Repositorio Institucional Universidad Nacional de Ingeniería
Not a member yet
28561 research outputs found
Sort by
Análisis estructural de la base de una grúa mediante método de elementos finitos en una embarcación costera de transporte
Get PDFEste estudio investiga el análisis estructural de la base de una grúa en una embarcación costera, utilizando el método de elementos finitos (FEM) para evaluar su seguridad operativa y soportar las cargas operativas máximas. El trabajo inicia con una revisión de antecedentes, marco teórico, y normativas relevantes, incluyendo la ISO 12217-1:2015 y los lineamientos y recomendaciones de DNVGL y ABS, como la "Guide for Certification of Lifting Appliances-2021". Se formulan problemas principales y secundarios, se definen objetivos y se establecen hipótesis relacionadas con la seguridad estructural y el diseño de la grúa. Se simulan diversas condiciones operativas, como la extensión del brazo de la grúa con y sin carga. Los resultados del análisis FEM muestran que los esfuerzos en la estructura permanecen por debajo de los valores admisibles, confirmando la robustez del diseño y su conformidad con las normativas DNVGL y ABS. Las conclusiones destacan que la estructura de la grúa cumple con los criterios de aceptación establecidos, garantizando su integridad y seguridad durante las operaciones. El análisis demuestra que el diseño es robusto y capaz de soportar las cargas operativas previstas sin comprometer la seguridad.This study investigates the structural analysis of a crane base on a coastal vessel, using the finite element method (FEM) to evaluate its operational safety and support maximum operational loads. The work begins with a review of the background, theoretical framework, and relevant regulations, including ISO 12217-1:2015 and the guidelines and recommendations of DNVGL and ABS, such as the "Guide for Certification of Lifting Appliances-2021". Primary and secondary problems are formulated, objectives are defined, and hypotheses related to structural safety and crane design are established. Various operating conditions are simulated, such as crane boom extension with and without load. The results of the FEM analysis show that the stresses in the structure remain below the admissible values, confirming the robustness of the design and its compliance with DNVGL and ABS regulations. The conclusions highlight that the crane structure meets the established acceptance criteria, guaranteeing its integrity and safety during operations. The analysis demonstrates that the design is robust and capable of supporting the expected operational loads without compromising safety.Tesi
Sistema de planeamiento de abastecimiento y su influencia en la gestión de almacenes de una empresa de hidrobiológicos
Get PDFEl trabajo de investigación actual tiene como finalidad el estudio de la gestión de almacenes en una empresa de hidrobiológicos, la cual tiene como rubro la producción de la harina de pescado y el aceite de pescado.
La producción de harina de pescado y aceite de pescado en Perú comenzó en la década de 1950. Inicialmente, una cuota global de anchoveta era la base del sistema de pesca, pero a partir de 2009, la cuota de pesca se asignó a cada empresa según la capacidad de sus embarcaciones y su historial de capturas.
En los almacenes de la empresa no se controla eficientemente la gestión de compras de combustibles, materiales críticos operacionales y materiales a demanda, lo que podría generar riesgos de sobrestock o quiebres, costos no esperados y tiempos muertos. Por todo lo expuesto, en este trabajo de investigación se implementará un sistema de planeamiento de abastecimiento para con el objetivo de determinar su influencia en la gestión de almacenes de una empresa de hidrobiológicos.
Esta implementación conllevará a una toma correcta de decisiones, mejorar el proceso de compras, niveles de inventario y niveles de competitividad altos.The purpose of the current research work is to study warehouse management in a hydrobiological company, which produces fish meal and fish oil.
The production of fishmeal and fish oil in Peru began in the 1950s. Initially, a global anchovy quota was the basis of the fishing system, but starting in 2009, the fishing quota was allocated to each company according to the capacity of their vessels and their catch history.
In the company's warehouses, the management of fuel purchases, critical operational materials and on-demand materials is not efficiently controlled, which could generate risks of overstock or bankruptcy, unexpected costs and downtime. For all the above, in this research work a supply planning system will be implemented with the objective of determining its influence on the warehouse management of a hydrobiological company.
This implementation will lead to correct decision making, improve the purchasing process, inventory levels and high levels of competitiveness.Tesi
Instalaciones especiales - hemodiálisis del Hospital de Buin Paine - Chile
Get PDFEl presente trabajo de suficiencia contempla mi experiencia en el desarrollo de las IISS del expediente técnico del proyecto del Hospital Buin Paine, en el cual se centra específicamente en la especialidad de Hemodiálisis, para esto se tiene como base normas técnicas y criterios específicos entregados por el Ministerio de Obras Públicas de Chile.
