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Optimización del grado de inclinación de taludes provisionales sin sostenimiento en el Conglomerado de lima mediante la técnica de retroanálisis basado en el método de Equilibrio Límite / Optimization of the inclination angle of unsupported provisional slopes in the Lima Conglomerate using a retroanalysis technique based on the limit equilibrium method

Osores Tumbalobos, Ana Belén 10 July 2020 (has links)
La presente tesis de investigación fue elaborada con la finalidad de contribuir con el estudio de la construcción de rampas de acceso a excavaciones mediante el análisis de los taludes provisionales sin sostenimiento que garanticen la estabilidad global en el Conglomerado de Lima. Las rampas de acceso son estructuras provisionales cuya construcción no se rige bajo normativas o indicaciones establecidas, además no contempla un estudio, se basa en la experiencia del responsable en obra. La ciudad de Lima se emplaza sobre un suelo gravoso el cual contribuye a que sea posible optimizar el grado de inclinación de los taludes provisionales. El alcance de este trabajo consiste en modelar una rampa de acceso en el conglomerado típico de Lima aplicando las sobrecargas existentes de la maquinaria y realizar un análisis de estabilidad global frente a condiciones estáticas y pseudodinámicas. Mediante la técnica de retroanálisis basándose en el método de Equilibrio Límite en Slide se estimarán los parámetros de resistencia mínimos característicos de la grava de Lima, el parámetro de cohesión y ángulo de fricción. A partir de ello se procederá a la optimización de los taludes, evaluando los diferentes grados de inclinación, y se estimarán las deformaciones producidas en los taludes a través del programa Plaxis, basado en Elementos Finitos. Finalmente se exponen las conclusiones obtenidas de la presente tesis de investigación, además de brindar recomendaciones para futuras investigaciones relacionadas a este tema. / This research thesis was developed with the purpose of contributing to the study of the construction of access ramps to building’s excavations by unsupported provisional slopes analysis to guarantee the global stability factor in the Lima Conglomerate. The access ramps are provisional structures whose construction is not governed by norms or established indications, in addition it does not include a study, it is based on the experience of the person responsible for the work. The city of Lima is located on a gravelly ground which helps to optimize the degree of inclination of the provisional slopes. The scope of this work is to model an access ramp in the typical conglomerate of Lima applying the existing machinery overloads and perform an analysis of global stability against static and pseudodynamic conditions. The minimum resistance parameters characteristic of the Lima gravel, the cohesion parameter and friction angle will be estimated using the retro-analysis technique based on the Limit Equilibrium method in Slide. From this, the slopes will be optimized, evaluating the different degrees of inclination, and the deformations produced in the slopes will be estimated through the Plaxis program, based on Finite Elements. Finally, the conclusions obtained from this research thesis are presented, as well as providing recommendations for future research related to this topic. / Tesis
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Diseño de un modelo de costos de servicios para la toma de decisiones y determinar la rentabilidad y el punto de equilibrio en el colegio JM – 2019

Burga Ortega, Gianfranco Raul January 2021 (has links)
La presente investigación se origina debido a que en la institución educativa JM no se han tomado en cuenta los costos de servicios, lo que ha ocasionado baja rentabilidad; por ello ha llevado a diseñar un modelo de costos de servicios para la toma de decisiones y determinar la rentabilidad y punto de equilibrio por aula en el colegio JM en el año 2019, con la finalidad de mostrar la realidad en cuanto a rentabilidad y punto de equilibrio, así se tomarán las decisiones pertinentes con el fin de mejorar el funcionamiento de la institución a corto y mediano plazo. El tipo de investigación es no experimental transaccional con un enfoque cuantitativo, el tipo de investigación por su grado de abstracción es aplicada, ya que se utilizarán los conocimientos en la práctica y el tipo de investigación según la manipulación de las variables es descriptiva. Además las técnicas que se utilizaron son la entrevista, la encuesta y el análisis documental. Como conclusión principal se obtuvo que al analizar la rentabilidad negativa por aula mediante el costeo por absorción, se podría llegar a tener decisiones equivocadas, lo correcto sería analizar adicionalmente bajo el costeo variable, debido a que este último permite ver si se han cubierto los costos variables, para luego coberturar parte o totalidad de los costos fijos respectivos. Se espera que la presente investigación sirva como fundamento para próximas investigaciones, así también para optimizar la toma de decisiones en las instituciones educativas.
