Ingeniería Química
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Ítem Evaluación de las condiciones de extracción de nanocristales de celulosa por medio de una reacción de hidrólisis ácida de residuos de material orgánico de piña y melina (Gmelina arborea) para su uso en materiales semiconductores y aplicaciones electroquímicas(2023) Matamoros Arnáez, Daniel; Torres Quirós, Cindy MaríaÍtem Evaluación de mejoras implementadas en los registros operativos utilizados para el proceso de llenado y empacado, en las líneas de producción de una empresa farmacéutica(2023) Vargas Villalobos, Olman; Montero Rambla, NataliaEl objetivo principal de la presente práctica consistió en evaluar las oportunidades de mejora en los registros operativos de las líneas de llenado y empaque de una empresa farmacéutica, con el fin de reducir en al menos un 50 % la cantidad de errores de documentación registrados, cuya causa raíz fuera el registro operativo utilizado por los operarios. Primeramente, se realizó un programa de capacitación para poder desarrollar la práctica acorde a las normativas de la empresa; luego se estudiaron los procesos de llenado y empaque para elaborar los Diagramas de Bloques de los Procesos correspondientes. Se analizó la base de datos de errores de documentación para identificar la cantidad de errores debido al registro durante un año previo a la implementación, y así se elaboraron los gráficos de control del proyecto. Se determinaron las causas principales de errores de documentación en el registro y se propuso una serie de mejoras en los registros de las 4 líneas de llenado y empaque. Las bases de datos de errores de documentación fueron nuevamente analizadas posterior a la implementación de dichas mejoras, para evaluar el desempeño de los cambios realizados en los registros operativos. El desarrollo de los Diagramas de Bloques de los Procesos Operativos permitió definir el orden de ejecución de las secciones de los registros operativos, mientras que el análisis de los procesos productivos y la elaboración de los Diagramas de Bloques de los Procesos de Producción, fueron necesarios para comprender el orden de ejecución de los controles en proceso, en la jornada laboral y los registros operativos. En los últimos años, la empresa farmacéutica interesada enfrentó un incremento en los errores de documentación detectados en los registros operativos de sus líneas de llenado y empacado; se detectaron 121 errores en el año 2015, 158 errores en 2016 y 262 errores para el año 2017 (GSK, 2018). La elaboración de los gráficos...Ítem Efecto del pretratamiento, concentración de celulasa y tiempo de hidrólisis en la producción de bioetanol a partir de la corona de piña(2011) Fonseca Solís, Karla; Molina Córdoba, Manuel EnriqueEl objetivo de este proyecto fue evaluar el efecto del pretratam.íento, de la concentración de celulasa y del tiempo de hidrólisis en la producción de bioetanol a partir de la corona de piña (Ananas comosus). Se realizó la caracterización del material y se obtuvo que éste cuenta con un 85 % de humedad, 0,40 % y 46,06% de extractos solubles en agua :fría y caliente, respectivamente, un 6,58% de cenizas y un 36,16% de extractos solubles en una mezcla de etanol y ciclohexano. Además el material tiene un 18,84% de holocelulosa, 18,08% de lignina y un 1,99% de a-celulosa. Se realizaron 4 etapas experimentales para determinar las condiciones para realizar la hidrólisis y fermentación simultáneas para la obtención de etanol. De estas cuatro etapas se estableció que al utilizar un pretratamiento con ácido clorhídrico diluido a una concentración de 1,31% y 30 minutos de pretratamiento se obtienen los mejores rendimientos de glucosa. Para tiempos de hidrólisis entre 40 horas y 45 horas, se obtienen mejores rendimientos con concentraciones de enzima de 35 FPU/g. Se determinó que si se utilizan concentraciones de sustrato bajas de 10 g/L y 40 horas de hidrólisis se obtienen mejores rendimientos utilizando concentraciones de