El desarrollo consiste en proyectar un sistema de agua para Diálisis, para el Hospital de Buin Paine, el cual comprende una planta de tratamiento de agua para diálisis, con las características de calidad de acuerdo a la normativa vigente detallada en el Decreto Minsal N° 45 de 2016 Mod. 2019, partiendo desde la entrada de agua suministrada por Aguas Andinas (empresa prestadora de servicios de saneamiento de la localidad). La planta tendrá capacidad de suministrar agua tratada para 3 turnos de sesión de hemodiálisis al día.
Luego de pasar por la planta de tratamiento, el agua tratada será distribuida por medio de bombas de presión constante de acero inoxidable 316L grado farmacéutico, cuenta con dos anillos de recirculación independientes, uno para la sala de diálisis con 18 monitores y el otro para la sala de reuso donde se hará el lavado de dializadores, con 22 lavafondos. El material de las cañerías de distribución es en PEX-A con barrera anti-oxígeno, manteniendo un flujo turbulento asegurando una velocidad mayor a 1m/seg, para evitar la contaminación y el riesgo de formación de biofilm.
Se tendrá un sistema optimizado, mediante la selección de equipos y materiales que cumplen con los estándares normativos y técnicos, para un funcionamiento eficiente durante su operación, el cual llevará un adecuado control y monitoreo de la calidad de agua de forma continua.This sufficiency report outlines my experience in the development of the SSIs of the technical file of the Buin Paine Hospital project, focusing specifically on the Hemodialysis specialty. This is based on technical standards and specific criteria provided by the Ministry of Public Works of Chile.
The development involves designing a Dialysis water system for the Buin Paine Hospital, which includes a water treatment plant for dialysis, meeting quality characteristics according to current regulations detailed in Ministerial Decree No. 45 of 2016 Mod. 2019. Starting from the water supply provided by Aguas Andinas (the local sanitation service provider), the plant will have the capacity to supply treated water for 3 hemodialysis sessions per day.
After passing through the treatment plant, the treated water will be distributed using constant pressure pumps made of pharmaceutical grade stainless steel 316L. It includes two independent recirculation loops, one for the dialysis room with 18 monitors and the other for the reuse room where dialyzer washing will take place, with 22 washbasins.
The system will be optimized by selecting equipment and materials that meet regulatory and technical standards for efficient operation during its functioning, ensuring proper control and continuous monitoring of water quality.Trabajo de suficiencia profesiona
Ingeniería de las instalaciones interiores sanitarias del Proyecto "Edificio Multifamiliar Chiclayo"
No full textEn el presente documento se describe el proyecto de las instalaciones interiores sanitarias de un edificio multifamiliar que cuenta con 3 sótanos, 1 semisótano, 8 pisos y una azotea, ubicado en el distrito de Miraflores.
El edificio cuenta con 16 departamentos, de los cuales dos son de un dormitorio y el resto de dos dormitorios.
Con el fin de preservar un recurso natural tan importante como el agua, el edificio multifamiliar Chiclayo se diseñó como un “edificio verde”; por ello, se proyectó una Planta de Tratamiento de Desagües Grises (PTDG) compacta para poder cubrir la demanda de los inodoros y grifos de riego, de esta manera, conservar un recurso natural tan importante como el agua.
La edificación cuenta con seis sistemas sanitarios los cuales son: agua, desagüe gris tratado, agua contra incendio, desagüe, desagüe gris y drenaje pluvial.This document describes the project of the interior sanitary facilities of a multifamily building that has 3 basements, 1 semi-basement, 8 floors and a roof terrace, located in the Miraflores district.
The building has 16 apartments, of which two have one bedroom and the rest have two bedrooms.
In order to preserve a natural resource as important as water, the Chiclayo building is a “green building”, which is why a compact Gray Drain Treatment Plant (PTDG) was designed to cover the demand for toilets and faucets. irrigation and in this way conserve a natural resource as important as water.
