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Determinación de constantes óptimas para la ecuación de estado Peng-Robinson Stryjec-Vera (PRSV) a presiones elevadas
(RevActaNova., 2010) Zavaleta Mercado, Ronanth
Se resuelve la Ecuación de Estado Cúbica Peng-Robinson-Stryjec-Vera (PRSV) en la región de dos fases (liquido y vapor) con la finalidad de determinar los valores de ω (factor acéntrico) y la constante κ1, característica de esta ecuación y que es específica para cada sustancia y que se incorporó con la finalidad de ajustar mejor la presión de vapor a bajas temperaturas y en especial para compuestos diferentes a los hidrocarburos. Esta mejora en la predicción de las presiones de vapor encuentra aplicaciones de importancia en predicciones también mejoradas del equilibrio líquido vapor (ELV). Se obtiene valores de ω y κ1 que minimizan el error relativo medio, para más de sesenta compuestos químicos orgánicos e inorgánicos, en el intervalo de presiones de 1 atm y la presión crítica. A este efecto se utilizan programas computacionales del autor en sus versiones de Mathcad 14® (Programas PREOS y PRSVEOS) para la determinación de las propiedades termodinámicas necesaria en la región de dos fases, por aplicación de una variante del clásico algoritmo de Johnson y Colver, dentro de una lógica de optimización numérica no lineal restringida discreta que utiliza un algoritmo de gradiente conjugado Levenberg-Marquardt. Las soluciones numéricas son evaluadas y comparadas con datos experimentales reportados en la literatura y con aquellos obtenidos a partir de la Ecuación de Estado Peng-Robinson (PR), resuelta paralelamente a la PRSV, siguiendo una aproximación parecida, con la finalidad de generar las inferencias correspondientes. Como se esperaba, las mejoras obtenidas son marginales en el caso de hidrocarburos y de mayor relevancia para otros compuestos. Sin embargo, las correcciones no parecen ser mayores en el rango de presiones estudiado.
Diseño conceptual para la descontaminación y economía de agua en plantas de desamargado de quinua
(Rev Cien Cult, 2010) Zavaleta Mercado, Ronanth
Se plantea un diseño conceptual orientado a disminuir la cantidad de agua utilizada en la desaponificación de quinua en grano y una consecuente reducción en efluentes contaminantes de plantas de tratamiento de este pseudocereal andino. A este efecto se consideran modificaciones a procesos tradicionales, incluyendo una etapa de centrifugación como una alternativa para la disminución de costos asociados con el secado del grano húmedo, lo que permite a la vez separar eficientemente las soluciones acuosas de saponinas para su tratamiento de descontaminación mediante un proceso de reacción química que utiliza un sistema de reactor tubular asociado con un dosificador y un clarificador para el retiro de sólidos suspendidos. El líquido descontaminado y clarificado es retornado al circuito de extracción de saponinas, reduciéndose de esta manera de forma drástica tanto el consumo de agua (solvente utilizado en el desamargado de quinua) cuanto la emisión de efluentes contaminantes. A efectos de analizar la viabilidad del concepto se plantea un modelo determinístico no estacionario basado en el principio de conservación de materia. Las soluciones numéricas son evaluadas para generar la inferencia correspondiente.
Fine tuning the production of colorless sucrose syrups
(RevActaNova., 2019) Zavaleta Mercado, Ronanth; Losantos Velasco, Diana Maria
Sucrose syrup is used worldwide in the food and beverages industry, being produced from high quality sugar and treated water. Even though these high quality raw materials are used, the resulting syrup is very often tinted with an amber color inherited from its constituents and produced during its formulation. This coloration makes it unsuitable for most of its uses, especially for the formulation of colorless products. In order to render a colorless syrup, adsorption with powdered activated carbons is very often used, to effectively remove the color causing agents. The very finely ground carbon is later separated by mechanical means, mainly filtration, sometimes using filtration aids. The problem that arises is that commercial sugar contains variable amounts of color causing agents and, in principle, the ratio activated carbon/sugar needed to obtain an acceptable syrup varies considerably, and should be adjusted to fit the characteristics of the sugar and its processing. This is seldom done, resorting instead to manufacturing "recipes" that could imply the use of excessive amounts of adsorbent. In the present work a quite simple technique is developed that allows the monitoring of the color removal and also the determination of the prevailing technical equilibrium needed for process calculations.