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Diseño de un sistema de costeo ABC para la toma de decisiones operacionales en la empresa personaliza Chiclayo 2018

Chambergo Chapilliquen, Paul Enrique January 2021 (has links)
En la presente investigación, se llegó a decretar que era necesario diseñar un sistema de costeo ABC para la toma de decisiones operacionales. Nuestra hipótesis planteaba que al implementar un diseño de sistema de costeo ABC entonces mejoraría la toma de decisiones operacionales de la empresa Personaliza Chiclayo. Optamos como objetivo principal diseñar un sistema de costeo ABC para la toma de decisiones operacionales y como objetivos específicos diagnosticar a la empresa, simular el sistema de costeo ABC, comparar los resultados obtenidos del costeo ABC y el costeo tradicional y; evaluar el impacto en la toma de decisiones operacionales al aplicarlo. El trabajo de investigación metodológicamente se basa en el enfoque: descriptivo-no experimental, puesto que se obtendrán los datos de los costos de la empresa y con el que se propone el diseño de costeo ABC. Dentro de los resultados podemos afirmar que el más importante fue comparar el sistema tradicional con el costeo ABC pues se obtuvo que el costeo ABC mostraba costos más reales y precisos que el tradicional. Dentro de las conclusiones podemos determinar que el más importante fue que al aplicar la secuencia del sistema de costeo ABC se determinó el costo total de cada producto al asignar los costos indirectos por actividad realizada en cada centro de costos; podemos mencionar que con el método tradicional esto no se podría lograr ya que su metodología se basa en asignar de manera global los costos y esto genera que la empresa Personaliza Chiclayo de manera equivocada una mala toma de decisiones.
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Análisis del equilibrio financiero para la toma de decisiones de inversión de activo fijo de la empresa TIC Wilson S.R.L. en el distrito de Jaén, en los periodos 2018-2019

Arias Davila, Lucia Elizabeth January 2021 (has links)
El conocimiento de la situación financiera en las pequeñas y medianas empresas es importante ya que estas presentan constantes cambios y deben tomar mejores decisiones, entre ellas la decisión de invertir para mejorar el rendimiento. Ante esto, la presente investigación se enfoca en un análisis de equilibrio financiero para la empresa TIC Wilson S.R.L, planteando como objetivo general analizar el impacto del Equilibrio Financiero en la toma de decisiones de inversión de activo fijo de la empresa TIC Wilson S.R.L. en los periodos 2018 – 2019, y como objetivos específicos describir de forma general la empresa; realizar un diagnóstico financiero de la liquidez, gestión, solvencia y rentabilidad; calcular el grado de apalancamiento Financiero y Operativo, así como la aproximación óptima de estructura de capital y calcular la viabilidad de la inversión. La investigación presenta un enfoque mixto, es de tipo aplicada con un nivel descriptivo; tiene un diseño no experimental y transversal. Se consideró como población a la empresa TIC Wilson S.R.L. y se utilizó como muestra, de acuerdo al criterio de selección, los documentos necesarios como el Estado de Resultados, Estado de Situación Financiera y Estado de Flujo de Efectivo de los periodos 2018-2019, asimismo el Flujo de Caja proyectado. Se utilizó la técnica de la observación y se aplicó una pequeña entrevista al Gerente General, obteniéndose como resultado que la empresa se encuentra dentro de un equilibrio financiero medio en ambos años y puede acceder a la inversión del activo fijo.
