Programa de Posgrado en Ingeniería Química
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Ítem Propuesta de un modelo de dos zonas simplificado para el estudio de la transferencia de oxígeno en sistemas de aeración con difusores de poro fino(2005) Durán Herrera, Esteban; Rojas Meza, Gerardo AntonioEn esta investigación se propuso un modelo de dos zonas simplificado para la transferencia de oxígeno en sistemas de aeración con difusores de poro fino, el cual se utilizó luego para estudiar el efecto de diversos contaminantes en la velocidad de transferencia de oxígeno de estos sistemas. El modelo considera que en un sistema de aeración por difusores existen dos zonas de transferencia de masa bien diferentes: una es la zona de dispersión de las burbujas en el seno del fluido y la otra es una zona de reaireación en la superficie. Para su obtención, se analizaron las ventajas y desventajas de los modelos de transferencia de oxígeno de la ASCE y la solución analítica al de dos zonas de Chern y Yu, se planteó el balance de materia y se resolvió realizando algunas simplificaciones razonables. La parte experimental de esta investigación consistió en la realización de una serie de pruebas de aeración con un difusor de poro fino en un tanque con aproximadamente 1000 l de agua; las pruebas se realizaron utilizando tanto agua limpia, como agua con la presencia de diversas sustancias contaminantes (detergente, aceite y sólidos suspendidos). A partir de los datos obtenidos se determinaron los coeficientes volumétricos de transferencia de oxígeno correspondientes a las dos zonas de aeración y con ellos el factor alfa (¿) de las aguas contaminadas estudiadas. El modelo de dos zonas obtenido presentó la característica de describir en una forma más rigurosa el fenómeno de la transferencia de oxígeno, con la ventaja de poseer cierta simpleza matemática para el manejo de datos experimentales de aeración. A partir de las correlaciones realizadas se concluyó que el coeficiente de la zona de aireación en la superficie se ve más fuertemente afectado por el flujo de aire, mientras que la temperatura afecta de una forma prácticamente idéntica a los coeficientes de ambas zonas...Ítem Diseño de un reactor anaerobio de flujo ascendente del tipo U.A.S.B. para el tratamiento de las aguas residuales producto del beneficiado de café en Coopedota R.L(2005) Jaubert Calvo, Óscar Gerardo; Chacón Scheidelaar, Michael Henry, 1959-2010El tratamiento v la solución de los problemas que ocasiona el manejo de las aguas residualescomo las que procedendel beneficiado de café, encuentran una alternativa viable en el tratamiento anaerobio. El análisis técnico se realiza con base en las observaciones y resultados de pruebas de laboratorio en cuanto a la remoción de DQO, para diferentes condiciones de operación. La propuesta actual contempla el diseño y la instalación de un reactor anaerobio de flujo ascendente (del tipo U.A.S.B. por sus siglas en inglés), en el beneficio Coopedota R.L. El equipo se instalará sustituyendo la segunda laguna que es anaerobia, de forma que actúe como nivelador de la carga y del pH. La laguna aerobia se mantendrá en operación para que sirva como elemento para adecuar el efluente del reactor a las condiciones finales. El reactor se diseñó para un día pico de cosecha de 1600ff y una carga contaminante total de 19 200 kgDQO/m3. El equipo se divide en cuatro módulos de 486m3 y con un afluente cada uno de 10kgDQO/dia m3. El costo del equipo instalado se estima en US$144 900, que se divide en la obra gris, tuberías, bombas y el intercambiador de calor. El costo anual de operación es de US$49 000/año, que corresponde a US$0,20/m3. Como conclusión, el Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente (U.A.S.B.) es una alternativa de sustitución para las lagunas anaerobias del actual proceso de tratamiento de las aguas mieles residuales del beneficiado, por lo tanto, se recomienda realizar las pruebas hidráulicas correspondientes y una detallada caracterización de las aguas producto del beneficiado del café. Palabras claves: Beneficiado del café; beneficiado vía húmeda y seca; sistemas de tratamiento de aguas residuales; análisis de la contaminación y la calidad del agua residual; Reactor anaerobio de flujo ascendente; evaluación del sistema.Ítem Determinación de un modelo para el consumo de energía para la suspen[s]ión total de sólidos en fluidos newtonianos(2005) Ulate Brenes, Adolfo Mauricio; Vásquez Calvo, AlexanderEl objetivo de este proyecto fue encontrar una relación entre el número de potencia y variables fáciles de cuantificar en un proceso, para poder escalar y diseñar correctamente el equipo; ya que en muchos de los procesos, sin importar la complejidad interviene la agitación para la suspensión de sólidos. Para cumplir este objetivo se realizó un estudio preliminar de las variables críticas utilizando diseños experimentales estadísticos, previa preselección de acuerdo a la metodología planteada (método estadístico alternativo al diseño factorial, debido a la gran cantidad de variables); y una vez determinadas las variables se realizó un diseño experimental para determinar un modelo que relacionará las variables mediante el empleo de números adimensionales. Las variables seleccionadas en el primer diseño experimental fueron: tipo y tamaño de impulsor (turbina plana y hélice, con una relación de diámetro de acuerdo al diámetro del tanque de 0,333 y 0,433), el tipo y tamaño de partícula utilizada (arena, piedra volcánica y posteriormente sílice, de tamaño 1,68x10-~m y 7,07x104 m), tipo de fluido (agua y glicerina al 50%) y cantidad de sólido. La cantidad de sólido utilizada se determinó bajo dos criterios, uno técnico, basado en la imposibilidad del motor para agitar grandes cantidades de sólido, y uno teórico, ya que se estudio únicamente fluidos newtonianos, lo que impone un máximo de 30 % aproximadamente. Se seleccionó como variable de diseño el nivel de suspensión y se utilizó como suspensión total...