The building has six sanitary systems which are: water, treated gray drainage, fire water, drainage, gray drainage and storm drainage.Trabajo de suficiencia profesiona
Aplicación de nanopartículas de y-alúmina como adsorbente de molibdeno-99 para la producción de tecnecio-99 metaestable como radioisótopo de uso médico
Get PDFLa crisis global de disponibilidad del Molibdeno-99, precursor del Tecnecio-99 metaestable en medicina nuclear, ocurrida entre 2007 y 2009 debido al cierre de reactores nucleares, generó la suspensión de servicios médicos. Con múltiples reactores programados para cerrar pronto, se propone la producción de 99mTc a partir de 99Mo de activación neutrónica utilizando nanopartículas de γ-alúmina considerando su potencial para futuras aplicaciones en matrices para generadores de 99Mo/99mTc.
El objetivo principal es evaluar las propiedades de adsorción del Molibdeno en nanopartículas de γ-alúmina de dos tamaños y analizar el rendimiento de elución del 99mTc en condiciones óptimas. Para optimizar la adsorción, se varían parámetros como pH, tamaño de partícula del adsorbente y efecto de aniones sulfato, cloruro, nitrato y acetato.
Los resultados indican que las nanopartículas de γ-alúmina, en condiciones óptimas de pH 4, mejoran hasta diez veces la adsorción de 99Mo comparado con la alúmina convencional. Las nanopartículas de 80 nm, con superficie BET de 186 m²/g, muestran mejor rendimiento como matriz por su propiedad hidrofóbica y efectividad en adsorción. En contraste, las nanopartículas de 5 nm, con superficie BET de 148 m²/g, presentan limitaciones por su naturaleza hidrofílica, dificultando la filtración. Los estudios indican que el modelo cinético de pseudo-segundo orden y la isoterma de Freundlich representan mejor el proceso de adsorción. El perfil de avance en columna indica que las nanopartículas de γ-alúmina de 80 nm retienen hasta 140 mg Mo/g a pH 4. En un potencial generador, podría eluirse hasta 10 mCi de 99mTc tras 24 horas de crecimiento, adecuado para aplicaciones pediátricas. Este trabajo destaca la utilidad de nanopartículas de γ-alúmina como adsorbentes de 99Mo de baja actividad específica, clave en medicina nuclear.The global crisis in the availability of Molybdenum-99, precursor of Technetium-99 metastable in nuclear medicine, occurred between 2007 and 2009 due to the shutdown of nuclear reactors, led to the suspension of medical services. With multiple reactors scheduled to shut down soon, this study proposes the production of 99mTc from neutron-activated 99Mo using γ-alumina nanoparticles, considering their potential for future applications in 99Mo/99mTc generator matrices.
The main objective is to evaluate the adsorption properties of Molybdenum on γ-alumina nanoparticles of two sizes and analyze the elution performance of 99mTc under optimal conditions. To optimize adsorption, parameters such as pH, adsorbent particle size, and the effect of sulfate, chloride, nitrate, and acetate anions are varied.
Results indicate that γ-alumina nanoparticles, under optimal pH 4 conditions, improve 99Mo adsorption up to tenfold compared to conventional alumina. The 80 nm nanoparticles, with a BET surface area of 186 m²/g, demonstrated better performance as a matrix due to their hydrophobic property and effectiveness in adsorption. In contrast, the 5 nm nanoparticles, with a BET surface area of 148 m²/g, presented limitations due to their hydrophilic nature, hindering filtration. Studies indicate that the pseudo-second-order kinetic model and the Freundlich isotherm best represent the adsorption process.
The column breakthrough profile indicates that the 80 nm γ-alumina nanoparticles retain up to 140 mg Mo/g at pH 4. In a potential generator, up to 10 mCi of 99mTc could be eluted after 24 hours of growth, suitable for pediatric applications. This work highlights the utility of γ-alumina nanoparticles as adsorbents for low-specific-activity 99Mo, essential in nuclear medicine.Tesi
Mejora de la capacitación de cursos de seguridad y salud ocupacional para trabajadores de actividades conexas mineras
Get PDFLa actividad minera nacional representa un sector económico fundamental en el país, tanto por su contribución en divisas por la exportación de minerales, y no menos importante por la participación en el desarrollo sostenible de regiones poco favorecidas en recursos naturales de fácil aprovechamiento por sus pobladores. En este contexto las empresas mineras han sido, son y serán una fuente de oportunidades económicas en las regiones donde se establezcan; a la vez de representar un compromiso ineludible por promover la mejora de la calidad de vida de las poblaciones de su entorno, estas son parte del despliegue de sus políticas de “responsabilidad social empresarial”, sean estas comunidades campesinas y/o centros poblados. Bajo estas condiciones, y en el marco de la “sostenibilidad del negocio”, se hace visible la probable existencia de “amenazas externas” que podrían entorpecer la continuidad del negocio, como los conflictos sociales y la cotización de los metales; variables sobre las cuales no se puede influir de forma inmediata y directa, respectivamente.