enzima bajas (35 FPU/g); sin embargo conforme se aumenta la concentración de sustrato, se debe aumentar la concentración de enzima o el tiempo de hidrólisis para mejorar el rendimiento. En la quinta etapa experimental se determinó el porcentaje de etanol obtenido para concentraciones de sustrato de (40, 60, 80 y 100) g/L en la hidrólisis, el mayor porcentaje de etanol obtenido en esta etapa fue 1,90%. En la sexta etapa experimental se midió la producción de dióxido de carbono por hora en el proceso de fermentación, para obtener la producción de etanol y con ello el comportamiento cinético de la reacción. Se presentó un período de retardo de 2 horas, una concentración máxima de etanol...Ítem Propuesta de mejora en el proceso productivo de un subensamble en un catéter para ecografía intravascular en una empresa de manufactura de dispositivos médicos mediante la mejora de las condiciones de limpieza de la materia prima(2024) Contreras Fernández, Sophia; Ulate Brenes, Adolfo MauricioÍtem Puesta en marcha de un proceso de sellado de doble barrera estéril mediante la validación de equipo y determinación de parámetros de proceso para dos selladoras según la norma ISO 11607 en una nueva línea de sellado de una empresa de manufactura de dispositivos médicos(2023) Cedeño Alemán, Sharon Marcela; Mora Vindas, Allan GerardoLa finalidad del presente proyecto fue poner en marcha un proceso de sellado de doble barrera estéril mediante la validación del equipo y la determinación de los parámetros de proceso basados en la norma ISO 11607, esto con el propósito de iniciar una nueva línea operativa de sellado en una empresa de manufactura de dispositivos médicos. El desarrollo del proyecto se llevó a cabo en las instalaciones físicas de la empresa. Primeramente, en la etapa de instalación, se identificaron los requerimientos de facilidades para dos selladoras Nelipak NX-T1, entre ellos presión de aire, voltaje, corriente y condiciones ambientales. Con esta información y con base en información sobre el funcionamiento de un proceso de sellado térmico se elaboró una propuesta de distribución de planta para instalación de ambas selladoras dentro del cuarto limpio, específicamente, se propuso la distribución de una celda tipo “U”. Una vez que la propuesta fue aprobada, se instalaron las selladoras y se verificaron los requisitos de calibración con base en la norma ISO 11607-2. Finalmente, se ejecutó la validación de la instalación de los equipos, en donde se documentaron los resultados de las pruebas de verificación, incluyendo pruebas de funcionalidad, verificación de utilidades, condiciones ambientales y comprobación de posibles variaciones y fallos. Posteriormente se llevó a cabo el proceso de caracterización de los procesos de sellado como requerimiento en el desarrollo de nuevos procesos, identificando las variables de entrada y variables de salida del proceso, tomando como referencia parámetros de sellado de otras fuentes, para proceder finalmente con el diseño experimental factorial evaluando estadísticamente los efectos e interacciones de los parámetros que más impacto tienen sobre la variable respuesta para cada uno de los procesos de sellado (bandeja interna y externa). Adicionalmente se utilizaron los modelos obtenidos para predecir...Ítem Prefactibilidad técnica y financiera de una planta de producción de sidra artesanal(2023) Rivera Vásquez, Guillermo José; Ramírez Loría, RandallEl presente proyecto consiste en un estudio de prefactibilidad técnica y financiera para una fábrica artesanal de sidra a base de manzana de la variedad Ana, la manzana producida a nivel nacional. Lo cual, al igual que presenta una oportunidad de negocio también representa una alternativa para el aprovechamiento de las manzanas producidas en el país dándoles un valor agregado. Inicialmente se realizó una revisión de las fuentes bibliográficas para poder entender las características organolépticas de las manzanas para la producción de sidra, dado que no es una práctica