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Equilibrio financiero: análisis clave para una eficiente liquidez en las pymes

Paredes Elera, Goretti Antuanet January 2023 (has links)
El propósito de la presente investigación, es comprender la relación que existe entre el equilibrio financiero y la liquidez de las PYMES, dos componentes que son como factor crucial para una eficiencia empresarial, pero existe perplejidad entre ellas para sostener buenas operaciones comerciales. Distintos autores afirman que la liquidez es más considerable en este sector económico, pero se debe tomar en cuenta un adecuado mantener un equilibrio de ambas variables. Por otro lado, desde otra perspectiva financiera, la liquidez y sus indicadores, son básicos para las empresas, ya que en base a ellos pueden mantenerse competitivas y satisfacer las demandas del mercado. Las empresas con buena rentabilidad se consideran exitosas en sus actividades financieras y, si tienen suficiente liquidez, pueden cumplir con sus obligaciones. En este sentido, los indicadores financieros son la forma más sencilla y actual de conocer el estado financiero de las empresas y pueden ser utilizados para determinar si el rumbo que toman las organizaciones es el correcto o no para asegurar su sostenibilidad en el futuro.
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Equilibrio de fases en sistemas agua+alcohol de cadena corta+electrolito. Determinación experimental, consistencia termodinámica y modelización

Gomis, Alejandro 14 September 2022 (has links)
En esta tesis se ha estudiado el equilibrio de fases en sistemas formados por agua, distintos alcoholes de cadena corta y diferentes sales inorgánicas tanto desde el punto de su determinación experimental como el de su modelización termodinámica. Los resultados obtenidos han sido publicados en 10 artículos en revistas de prestigio internacional en el campo de la termodinámica que son compendiados en el trabajo presentado. En una primera parte se ha determinado la LCST (low critical solution temperature) y se ha estudiado la influencia de las distintas variables en el valor obtenido sobre sistemas en los que los alcoholes seleccionados son los cinco de cadena corta miscibles totalmente con el agua: metanol, etanol, 1-propanol, 2-propanol y tert-butanol y en los que la presencia de sal podría hacer que formaran ATPS (Aqueous Two-Phase Systems). Las dieciséis sales elegidas fueron aquellas combinaciones de los cuatro aniones y cuatro cationes más usuales: Na+, K+, NH4+ y Ca2+ y Cl-, NO3-, SO42- y CO32-. En una segunda parte del trabajo se ha llevado a cabo la determinación experimental de los datos de equilibrio SL, LL, SLL, LV, SLV, LLV y SLLV de algunos de los sistemas anteriores a diferentes temperaturas, incluyendo la de ebullición. Para ello, se ha analizado y modificado el equipo y metodología disponible y, con los resultados obtenidos, se ha estudiado la forma de las distintas regiones de sus diagramas de equilibrio y estableciendo reglas de consistencia de los datos de equilibrios de estos sistemas. Finalmente, se ha estudiado la problemática de la aplicación de modelos termodinámicos para electrolitos, especialmente en relación a la correlación de datos de equilibrio y se han obtenido los parámetros de interacción entre los distintos compuestos estudiados, usando el modelo termodinámico UNIQUAC extendido para electrolitos. Este conjunto de parámetros representa el equilibrio LL, LV y SL con gran precisión siendo el modelo capaz de predecir los equilibrios SLLV, SLL, LLV, SLV y SV. / Estudios financiados por el Vicerrectorado de Investigación de la Universidad de Alicante (contrato predoctoral UAFPU2019-21 + estancia en el extranjero UAEEBB20-04) y por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO CTQ2014-59496).