El objetivo del presente trabajo se enfoca en el “frente interno”, específicamente en el desarrollo de la Gestión de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería; con acciones preventivas a la ocurrencia de accidentes; a través de estrategias dirigidas hacia mejorar la transferencia de conocimientos de los trabajadores mineros, a través de metodologías flexibles y de alcance general.
Asimismo, debemos precisar que todo empleador de la actividad minera debe cumplir con el Artículo 74, indicado en el Anexo Nº 6: Capacitación Básica en Seguridad y Salud Ocupacional del CAPITULO VII: Capacitación, TITULO TERCERO: Sistema de Seguridad y Salud Ocupacional, del DS 024-2016-EM y su modificatoria, el DS 023-2017-EM, Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería.
Para cumplir con este objetivo se desarrolló la capacitación de los cursos del Anexo Nº 6 basado en la “MEJORA DE LA CAPACITACIÓN DE CURSOS DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL PARA TRABAJADORES DE ACTIVIDADES CONEXAS MINERAS”
La capacitación de los cursos del Anexo 6, bajo esta modalidad fue ejecutado desde fines del 2017 y todo el año 2018 en una empresa especializada de la actividad conexa en minera, dedicada al mantenimiento de maquinaria minera en 08 unidades mineras ubicadas en los departamentos de Pasco, Junín, Lima, La Libertad y Moquegua.
A través del desarrollo de este programa de capacitación en temas de seguridad y salud ocupacional en minería del Anexo 6, se propone un modelo pensado en el esquema de mejora continua, del ciclo PHVA de Edward Deming, organizados en grupos de cursos de: Planear, Hacer y Verificar - Actuar, que mejore el desempeño de los colaboradores y contribuya positivamente al Sistemas de Gestión de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería de la empresa.
En la Implementación de las mejoras en la capacitación de los cursos del Anexo Nº 6 establecieron las siguientes fases:
- Fase UNO: de Diseño, se analiza y revisan los 20 temas del Anexo 6 bajo el enfoque propedéutico, asumiendo el modelo del ciclo de mejora continua PHVA de Edward Deming, para organizar los cursos;
- Fase DOS: de Desarrollo, se realiza el dictado organizado de los cursos del Anexo 6, iniciando con el grupo de cursos de PLANEAR, luego los del grupo de HACER y culminando con los cursos del VERIFICAR – ACTUAR, con el refuerzo de talleres de integración, y
- Fase TRES: de Evaluación, se aplica el test la evaluación de cada curso.
A través de estas fases se propone contribuir al fortalecimiento de las competencias con la aplicación de las mejoras de la capacitación de cursos del Anexo 6.National mining activity represents a fundamental economic sector in the country, both for its contribution in foreign currency from the export of minerals, and no less important for its participation in the sustainable development of regions that are less favored in natural resources that are easy to use by their inhabitants. In this context, mining companies have been, are and will be a source of economic opportunities in the regions where they are established; At the same time as representing an unavoidable commitment to promoting the improvement of the quality of life of the populations around them, these are part of the deployment of their “corporate social responsibility” policies, whether these are rural communities and/or populated centers. Under these conditions, and within the framework of “business sustainability”, the probable existence of “external threats” that could hinder business continuity becomes visible, such as social conflicts and metal prices; variables that cannot be influenced immediately and directly, respectively.
The objective of this work focuses on the “internal front”, specifically on the development of Occupational Health and Safety Management in Mining; with preventive actions against the occurrence of accidents; through strategies aimed at improving the transfer of knowledge of mining workers, through flexible and general scope methodologies.
Likewise, we must specify that every employer in the mining activity must comply with Article 74, indicated in Annex No. 6: Basic Training in Occupational Safety and Health of CHAPTER VII: Training, TITLE THREE: Occupational Safety and Health System, of the DS 024-2016-EM and its amendment, DS 023-2017-EM, Regulation of Occupational Safety and Health in Mining.