común en el país. Una vez que se confirmó que la sidra puede ser producida con las manzanas de la variedad Ana, se realizó una investigación extensiva de las etapas del proceso productivo y sus requerimientos, con el fin de poder definir el mejor proceso productivo a diseñar. Se realizó un estudio de la legislación productiva del país con el fin de determinar los requerimientos, reglamentos y normativas que rigen esta práctica productiva. Se realizó un estudio del mercado nacional el cual incluyó la oferta actual de este producto en los anaqueles de supermercados y en tiendas en línea, un análisis FODA y una encuesta, cuyo propósito fue obtener la mayor cantidad de resultados que ayudaran a determinar el producto a producir que llegue a obtener la mejor aceptación en el mercado nacional. Con respecto al volumen de producción se pudo llegar a una cantidad luego de una extensa revisión literaria, cálculos y suposiciones matemáticas, consultas con un experto en estadística y un acuerdo verbal con los productores de una cooperativa, proceso que fomentó el conocimiento del tema dentro de la actualidad del país. A modo de comprobación experimental de lo que se está planteando, y tomando como variable de experimentación el tipo de levadura utilizado, se realizó sidra artesanalmente. Esto utilizando la manzana de la variedad ana y equipos presentes en el hogar...Ítem Tratamiento de aguas con fármacos utilizando método híbrido de oxidación avanzada con ultravioleta/persulfato y biorremediación con Trametes versicolor(2023) Villegas Solano, Diego; Rodríguez Rodríguez, Carlos EstebanÍtem Validación de un modelo de daño para la evaluación del estado de deterioro del Pacto de Concordia custodiado por el Archivo Nacional de Costa Rica(2023) Bermúdez Vargas, Rocío Dayana; Fuentes Schweizer, PaolaÍtem Evaluación del desempeño de espumas de carbono a base de sacarosa para la producción catódica ¿in situ¿ de peróxido de hidrógeno en el sistema de electro-fenton para la remoción de ácido rojo 1 como contaminante modelo del agua(2023) Pérez Sánchez, Mónica; Serrano Mora, Adrián AlbertoEl objetivo principal del presente proyecto se basó en la evaluación del desempeño de tres espumas de carbono sintetizadas a partir de sacarosa para la producción catódica "in situ" de H2O2 en un sistema de electro-Fenton, esto con el fin de remover el ácido rojo 1 del agua. Para dicha síntesis se utilizó el método de carbonización de plantilla, para el cual se empleó una plantilla de poliuretano. Además, se realizó un dopado y co-dopado con heteroátomos del material carbonoso final, de manera que se obtuvieron espumas de carbono dopadas con N2, B-N2 y F-N2. También, mediante un diseño de experimentos Taguchi L9 se determinaron las condiciones de reacción que permitieron una mayor producción "in situ" de H2O2. Para ello, se tomaron en consideración factores relevantes para el sistema de electro- Feton y se estableció que la espuma co-dopada con B-N2 como cátodo, el NaCl como electrolito, una corriente aplicada de 90 mA y un tiempo de 60 min fueron las condiciones que permitieron una mayor electrogeneración de H2O2, con un valor máximo de 38.29 mg/L. La espuma de carbono con la mayor producción "in situ" de H2O2 fue caracterizada mediante los análisis de espectroscopía infrarroja, termogravimetría, espectroscopía de rayos X de energía dispersiva, así como el método Brunnauer-Emmett-Teller y la microscopía electrónica de barrido. Este último análisis permitió determinar que el valor promedio de poro de la espuma co-dopada con B-N2 corresponde al de un material macroporoso, con tamaños de poros mayores respecto al tamaño teórico de la molécula de H2O2, lo cual confirmó que el cátodo sintetizado permite el flujo desde los poros internos hasta el sistema de reacción. Por otro lado, el resultado del análisis BET permitió determinar que la espuma de carbono sintetizada poseía una área superficial de 61.95 m2/g y una porosidad de 0.081 mL/g muestra. Seguidamente, se procedió a determinar la remoción...