; 1124,7 mg Pb/g; 417,6 mg Cd/g; 310,5 mgLa/g; 287,8 mg
Ce/g; 223,2 mg Nd/g. O cobre e o cadmio presentaron un axuste á cinética de pseudo-primeira orde e
conduciron á pseudo-segunda orde. A isoterma de Langmuir axustouse aos datos de Cu2+, Pb2+ e
Cd2+. Obtívose un proceso de adsorción endotérmica entre 10°C e 30°C.
O estudo económico indica unha diminución do custo do tratamento de lodos de 23 USD/tonelada de
lodos (tratamento actual de Biodiversa S.A. con adición de cal) a 2,1 USD/tonelada de lodos, ao
substituír o tratamento actual por tratamento de extracción de EPS, Ademais , obtéñense lodos de
clase A, que son lodos sen restricións sanitarias de aplicación ó terreo. Os beneficios netos da
recuperación de neodimio con EPS corresponden a 181.057 USD/ano. O proceso de extracción
mellorouse ao substituír o uso dunha solución de NaCl ao 0,85% m/m pola adición directa de sal ao
lodo, o que resultou nunha redución do custo do tratamento para a extracción de EPS de 2,1
USD/tonelada de lodo a 0,732 USD/ tonelada de lodo, que se conclúe como o proceso óptimo de
extracción de EPS. Os resultados deste traballo permiten desenvolver un proceso de economía circular
na xestión de lodos, onde os lodos corresponden á materia prima para o desenvolvemento dun material
adsorbente de orixe orgánica.; Waste sludge is a product containing high organic load and pathogenic organisms, requiring treatment
for its final disposal. Biodiversa S.A. currently processes 83.049 t/yr, where a fraction of it, is treated
by lime stabilization, obtaining B-class sludge (with a fecal coliform content of less than 2x106 units/g
of total solids) for disposal in landfills or forest areas. Extracellular polymeric substances (EPS)
extraction from waste sludge was studied and adsorption capacity for Cu2+, Pb2+, Cd2+, La3+, Ce3+ y
Nd3+, and desorption efficiency of the first three metals was determined.
NaCl 0,85% m/m in 1:1 proportion to the sludge, at pH = 12 is used to extract the EPS, to improve
the presence of proteins and polysaccharides in supernatant, from which the extraction yield was 3,33
kg EPS/t sludge (BH) and adsorption capacities were 441,5 mg Cu/g EPS; 1124,7 mg Pb/g; 417,6 mg
Cd/g; 310,5 mg La/g; 287,8 mg Ce/g; 223,2 mg Nd/g. Copper and cadmium kinetics fits the pseudofirst order model, and lead fits pseudo-second order model. Langmuir model was fitted well for Cu2+,
Pb2+ y Cd2+. The adsorption reactions showed the endothermic nature of the sorption process between
10°C and 30 °C.
The economic study indicates a decrease in the cost of sludge treatment from 23 USD/t sludge (with
the current process treatment with lime) to 2,1 USD/t sludge, by replacing lime stabilization with the
EPS extraction process, were A-class sludge is obtained, which is a sludge without sanitary restrictions
for application to the soil. The net income of the extraction and adsorption process for neodymium is
181.057 USD/yr. By direct addition of NaCl to sludge, the treatment cost diminished from 2,1 USD/t
sludge to 0,32 USD/t sludge, which was the optimal EPS extraction process. These results allow to
develop a circular economy model for waste sludge management, where sludge can be considered as
a raw material to produce an organic biosorbent.
Traballo de Fin de Máster en Enxeñaría Química e Bioprocesos. Curso 2021-2022
2022-06-01T00:00:00ZOptimización de la producción de biobutanol mediante fermentación ABE utilizando bagazo de manzana como sustratoBravo Venegas, Javierhttp://hdl.handle.net/10347/296022022-12-28T13:01:59Z2021-06-01T00:00:00ZOptimización de la producción de biobutanol mediante fermentación ABE utilizando bagazo de manzana como sustrato
Bravo Venegas, Javier
Debido al posible agotamiento de los recursos fósiles y la contaminación que se genera al ser empleados como fuente de energía se ha incrementado el interés en producir combustibles alternativos, como el biobutanol, a partir de fuentes renovables como la biomasa. El bagazo de manzana (BM) corresponde a un residuo lignocelulósico de la industria de zumos y sidra que puede revalorizarse en una biorrefinería multiproducto para generar compuestos nutracéuticos, enzimas y butanol, este último mediante la fermentación acetona-butanol-etanol (ABE) debido a su alta concentración de azúcares aprovechables por bacterias del género Clostridium. Diversos factores ambientales influyen en la cantidad de butanol producida y sólo a ciertas condiciones se logra evitar el indeseable acid crash, caracterizado por un detenimiento total del crecimiento celular y la producción de solventes. El propósito de este estudio es optimizar la concentración de butanol empleando hidrolizado de BM como sustrato, para ello se llevó a cabo un diseño experimental Box-Behnken (DBB) considerando las variables pH (5-7), concentración de CaCO3 (2- 8 g/L) y temperatura (30-40 °C) para los cultivos de C. beijerinckii CECT 508. Mediante regresión lineal se obtuvo un modelo matemático de la fermentación que se representó mediante la metodología de superficie de respuesta (RSM) obteniendo las condiciones óptimas de pH 7, 8 g/L de CaCO3y 30 °C que estimaron 12,06 g/L de butanol. El experimento de verificación a condiciones óptimas alcanzó 11,46 g/L de butanol lo que validó el modelo. Experimentos complementarios demostraron que fuera de la región de estudio no se produjeron incrementos en la variable respuesta lo que comprobó el óptimo obtenido. La concentración de butanol alcanzada fue cercana al límite máximo de inhibición, esto demostró que el BM es un sustrato apropiado para la producción de ABE
Traballo Fin de Máster en Enxeñaría Química e Bioprocesos. Curso 2020-2021
2021-06-01T00:00:00ZNovos solventes químicos para procesos de captura/rexeneración de co2Muñiz-Mouro, Abelhttp://hdl.handle.net/10347/265852021-07-20T02:02:29Z2015-02-01T00:00:00ZNovos solventes químicos para procesos de captura/rexeneración de co2
Muñiz-Mouro, Abel
No presente Traballo Fin de Máster realizouse un estudo sobre o proceso de
captura/rexeneración de dióxido de carbono (CO2) por absorción en distintos disolventes
químicos non empregados comunmente a nivel industrial. Establecéronse comparacións
entre o uso de N,N‑Dimetiletilendiamina (DMEN) e o uso dunha mestura de
etanolamina (MEA) e N,N-Dimetiletanolamina (DMEA) no proceso de absorción de CO2,
podendo así analizar a influenza da composición do disolvente, tendo en conta que estes
compostos aportan a mesma concentración dos mesmos grupos amino. Asemade
establecéronse comparacións entre o uso dunha mestura de MEA e DMEA cunha relación
equimolar de ambos compostos fronte a unha mestura cun 83.3% dos grupos amino
procedentes de MEA. Os diferentes mecanismos de absorción de CO2 determináronse
empregando a espectroscopía de resonancia magnética nuclear de hidróxeno e carbono
para determinar as especies presentes no medio ao longo do tempo. A maiores,
realizáronse experimentos de captura/rexeneración de CO2 en continuo que permitiron
analizar o proceso completo e identificar a capacidade de rexeneración dos disolventes
estudados, así coma a posible existencia de degradación do disolvente.
Traballo Fin de Máster en Enxeñaría Química e Bioprocesos. Curso 2014-2015
2015-02-01T00:00:00Z