Los últimos cincuenta años: el tiempo del conocimiento y la violencia
(Rev Cien Cult, 2014) Zavaleta Mercado, Ronanth
El presente es el primero de tres ensayos que analizan los avances logrados por la humanidad en áreas de las ciencias naturales en los últimos cincuenta años y los contrasta con el conocimiento acumulado a lo largo de su historia. En los primeros dos se incluyen análisis sucintos en algunos campos de la biología y la bioquímica, así como también en áreas de la física, y se analizan las contribuciones importantes alcanzadas en los últimos cincuenta años en estas áreas, lo que lleva a concluir que el siglo XX ha sido, ciertamente, el siglo del conocimiento, en especial en estas esferas del conocimiento humano. Pero paralelamente ha sido uno al menos contradictorio en lo que se refiere al desarrollo a escala humana. Al mismo tiempo en que se lograban adiciones de importancia al conocimiento científico, el mundo ha estado confrontando conflictos bélicos de forma casi constante que han ido destruyendo generaciones enteras de hombres jóvenes. A este fin se han destinado ingentes riquezas que podían haber tenido un mejor uso. Esta violencia ha sido también ejercitada sobre el medio ambiente, y a pesar de entenderse el daño que se inflige, no ha sido posible lograr acuerdos fundamentales que lo minimicen. Ésta es la temática abordada en el tercero, que cuestiona la sabiduría humana en la administración del conocimiento adquirido y su viabilidad misma a largo plazo.
Los últimos cincuenta años: el tiempo del conocimiento y la violencia. Segunda parte: las ciencias físicas
(Rev Cien Cult, 2014) Zavaleta Mercado, Ronanth
Low molecular weight fatty acids removal from Cocoa butter
(RevActaNova., 2011) Taboada Serrano, Patricia; Zavaleta Mercado, Ronanth
La manteca de cacao boliviana ha tenido problemas de sabor amargo y olor que inhibe sus posibilidades de ser vendido en los mercados internacionales. Una hipótesis siguiendo una cinética de tipo Strecker se postuló para la formación de ácidos grasos de bajo peso molecular que se considera responsable de estas propiedades no deseadas. Dado que la formación de estos ácidos orgánicos tiene probablemente un origen en el mal manejo de los granos por parte de los agricultores, y puesto que no hay ninguna fuente alternativa de materia prima disponible, una modificación del proceso fue propuesto para hacer frente a estos problemas. Una base de ácido reacción de neutralización usando soluciones concentradas de carbonato de potasio que implican varios pasos de transferencia de masa se propone como un mecanismo para un proceso desarrollado para eliminar los ácidos moleculares bajos grasos a partir de granos de cacao mantequilla. La eliminación de estos ácidos grasos mejoró en gran medida el sabor del producto y sus propiedades físicas, incluyendo un estrechamiento de la banda de puntos de fusión. Los datos experimentales se correlacionaron bien sólo después de la consideración de zonas muertas en el modelo propuesto. La modificación del proceso que incluye un reactor con camisa de vapor dedicado al reactor de neutralización está en marcha.
Tiempos necesarios para el establecimiento de equilibrio térmico en el procesamiento de castaña: Una Aplicación de Análisis de Fourier y Problemas de Contorno
(RevActaNova., 2019) Zavaleta Mercado, Ronanth
El tratamiento industrial de castaña requiere de una forma práctica y rápida de poder determinar el tiempo requerido para que el centro de la castaña alcance la temperatura de la superficie, es decir el tiempo requerido para el establecimiento del equilibrio térmico en el procesamiento. A este efecto se realiza la simulación del proceso de calentamiento adoptando una simetría esférica y radios equivalentes. Las soluciones de las ecuaciones diferenciales en derivadas parciales (EDP) que describen el proceso son evaluadas en el centro de la castaña e impuesta la condición correspondiente al equilibrio térmico. Las ecuaciones trascendentes resultantes son evaluadas mediante técnicas numéricas obteniéndose valores del grupo adimensional (Foeq) que cumplen las condiciones impuestas y permiten determinar el tiempo requerido para el establecimiento del equilibrio para diferentes tamaños de castaña. Dos escenarios fueron estudiados, el primero, despreciando la resistencia externa a la transferencia de calor, mientras que el segundo la incluye. En el primer caso se hace necesario conocer la conductividad térmica efectiva de la castaña y la conductividad térmica efectiva y el coeficiente pelicular en fase gaseosa para el segundo. A pesar de conocerse la solución analítica del problema se requiere de aplicaciones de técnicas de análisis numérico reiteradas habida cuenta de la naturaleza de las soluciones y los requisitos impuestos. El modelo derivado y resuelto analíticamente puede ser validado experimentalmente por experimentación sencilla en laboratorio.