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[pt] ESTUDO DO EQUILÍBRIO DE PARTIÇÃO ÁGUA-ÓLEO DE SURFACTANTES DE NATUREZA IÔNICA E NÃO-IÔNICA / [en] STUDY OF THE WATER-OIL PARTITION BALANCE OF IONIC AND NON-IONIC SURFACTANTS

ANA CECILIA ARCANJO DA SILVA 29 September 2022 (has links)
[pt] A injeção química, principalmente de surfactantes, é um dos métodos mais utilizados na recuperação melhorada de petróleo. Uma das principais limitações deste método é a perda devido à partição do surfactante para o óleo presente no reservatório. O estudo do equilíbrio de partição água-óleo de formulações de surfactantes torna-se relevante devido a perda existente nos reservatórios, afetando a inviabilidade econômica e ambiental da aplicação. O objetivo deste trabalho foi determinar o coeficiente de partição de surfactantes entre as fases água e óleo através de diferentes métodos analíticos. Foram estudados os surfactantes dodecilbenzeno sulfonato de sódio (SDBS, de tipo aniônico) e o polioxietileno (9- 10) p-teroctil fenol (Triton X-100, de tipo não iônico), e foi utilizado hexadecano como óleo modelo. Com o objetivo de identificar qual seria o melhor procedimento para a quantificação dos surfactantes na fase aquosa e, por conseguinte determinar o coeficiente de partição, foram desenvolvidas três metodologias de quantificação utilizando diferentes técnicas (medidas de tensão interfacial, medidas de absorbância UV-Vis e HPLC com detecção UV). Testes iniciais de solubilidade mostraram que o SDBS é praticamente insolúvel em presença de sal, pelo qual só foram realizados experimentos com este surfactante, em ausência de sal. Para ambos os surfactantes os resultados mostraram uma baixa partição para a fase oleosa, tanto na ausência quanto na presença de sal. Em algumas soluções foi identificada a formação de emulsões devido à concentração do surfactante e a proporção água/óleo utilizada, o qual interferiu com o método espectrofotométrico. Adicionalmente, se estabeleceu uma comparação entre os resultados obtidos pelas metodologias desenvolvidas que permitiram identificar que o melhor dos métodos estudados para a avaliação do equilíbrio de partição foi a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). A partir destes resultados, pode-se concluir que os surfactantes estudados possuem um baixo valor de coeficiente de partição para a fase óleo, tornando o método de injeção química favorável para a recuperação avançada de petróleo. / [en] Chemical injection, mainly of surfactants, is one of the most used methods for improved oil recovery. One of the main limitations of this method is the loss due to partitioning of the surfactant into the oil present in the reservoir. The study of the water-oil partition balance of surfactant formulations becomes relevant due to the existing loss in the reservoirs, affecting the economic and environmental unfeasibility of the application. The objective of this work was to determine the partition coefficient of surfactants between the water and oil phases using different analytical methods. The surfactants sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS, anionic type) and polyoxyethylene (9-10) p-teroctyl phenol (Triton X-100, nonionic type) were studied, and hexadecane was used as model oil. In order to identify which would be the best procedure for the quantification of surfactants in the aqueous phase and, therefore, to determine the partition coefficient, three quantification methodologies were developed using different techniques (interfacial tension measurements, UV-Vis absorbance measurements, and HPLC with UV detection). Initial solubility tests showed that SDBS is practically insoluble in the presence of salt, so experiments with this surfactant were only carried out in the absence of salt. For both surfactants, the results showed a low partition for the oil phase, both in the absence and in the presence of salt. In some solutions, the formation of emulsions was identified due to the surfactant concentration and the water/oil ratio used, which interfered with the spectrophotometric method. In addition, a comparison was established between the results obtained by the developed methodologies, which allowed to identify that the best method for the evaluation of the partition equilibrium was the high performance liquid chromatography (HPLC). From these results, it can be concluded that the studied surfactants have a low partition coefficient for the oil phase, making the chemical injection method favorable for advanced oil recovery.
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Ingeniería del equilibrio entre fases en biorrefinerías de base oleaginosa

Cotabarren, Natalia S. 28 March 2017 (has links)