Ítem Diseño de una bio-batería glucosa-oxígeno con electrodos híbridos carbono/plata para potenciales aplicaciones en pequeños dispositivos electrónicos(2023) Vaillant Rojas, Rowan; Serrano Mora, Adrián AlbertoEn esta investigación se diseñó una bio-batería de glucosa-oxígeno con electrodos híbridos de carbono y nanopartículas de plata (AgNps) para potenciales aplicaciones en pequeños dispositivos electrónicos. En una primera parte, se utilizó la técnica de impregnación incipiente seca para sintetizar el material híbrido carbono-plata, que consistió de nanotubos de carbono (CNT) con nanopartículas y micropartículas de plata. Como precursor metálico se partió de nitrato de plata que se redujo, en un un horno a aproximadamente 200 °C, con un flujo de hidrógeno generado por la reacción de aluminio en una disolución de soda cáustica al 10 %. Al material sintetizado se le realizó un análisis de microscopio electrónico de barrido (SEM) y un análisis elemental (EDX). A partir de las imágenes SEM, se encontró que un 28 % de las AgNps poseen un diámetro promedio de 86 nm y en su mayoría inferior a 155.3 nm. Por otro lado, el análisis EDX confirmó la presencia de plata con un porcentaje másico de 31.8 %. Además, se midió la conductividad eléctrica del material virgen y de dos mezclas del híbrido utilizando la metodología de las 4 puntas. Se determinó que la conductividad eléctrica a 21 °C y a una presión de compresión de 2.5 kN de los CNT puros es de 456.47 S/m, de la mezcla con 10 % de plata (CNT_AgNps10) es de 495.59 S/m y de la mezcla con 30 % de plata (CNT_AgNps30) es de 632.83 S/m. En la segunda parte de la investigación se buscó mejorar las propiedades del ánodo al estudiar la cinética de la enzima glucosa oxidasa. Para esto se realizó un diseño factorial 23 en el que se estudiaron los siguientes factores: proporción másica enzimas ánodo/material ánodo, adición de nanopartículas de plata y presencia de un agente inmovilizador como la lisis celular del alga Arthrospira platensis. La variable de respuesta del experimento correspondió a los moles...Ítem Efecto del método de preparación de un catalizador de Cu/¿-Al2O3 y de las condiciones de operación sobre la selectividad a hidroxiacetona a partir de glicerol en fase gas(2023) Ruiz Loría, Sebastián; Miranda Morales, Bárbara CristinaEl presente estudio consistió en determinar el efecto del método de preparación de un catalizador de cobre soportado en alúmina, así como de sus condiciones de operación sobre la selectividad hacia la hidroxiacetona y su concentración. El estudio se dividió en dos fases: efecto del método de preparación del catalizador, y efecto de las condiciones de temperatura de reducción y gas de arrastre. Para la fase I se prepararon catalizadores por los métodos de impregnación (I) y coprecipitación (C), mientras que se activaron por los métodos de calcinación (C), reducción (R) y calcinación/reducción (CR). Se llevaron a cabo las corridas experimentales con las mismas condiciones de reacción, pero variando el catalizador utilizado. Se recolectaron muestras en diferentes periodos de tiempo durante la reacción y fueron analizadas mediante cromatografía de alta resolución (HPLC) y se calcularon variables como conversión de glicerol, concentraciones molares y másicas, y selectividades. Se realizó un análisis de varianza para determinar cuál es el catalizador que propicia mayor conversión de glicerol, producción de hidroxiacetona y selectividad hacia hidroxiacetona. Los 6 catalizadores utilizados fueron posteriormente sometidos a pruebas XRD, EDX, SEM, FTIR y TGA. En el caso de la fase II, se utilizó el catalizador preparado por impregnación y activado por reducción (IR) de la fase I, realizando un análisis factorial con los factores temperatura de reducción (270 °C y 450 °C como niveles) y tipo de gas de arrastre (nitrógeno e hidrógeno como niveles). Al catalizador reducido a 270 °C también se le realizó la prueba XRD. De la primera fase, se seleccionó el catalizador preparado por impregnación y activado por reducción, ya que con éste no se necesita activación adicional que se refleja en ahorro de reactivos, energía y tiempo, y además porque presentó resultados mayores en selectividad aunque sin diferencia estadística...