To meet this objective, the training of the courses in Annex No. 6 was developed based on the “IMPROVEMENT OF TRAINING OF OCCUPATIONAL SAFETY AND HEALTH COURSES FOR WORKERS OF RELATED MINING ACTIVITIES”.
The training of the courses in Annex 6, under this modality, was carried out from the end of 2017 and throughout 2018 in a company specialized in the related activity in mining, dedicated to the maintenance of mining machinery in 08 mining units located in the departments of Pasco, Junín, Lima, La Libertad and Moquegua.
Through the development of this training program on occupational health and safety issues in mining in Annex 6, a model is proposed based on the continuous improvement scheme of Edward Deming's PHVA cycle, organized in groups of courses: Planning, Do and Verify - Act, which improves the performance of collaborators and contributes positively to the company's Mining Occupational Health and Safety Management Systems.
In the Implementation of the improvements in the training of the courses in Annex No. 6, the following phases were established:
- Phase ONE: of Design, the 20 topics of Annex 6 are analyzed and reviewed under the propaedeutic approach, assuming the model of Edward Deming's PHVA continuous improvement cycle, to organize the courses;
- Phase TWO: of Development, the organized delivery of the courses in Annex 6 is carried out, starting with the PLAN group of courses, then those of the DO group and culminating with the VERIFY – ACT courses, with the reinforcement of integration workshops, and
- Phase THREE: of Evaluation, the test is applied to evaluate each course.Tesi
Identificación de anomalías geoquímicas en la subcuenca del Alto Marañón utilizando redes neuronales artificiales
Get PDFEl trabajo de investigación tiene como objetivo detectar anomalías geoquímicas en la subcuenca del Alto Marañón mediante el diseño e implementación de redes neuronales artificiales. Los resultados de la investigación se comparan con los publicados por el Servicio Geológico del Perú.
La metodología aplicada en la investigación inicia con el entendimiento geológico de la subcuenca, teniendo en cuenta la geología regional del sector, la litología, la geología estructural y la geología económica; asimismo los yacimientos mineros existentes y proyectos. Con el entendimiento geológico del sector se analiza la información de los resultados de los análisis químicos de los sedimentos de quebrada y se elige los elementos pathfinders para la detección de anomalías geoquímicas, se realiza el tratamiento estadístico de los datos convertidos a base logarítmica para establecer una normalidad de datos. Se diseña una red neuronal artificial llamada multilayer perceptrón con 55 neuronas y 2 capas ocultas que utiliza el algoritmo de clasificación multiclase y la función de activación softmax para poder predecir elementos en base al entrenamiento de una muestra de la población de datos, para ello previamente se aplica algoritmos para correlacionar las muestras entre ellas. Los resultados de las predicciones para los elementos escogidos (arsénico, cromo, cobre, mercurio, molibdeno, níquel, plomo y zinc), siguen un tratamiento geoestadístico para finalmente por la interpolación tipo kriging se realizan mapas geoquímicos por elementos.
Los resultados de la detección de anomalías geoquímicas utilizando redes neuronales artificiales son comparados con los resultados publicados por el servicio geológico del Perú, observándose similitudes en los sectores donde se tienen anomalías geoquímicas relevantes para elementos químicos de interés.The objective of the research work is to design and implement artificial neural networks for the detection of geochemical anomalies in the Alto Marañon sub-basin, the results of the research are compared with the results published by the geological service of Peru.
The methodology applied in the investigation begins with the geological understanding of the sub-basin, considering the regional geology of the sector, the lithology, the structural geology, and the economic geology, also the existing mining deposits and projects. With the understanding of the sector, the information of the results of the chemical analysis of the stream sediments are analyzed and the pathfinders elements are chosen for the detection of geochemical anomalies, the statistical treatment of the data converted to logarithmic basis is performed to establish a normality of data. An artificial neural network called multilayer perceptron is designed with fifty-five neurons and two hidden layers that uses the multiclass classification algorithm and the softmax activation function to predict elements based on the training of a sample of the data population, for which algorithms are previously applied to correlate the samples among them. The results of the predictions for the chosen elements (arsenic, chromium, copper, mercury, molybdenum, nickel, lead, and zinc), follow a geostatistical treatment to finally by kriging type interpolation geochemical maps by elements are performed.