La tendencia en el procesamiento de recursos renovables está guiada por los 12 principios de la química verde. Entre ellos, tal vez el más importante, está la premisa de maximizar economía atómica en el procesamiento de biomasa, dado que varios de los restantes, al fin y al cabo, contribuyen a este principio. En concordancia con esta tendencia, hace ya más de una década se acuñó el concepto de biorrefinerías, como polos procesadores de biomasa para la obtención de alimentos, materiales, combustibles y compuestos de alto valor agregado. En esta tesis, el objetivo está puesto en el procesamiento específico de aceites y derivados, que constituyen actualmente la principal materia prima de las biorrefinerías de base oleaginosa. En tal sentido, estas biorrefinerías ya tienen enclaves industriales, sobre la base de los polos de extracción de aceite, que en algunos países como Argentina incorporaron la producción de biodiésel. El desarrollo de tecnologías sustentables tendientes a mejorar el rendimiento en el procesamiento de aceites vegetales, evitando procesos fisicoquímicos que generan importantes mermas en la producción, contribuyen no sólo a la economía del proceso sino a alcanzar el concepto de residuos cero que deberían cumplir las biorrefinerías del futuro. En tal sentido, los procesos intensificados por presión, también llamados procesos supercríticos, han mostrado ser muy eficientes en el procesamiento de grasas y aceites. En consecuencia, pueden ser una tecnología clave para la modernización de dichos polos industriales. En ese contexto, esta tesis evalúa el uso de tecnologías a alta presión en el diseño conceptual de procesos para la producción de acilglicéridos de ácidos grasos, surfactantes de alto valor agregado, según sea su calidad. Para alcanzar este objetivo general fue necesario el desarrollo de herramientas termodinámicas que permitieran simular las unidades bajo estudio, esenciales para realizar una adecuada ingeniería del equilibrio entre fases. Los principios de esta última permiten diseñar escenarios de fases factibles para un correcto diseño y operación de unidades de procesamiento que utilicen gases densos no contaminantes como solventes. En los Capítulos 1 y 2 se introducen los aspectos generales que conciernen a las biorrefinerías de base oleaginosa y a las tecnologías supercríticas, por su potencial para llevar a cabo procesos reactivos y de purificación en forma eficiente. En el primer caso, también se revisan alcances del mercado vinculado a productos oleoquímicos y tecnologías convencionales para su producción. En el Capítulo 3, se presenta la extensión del modelo termodinámico GCA-EoS a mezclas típicas en la producción comercial de biodiésel. Esta herramienta se usa en los estudios subsiguientes para evaluar resultados experimentales y simular unidades de procesamiento. En lo que refiere a herramientas termodinámicas, también fue necesario en esta tesis desarrollar un modelo predictivo para densidades de mezcla en la transesterificación supercrítica de biodiésel. En este caso se seleccionó la RK-PR y los resultados alcanzados se presentan en el Capítulo 4. Son también objetivos de esta tesis el desarrollo de tecnologías para la síntesis y purificación de acilglicéridos. En tal sentido, los Capítulos 4 y 5 presentan resultados experimentales de transesterificación supercrítica parcial de aceites vegetales. En particular, el Capítulo 4 discute los resultados obtenidos en un reactor continuo, en tanto el 5 en un reactor discontinuo. Estos últimos fueron utilizados para el desarrollo de un modelo cinético de la reacción, el cual fue verificado con los datos obtenidos en el reactor continuo. Por último, los Capítulos 6 y 7 muestran los resultados de estudios de fraccionamiento de mezclas de acilglicéridos de ésteres con CO2 líquido y supercrítico, respectivamente. En el Capítulo 6 se desarrolló una unidad experimental para el fraccionamiento de muestras líquidas viscosas utilizando gases licuados como solvente. En el caso de fraccionamiento con CO2 supercrítico, también se estudió el efecto de adicionar propano al solvente, con el objetivo de aumentar su capacidad. Esta tesis presenta múltiples aportes novedosos al campo de la oleoquímica. En primer lugar se realizó el ajuste de un modelo a contribución grupal para la simulación y optimización de plantas de biodiésel, permitiendo evaluar materias primas de distintos orígenes y calidad. Además, esta tesis presenta el desarrollo de un modelo predictivo para el cálculo de densidades de mezclas asociadas a la reacción de transesterificación supercrítica de aceites vegetales. Esto resulta crucial para el diseño de reactores supercríticos; así como para el desarrollo de modelos cinéticos, también realizado en esta tesis. Los tres modelos se sustentan en un extenso trabajo experimental para obtener nuevos datos cinéticos y de fraccionamiento asociados a la producción supercrítica de acilglicéridos de ácidos grasos. Por último, también se efectúa una contribución de interés mediante el diseño de unidades experimentales utilizadas en el fraccionamiento a baja temperatura de mezclas termolábiles, viscosas y de baja volatilidad, usando gases licuados. / The trend in the processing of renewable resources is guided nowadays by the so called 12 principles