Ítem Desarrollo de una metodología para la obtención del pigmento ficocianina de grado alimentario a partir de la microalga Arthrospira máxima por medio de métodos de disrupción celular y purificación(2023) Cortés Meneses, Lucía; Da Luz Castro, JulianaÍtem Desarrollo de una propuesta de guía, para que pueda ser utilizada por los ingenieros químicos, en condición de regentes químicos, en la caracterización de industrias que se encuentren operando y con permiso sanitario de funcionamiento vigente dentro del territorio costarricense(2023) Cubero González, Fernando; Da Luz Castro, JulianaÍtem Desarrollo de un sistema de adquisición de datos de parámetros de calidad de agua abierto con base en un computador monoplaca Raspberry-Pi(2023) Solé Barahona, Ian Andrew; Richmond Salazar, EstebanÍtem Evaluación del desempeño de un método de cuantificación de carbohidratos estructurales en biomasa utilizando la Norma ASTM E1758 como referencia, mediante la técnica cromatografía líquida de alta resolución (hplc) para el Laboratorio de Ingeniería Química(2023) Guillén Garro, María Nohelia; Torres Quirós, Cindy MaríaÍtem Evaluación del proceso de pirolisis en bambú (Bambusa spp) para la producción de pellets de biocarbón(2023) Suárez Cajina, Kendry Fabiana; Castillo Benavides, José AlbertoÍtem Normas para la confeccion y presentacion de planos y diagramas de proceso de la industria quimica(1991) Avalos Monge, Mauricio; Chacón Valle, GerardoEl presente trabajo se encuentra localizado en el área de la Comunicación, específicamente en el Lenguaje Gráfico de ingeniería química relacionado con la elaboración de planos y diagramas de procesos de plantas diseñadas para la industria química. El objetivo general de este proyecto es proporcionar un fundamento técnico sobre la confección y presentación de planos y diagramas de proceso de la industria química, que sirva como base para la elaboración de un reglamento por parte del Colegio Federado de Químicos e Ingenieros Químicos de Costa Rica (CFQIQ), el cual pretende normalizar los aspectos mencionados. Su importancia primordial radica en que actualmente en el país, no se cuenta con una guía técnica o legal que modele la presentación de planos correspondientes a procesos industriales. Podrá ser utilizada por el CFQIQ, oficinas gubernamentales, industria química en general y por la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de Costa Rica. La principal dificultad que se encontró durante la elaboración del proyecto fue la falta de información en Costa Rica, relacionada con el tema, por lo que tuvo que recurrirse a traer esta desde el exterior, por medio de la elaboración de instituciones afines a la normalización, como lo es el ICAITI. En el primer capítulo se resume la problemática que se vive actualmente en el país, relacionada con el tema, y se cubre, en los capítulos del 11 al VI, aspectos que diversas fuentes proponen para los tipos de diagramas de flujo que existen, la relación que tienen con las diversas etapas involucradas en el diseño de un proceso químico, el formato y la información que debe reunir cada uno de ellos y las láminas de dibujo respectivas; por otro lado se expone aspectos relacionados con el arreglo de los elementos implícitos en los diagramas de flujo y su simbología; además se menciona el respaldo con el que todo diagrama de flujo debe contar y que el CFQIQ…Ítem Uso de baterías para efectuar respuesta de la demanda en el sistema eléctrico costarricense(2020) Navarro Matarrita, Josimar; Ugarte Moreira, Susana; Rojas Rojas, Luis FelipeÍtem Diagramas de fase de mezclas de cristales líquidos con sustancias isotrópicas y sus entalpías de transición(2023) Alfaro Arbustini, Jhonatan D.; Castellón Elizondo, Erick