The results of the detection of geochemical anomalies using artificial neural networks are compared with the results published by the Peruvian geological service, observing similarities in the sectors where there are relevant geochemical anomalies for chemical elements of interest.Tesi
Auditoría del sistema de gestión de integridad de ductos de distribución de gas natural en base al Anexo 2 del DS-081-2007-EM Reglamento de transporte de hidrocarburos por ductos
Get PDFEl presente informe aborda el proceso de auditoría al Sistema de gestión de Integridad de ductos, con referencia a lo estipulado en el Anexo 2 del Decreto Supremo 081-2007-EM “Reglamento de Transporte de Hidrocarburos por Ductos”. La empresa auditada es responsable de la distribución de gas natural mediante una red de ductos de acero y polietileno. Se desarrolló el plan de auditoría en base a la norma internacional ISO 19011:2018, y utilizando como criterios de auditoría la DS 081-2007-EM, y la Resolución de Consejo Directivo 005-2016-OS/CD “Procedimiento para el Desarrollo e Implementación de un Sistema de Integridad de Ductos para los Sistemas de Distribución de Gas Natural por Red de Ductos”. Para el desarrollo de la auditoría se determinaron 78 sub-aspectos agrupados estratégicamente para lograr la eficiencia durante las entrevistas, como resultado quedan registrados 09 hallazgos, siendo 01 de ellos una No Conformidad, 06 Observaciones y 02 Oportunidades de Mejora. También se analizó el nivel de cumplimientos de los artículos evaluados de cada norma utilizada como criterio de auditoría, se evaluaron los resultados para emitir un plan de acción que la empresa auditada pueda utilizar o implementar para reducir las brechas encontradas.This report addresses the audit process of the Pipeline Integrity Management System, with reference to the provisions of Annex 2 of Supreme Decree 081-2007-EM " Reglamento de Transporte de Hidrocarburos por Ductos". The audited company is responsible for the distribution of natural gas through a network of steel and polyethylene pipelines. The audit plan was developed based on the international standard ISO 19011:2018, and using as audit criteria DS 081-2007-EM, and the Resolution of the Board of Directors 005-2016-OS/CD “Procedimiento para el Desarrollo e Implementación de un Sistema de Integridad de Ductos para los Sistemas de Distribución de Gas Natural por Red de Ductos”. For the development of the audit, 78 sub-aspects were strategically grouped to achieve efficiency during the interviews, as a result, 09 findings are registered, 01 of them being a Non-Conformity, 06 observations and 02 Opportunities for Improvement. The level of compliance of the evaluated items of each standard used as audit criteria was also analyzed, the results were evaluated to issue an action plan that the audited company can use or implement to reduce the gaps found.Trabajo de suficiencia profesiona
Modelo neuronal híbrido basado en la ecuación de estado de Peng-Robinson para predecir el equilibrio líquido vapor en la mezcla CO2-H2O
Get PDFEn este trabajo, se estudió el equilibrio líquido-vapor (ELV) de la mezcla CO₂-H₂O, empleando la ecuación de estado de Peng-Robinson (EOS-PR). Se identificó que la EOS-PR no ajustaba adecuadamente al comportamiento experimental, especialmente en la curva de rocío. Con el objetivo de mejorar las predicciones, se desarrolló un modelo híbrido utilizando redes neuronales. Para ello, se creó un algoritmo que permite calcular el parámetro “a” de mezcla en fase liquida de la EOS-PR y el parámetro de interacción binaria “sij” de la regla de mezcla de Van der Waals utilizando las fracciones molares experimentales de CO2 en fase líquida y vapor, las presiones y la temperatura de cada isoterma y aplicando el método de optimización estocástica de recocido simulado en un rango de temperaturas entre 267°C a 350°C.