of green chemistry. Among them, perhaps the most important one, is the premise of maximizing atomic economy, since several of the others, after all, contribute to this principle. In line with this trend, the concept of biorefinery has been established for more than a decade, as biomass-processing centers for the production of food, materials, fuels and high-added value chemical products. In this thesis, the focus is set on the processing of vegetable oils and derivatives, which are currently the main raw material for oil-based biorefineries. It is important to highlight that this type of biorefinery already has industrial enclaves, based on the vegetable oil extraction centers, which in countries like Argentina have incorporated the production of biodiesel. The development of sustainable technologies aimed at improving the performance of vegetable oils processing, avoiding physicochemical phenomena that generate significant losses in production, contributes not only to the economy of the process, but also to the zero residues goal that biorefineries of the future should fulfill. In this sense, pressure intensified processes, also called super- or near-critical processes, have already proved to be highly efficient in fats and oils processing. Consequently, they can be a key technology for the modernization of the industrial centers under study in this thesis. In this context, this thesis evaluates the use of high-pressure technologies in the conceptual design of processes for the production of fatty acid acylglycerides, high-added value surfactants with many industrial and commercial applications. Moreover, the studies carried out in this thesis required the development of thermodynamic tools to simulate the technologies under study, an essential step for performing the phase equilibrium engineering (PEE) of the problems under study. The principles of PEE allow the design of feasible phase scenarios for the correct operation of high pressure processing units. Chapters 1 and 2 introduce the general aspects of oil-based biorefineries and discuss the potential of supercritical technologies to carry out efficiently reactive and fractionation processes. In the first case, the market of oleochemicals and the use of conventional technologies for their production are also reviewed. Chapter 3 reports the extension of the GCA-EoS thermodynamic model to typical mixtures in the context of industrial biodiesel production. This tool was also applied, several times along the thesis, to evaluate experimental results and simulate processing units. Regarding thermodynamic tools, it was also necessary to develop a predictive model to calculate the densities of mixtures under the conditions found for the partial supercritical transesterification of vegetable oils. In this case the RK-PR was selected and the results are presented in Chapter 4. The development of technologies for the synthesis and purification of acylglycerides is also an objective of this thesis. In this sense, Chapters 4 and 5 present experimental results of the partial supercritical transesterification of vegetable oils. In particular, Chapter 4 discusses the results achieved in a continuous reactor, while Chapter 5 reports those obtained in a batch reactor. The experimental data of the latter were used for the development of a kinetic model, which was later confronted with the data acquired in the continuous reactor. Finally, Chapters 6 and 7 show the results of experimental studies on the fractionation of acylglyceride + esters mixtures, using liquid and supercritical CO2, respectively. Chapter 6 describes the experimental unit developed for the fractionation of viscous liquid samples with liquefied gases. In the case of fractionation with supercritical CO2, the effect of adding propane to the solvent was also studied, in order to enhance the solvent capacity. Moreover, this last chapter also present the conceptual design of a countercurrent supercritical fractionation column to produce high purity acylglycerides under continues operation.This thesis reports several novel contributions to the oleochemical field. First, a group contribution thermodynamic model was correlated for simulation and optimization of biodiesel production plants, which allows evaluation of raw materials from various origins and quality. Also, the thesis presents the development of a predictive model to calculate the density of mixtures involved in the supercritical transesterification of vegetable oil. It is crucial for the correct design of supercritical reactor, as well as for the development of kinetic models, also performed in this thesis. The three models are based on an extensive experimental work to acquire new reaction kinetic and fractionation data for the supercritical production of fatty acids acylglycerols. Finally, also an interesting contribution is the design of experimental units for low-temperature fractionation of thermolabile, viscous and low volatile mixtures using condensed gases.