A partir de este análisis, se implementaron dos redes neuronales con arquitectura [2, 20, 10, 1], una para predecir el parámetro de interacción binaria “sij” y otra para ajustar el parámetro “a” de mezcla en fase líquida mediante una corrección al valor determinado por la regla de mezcla de Van der Waals. Los modelos fueron entrenados utilizando datos experimentales parametrizados recopilados por Tödheide & Franck (1963), y se aplicó un aumento de datos mediante splines paramétricos. Los resultados muestran que la combinación de funciones de activación ReLU-TanH predicen las isotermas experimentales con un error medio de porcentaje absoluto de 2.09% para temperaturas entre 267°C a 350°C, y la combinación de funciones de activación ReLU-ReLU predicen las isotermas experimentales con un error medio de porcentaje absoluto de 1.81% para temperaturas entre 267°C a 300°C. Este enfoque permite obtener una mejor representación del comportamiento del ELV de la mezcla CO₂-H₂O, comparado con las predicciones de la EOS-PR sin corrección.In this work, the liquid-vapor equilibrium (VLE) of the CO₂-H₂O mixture was studied using the Peng-Robinson equation of state (EOS-PR). It was found that EOS-PR did not adequately fit the experimental behavior, especially in the dew curve. To improve predictions, a hybrid model using neural networks was developed. An algorithm was created to calculate the “a” mixing parameter in the liquid phase of the EOS-PR and the binary interaction parameter “sij” from the Van der Waals mixing rule, using experimental mole fractions of CO₂ in the liquid and vapor phases, pressures, and temperatures for each isotherm. The simulated annealing stochastic optimization method was applied over a temperature range between 267°C and 350°C.
From this analysis, two neural networks with architecture [2, 20, 10, 1] were implemented: one to predict the binary interaction parameter “sij,” and another to adjust the “a” mixing parameter in the liquid phase by correcting the value determined by the Van der Waals mixing rule. The models were trained using parametrized experimental data collected by Tödheide & Franck (1963), and data augmentation was performed using parametric splines. The results show that the combination of ReLU-TanH activation functions predicted the experimental isotherms with a mean absolute percentage error of 2.09% for temperatures between 267°C and 350°C, and the combination of ReLU-ReLU activation functions predicted the experimental isotherms with a mean absolute percentage error of 1.81% for temperatures between 267°C and 300°C. This approach provides a better representation of the VLE behavior of the CO₂-H₂O mixture compared to EOS-PR predictions without corrections.Tesi
Escalamiento del proceso de extracción de proteínas de la microalga Arthospira platensis para el diseño de un reactor piloto
Get PDFEl escalamiento para la extracción de proteínas de la espirulina empleando un reactor agitado de 400 litros. Iniciamos con la revisión de antecedentes, luego realizamos pruebas exploratorias a nivel de laboratorio con un reactor de 0,5 litros para determinar los factores y niveles en este caso temperatura (20 °C – 45 °C), tiempo (30min - 70min) y agitación (100 – 900 RPM). Seguidamente, hicimos un DOE para determinar la significancia de los factores y el punto óptimo para el rendimiento de extracción, para esta etapa la agitación no es significativa y la máxima extracción la obtenemos en un tiempo de 48 min a 42 °C, además obtenemos una correlación. En la etapa de 4 L, los rendimientos más altos se obtienen con el agitador Rushton y al corroborar los resultados notamos que hay una diferencia en el rendimiento experimental y el previsto por la correlación de la etapa 0.5 L, esto por el efecto del tipo de agitador en esta etapa. Hallamos el Np y obtenemos las gráficas de Np y Re para los diferentes impulsores. Finalmente, usamos la gráfica del número de potencia Np y el Re, tomando el criterio de mantener relación de potencia por unidad de volumen constante (P/V cte), para determinar la velocidad de agitación del impulsor. Los resultados son: impulsor Hydrofill 300 RPM, Pitched 288 RPM y Rushton 168. Los impulsores, bafles y el reactor se diseñaron mediante la similaridad geométrica con el reactor de 4 litros.The scale-up for the extraction of proteins from spirulina using a 400-liter stirred reactor. We begin with the background check, then we perform exploratory tests at the laboratory level with a 0.5-liter reactor to determine the factors and levels in this case temperature (20°C - 45°C), time (30 min - 70 min) and stirring (100 – 900 RPM). Next, we do a DOE to determine the significance of the factors and the optimal point for the extraction performance, for this stage the agitation is not significant, and the maximum extraction is obtained in a time of 48 min at 42°C, we also obtain a correlation. In the 4 L stage, the highest yields are obtained with the Rushton shaker and when corroborating the results, we notice that there is a difference in the experimental yield and that predicted by the correlation of the 0.5 L stage, this is because of the type of agitator at this stage. We find the Np and obtain the graphs of Np and Re for the different impellers. Finally, we use the graph of the power number Np and Re, taking the criterion of maintaining a constant power ratio per unit volume (P/V cte), to determine the agitation speed of the impeller. The results are: Hydrofill 300 RPM impeller, Pitched 288 RPM and Rushton 168. The impellers, baffles and the reactor were designed using geometric similarity with the 4-liter reactor.Tesi