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Procesos de producción de biodiesel

Velez, Alexis Rafael 01 March 2012 (has links)
A lo largo de la siguiente tesis se realiza un estudio de la reacción de transesterificación de aceites vegetales utilizando alcoholes supercríticos. El análisis remarca la importancia de las condiciones de fases del sistema reactivo en el desarrollo y rendimiento de la misma. Se pretende también obtener datos que contribuyan a incrementar la factibilidad al proceso supercrítico de producción de biodiesel frente al proceso cata-lítico convencional. En primer lugar son presentados los resul-tados para el contenido final de ésteres y la influencia de las distintas variables del proceso obtenidos en un reactor por lotes para la transesterificación de aceite de Raphanus sati-vus L. (nabo forrajero) con etanol y metanol supercríticos. El aceite vegetal mencionado no es comestible y fue utilizado sin haber sido refinado, por lo que se trata de un aceite de bajo costo y calidad. Mediante un diseño de experimentos del tipo Doehlert son exploradas las condiciones óptimas de reacción para ambos alcoholes dentro del dominio experimental. A tra-vés del análisis estadístico de los datos obtenidos son formu-lados modelos que relacionan el contenido final de ésteres con las variables más importantes del proceso. Estos experimentos por lotes son realizados en un reactor con visores, lo que per-mite conocer el estado de fases presentes en el sistema a una temperatura, presión y composición inicial determinada. La observación directa asegura que la reacción transcurra en una fase única, obteniéndose así elevadas velocidades de reacción y altos contenidos de ésteres en el producto final. El estudio de la reacción de transesterificación en un reactor continuo requiere el estudio de las propiedades volumétricas de mezclas de especies con alta asimetría en tamaño y natu-raleza química. Para ello es utilizada una celda de volumen constante. Estos experimentos isocóricos nos brindan relacio-nes presión temperatura densidad global de mezclas bina-rias y multicomponentes, para una composición fija de las mismas. Los valores de temperatura y presión de transición de un sistema bifásico a uno supercrítico u homogéneo son deter-minados con la misma técnica. Para ello es utilizada la propie-dad de cambios de pendiente de las líneas isocóricas al atra-vesar la frontera de la envolvente de fases en un diagrama presión vs. temperatura. Inicialmente son analizadas mezclas modelos de este tipo: metanol + metil oleato, metanol + n-octadecano y metanol + naftaleno. Posteriormente es apli-cado el mismo método experimental para determinar propiedades volumétricas de mezclas reactivas en las condiciones de operación de la transesterificación de aceites vegetales con alcoholes supercríticos. Son estudiadas mezclas de aceite de girasol y de coco con metanol y etanol, y se ve la influencia de la relación molar, tipo de ácidos grasos, tipo de alcohol y la presencia de agua en la misma. Además se muestra la relación entre la densidad global del sistema reactivo con el contenido final de ésteres a tiempos de reacción prolongados. Los datos obtenidos con estas experiencias pueden se utilizados para el cálculo del tiempo de residencia en reactores continuos de producción supercrítica de biodiesel.Finalmente son realizadas experiencias en un reactor continuo de transesterificación de aceites vegetales con etanol y metanol supercríticos. Se determina el contenido de ésteres de muestras de biodiesel a diferentes tiempos de residencia y temperaturas. Los valores experimentales obte-nidos son ajustados a un modelo cinético aproximado y las constantes cinéticas correspondientes a las temperaturas ensayadas son calculadas. / In the present work the transesterification reaction of vegetable oils with supercritical alcohols is studied. The analysis highlights the importance of the phase conditions of the reacting system on the reaction performance and yield. Another objective is to obtain data that contribute to support the feasibility of the supercritical production of biodiesel against catalytic conventional process. First, the results for final ester content and the influence of different process variables obtained in a batch type reactor for transesterifica-tion of Raphanus sativus L. (nabo forrajero) oil with supercri-tical ethanol and methanol is shown. This is a non edible vege-table oil, it was used without a refining process, and it is con-sidered as a low cost raw material because of its poor quality. Optimum reaction conditions for both alcohols are explored in the experimental domain using a Doehlert type experiments design. Trough the statistical analysis of experimental data, models that relate the final ester content of biodiesel samples with the most important process variables are formulated. These batch experiences are carried out in a windowed reac-tor. Then, the phase state present in the system at a deter-mined temperature, pressure and initial composition can be di-rectly viewed and recorded. Direct observation assures that reaction takes place in a single phase state, where high reac-tion rates and final ester contents in the final product have been reported. The study of the transesterification reaction in a continuous reactor requires the study of volumetric proper-ties of mixtures of high asymmetry in size and chemical natu-re. These experiments are carried out using a constant volu-me cell. These isochoric type experiments give us pressure temperature global density relationships of binary and multi-component mixtures of a given composition. The transition values of temperature and pressure from biphasic system to a supercritical or homogeneous are observed. This transition is determined using the change of slope of isochoric lines when crossing the phase envelope boundary in a pressure vs. temperature diagram. In the first place, model mixtures of this type are studied: methanol + methyl oleate, methanol + n-octadecane and methanol + naphthalene. Then, the same experimental method is applied to determine volumetric proper-ties of reacting mixtures in the operating conditions of the vegetable oils transesterification with supercritical alcohols. Mixtures of sunflower and coconut oil with methanol and etha-nol are analyzed. The influence of molar ratio, type of fatty acids, type of alcohol and presence of water in the mixture is studied. The relationship between global density of the reac-ting system and final ester content at long reaction times are shown. Data obtained in these experiences can be used for residence time estimation of continuous supercritical reactors of biodiesel production. Finally, different experiments in a continuous reactor of vegetable oils transesterification with supercritical methanol and ethanol are presented. Final ester content of biodiesel samples at different residence time and temperature values are measured. Experimental values are fitted to an approximated kinetic model, and the kinetic cons-tants corresponding to the temperatures of the different essays are estimated.
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Aspectos avanzados en modelado del equilibrio entre fases de mezclas en sistemas asimétricos y a altas presiones

Ramello, Juan Ignacio 22 April 2014 (has links)
El conocimiento del equilibrio entre fases fluidas en sistemas de alta asimetría, es decir, sistemas con significativas diferencias en tamaño molecular y/o en interacciones energéticas, es de importancia en el diseño y desarrollo de nuevos procesos y tecnologías. En esta tesis se desarrollaron herramientas matemáticas para obtener condiciones especiales de equilibrio entre fases y se implementaron algoritmos de cálculo de hiper-líneas de equilibrio. Además se propusieron y estudiaron estrategias de parametrizado para modelos del tipo ecuación de estado. Se consideraron extremos locales en isopletas y/o isotermas y/o isobaras de equilibrio entre fases, es decir, puntos Criocondenbar (CCB), Criocondenterm (CCT) y Criocondencomp (CCC), y los comportamientos asociados “Retrógrado” (CR), “Retrógrado Dual” (CR2) y “Doble Retrógrado” (CDR). Para estudiar los fenómenos mencionados, por un lado, se desarrolló una metodología general la cual se basa en aplicar derivación implícita para obtener las condiciones de extremo local en cualquier tipo de hiper-línea de equilibrio, por ejemplo, isopletas, isotermas, isobaras, líneas críticas, líneas líquido-líquido-vapor, etc. Con esta metodología se demuestra, además, la existencia simultánea de pares de extremos locales en distintos planos de corte de las superficies de equilibrio entre fases, estableciéndose una forma sencilla de identificar la naturaleza de los extremos locales coexistentes. Por otro lado, se desarrollaron robustos algoritmos de cálculo, basados en métodos de continuación numérica, para el cómputo de hiper-líneas, altamente no lineales, de extremos locales, las cuales existen en espacios multidimensionales. Se presentan resultados de cálculo para distintos tipos de hiper-líneas. Las mismas corresponden a los casos CCB, CCT y CCC, y a la cuantificación de la capacidad límite de reproducción, por parte de un modelo, de coordenadas clave del equilibrio entre fases. Los resultados para los casos CCB, CCT y CCC permitieron detectar y cuantificar los comportamientos CR, CR2 y CDR. Se desarrollaron además diferentes estrategias no convencionales de parametrizado de ecuaciones de estado. Para esto se consideraron la definición y clasificación de puntos clave del diagrama global de fases (Global Phase Behaviour Approach) y la parametrización, sea por reproducción exacta de coordenadas clave ó por estimación de parámetros vía optimización. Se estudiaron distintas variantes de reproducción exacta de coordenadas clave y de los enfoques de optimización implícito y semi-implícito, ambos considerados bajo un formalismo unificado. Se presentan resultados de la aplicación de dichas estrategias de estimación de parámetros para sistemas binarios asimétricos como por ejemplo metano + n-alcano, CO2 + n-alcano y agua + n-alcano. Los resultados ilustran cómo la utilización de datos experimentales correctamente seleccionados y la implementación de enfoques de optimización apropiados, permiten minimizar el nivel de intervención por parte del usuario en el proceso de estimación de parámetros de ecuaciones de estado.

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