Reestructuración y rehabilitación del laboratorio de investigación de ingeniería química.

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Título :	Reestructuración y rehabilitación del laboratorio de investigación de ingeniería química.
Autor :	CABALLERO DOMINGUEZ, FRANCISCO VIDAL
Fecha de publicación :	2020
Resumen :	El presente proyecto renovará el uso de algunos equipos (al momento sin uso), pero que, por sus características de construcción modular permitirá su interconexión con el fin de montar un sistema de destilación reactiva. El sistema en cuestión no solo permite su ensamblado, sino que las características modulares permitirán su uso de manera individual. Esta característica de uso de ensamblado integral o de manera individual será utilizarlos para comparar, a través de un guión experimental, la obtención de lactato de etilo utilizando la operación de los equipos de forma separada con uno que integra las operaciones unitarias de destilación con reacción química. Así mismo la instrumentación y control de estos sistemas permitirán a los alumnos estar en contacto y actualizados con las nuevas tendencias en la industria. El montaje del sistema (ver diagrama 1) integrará un reactor de esterificación, una columna de platos, que tendrá en cada etapa empaques catalíticos, una segunda columna de hierro colados que será revestido con resina, un filtro prensa y una torre de enfriamiento. De este modo los recursos se dirigen a la integración, compra y mantenimiento de los equipos mencionados, la instrumentación de estos, la evaluación de un control basados en microprocesadores (tipo Arduino), la elaboración del catalizador y los empaques para la columna y por último la compra de equipos de apoyo y análisis, así como material de vidrio. Dentro de los entregables se contempla: Al menos dos guiones experimentales para la asignatura de laboratorio y taller de proyectos (LTP) de 7° y 8° semestre Al menos un vídeo del funcionamiento del sistema de destilación reactiva produciendo lactato de etilo. 4 tesis de licenciatura referentes a los guiones experimentales, relacionados con la obtención del solvente verde, Al menos 2 constancias de congresos nacionales y/o internacionales Al menos 1 artículo en en extenso nacional y/o internacional .
URI :	https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7680
metadata.dc.contributor.responsible:	CABALLERO DOMINGUEZ, FRANCISCO VIDAL
metadata.dcterms.callforproject:	2020
metadata.dc.coverage.temporal:	2020-2022
metadata.dcterms.educationLevel:	nivel superior
metadata.dcterms.educationLevel.SEP:	Licenciatura
metadata.dc.description.objective:	Objetivo general: Actualizar equipo y guiones experimentales acorde con las tendencias actuales de la industria química. Ulizando para ello equipos que se puedan ensamblar o manejar de manera individual y poder comparar los tipos de operación: operaciones unitarias individuales o integrando equipos en las que se lleva a cabo más de una operación unitaria. Objetivos específicos: "-Proporcionar mantenimiento y limpieza a los equipos que conformaran la unidad destilación reacción (UDR). -Integrar los equipos y realizar pruebas de fugas, y posteriormente pruebas de arranque -Realizar el protocolo de prácticas para del laboratorio y taller de proyectos (LTP) de séptimo semestre, referente a la destilación. -Generar un vídeo educacional a cerca del funcionamiento del sistema de destilación reactiva produciendo lactato de etilo, con la finalidad de mostrar las características de la combinación de dos operaciones unitarias en un solo equipo. - Generar un segundo protocolo de prácticas para del laboratorio y taller de proyectos (LTP) de octavo semestre, referente la reacción de fermentación ácida."
metadata.dc.description.strategies:	Metodología para el arranque de la columna de destilación Una vez verificada la Unidad de destilación reactiva, se asegura que el condensador se encuentre recirculando el agua de enfriamiento, ´posteriormente, el rehervidor será cargado con tres partes de etanol y se alimentar aceite al serpentín, en el momento que el rehervidor macar 40 °c, se refluja totalmente todo el etanol para alimentarlo por debajo de los platos catalíticos, cuando la temperatura en el rehervidor, alcanza 65°c comienza la alimentación de una parte de ácido láctico por encima de los platos catalíticos. cuando llegue la temperatura del hervidor a 110 grados, obtener muestras en el hervidor y en el condensado para y alimentarlas al cromatógrafo para conocer su concentración. Metodología para la practica del reactor El reactor primeramente se esteriliza en su totalidad en una autoclave existente en nuestra institución y al mismo tiempo se tiene el inoculo de lactobacillus acidphylus preparado de acuerdo con el procedimiento reportado por Diaz Vargas et. al. (2001) con un medio MRS (composición base g/l: polipeptona, 10; extracto de carne, 8; glucosa, 20; extracto de levadura, 5; fosfato dipotásico, 2;(NH4)HPO4, 0.2; acetato de sodio, 5; citrato de amonio, 2; sulfato de manganeso, 0.05 y sulfato de magnesio, 0.2). Al inicio el reactor contiene 1 litro de inóculo mencionado más 1 litro de sustrato. La temperatura de operación será de 40°c y el pH 6.5. iniciado el lotes alimentado las primeras 2 horas, el muestreo será cada media hora y posteriormente cada hora hasta completar 8 horas, las muestras obtenidas serán tratada de la siguiente manera: el consumo de sustrato por el método DNS [Bello y Col. 2006], la producción de biomasa por el monitoreo de la sonda BE2100 (Bug Lab) de reciente adquisición. Para la determinación de ácido láctico se utilizará cromatografía de gases de acuerdo a la metodología propuesta por Playne (1985). El reactor también sera vinculado al biocontrolador ADI 1020 (Applikon), con sensores en línea para medir temperatura, pH, oxígeno disuelto y nivel; estas señales se registran y monitorean para un adecuado control a través de una laptop y el software bioexpert (applikon)
metadata.dc.description.goals:	Primer año: - Montar, instrumentar y verificar las conexiones de los equipos que se van a integrar. - Establecer las técnicas cromatográficas en base a los análisis de prueba. Asimismo, dejar las técnicas necesarias listas y en espera de su uso. - Escribir el guión para la práctica de destilación. - Preparar los catalizadores e impregnarlos en los empaques - Realizar las practicas de destilación con objeto de revisar su desempeño y si fuera el caso corregir o ajustar el guión. - Realizar la escritura final del guión mencionado. - Seleccionar un grupo piloto de alumnos para realizar las prácticas. - Montar la Unidad de destilación reactiva y realizar las pruebas de fuga y arranque. - Generar reportes para evaluar los resultados y presentarlos en congresos. Segundo año: - Realizar las práctica de la fermentación para producir ácido láctico aprovechando el reactor de reciente adquisición e integrando los controladores y sondas que se tiene en el laboratorio en modo de operación lote alimentado para las adquisiciones de datos - Escribir el guión para la práctica de producción de ácido láctico utilizando el reactor instrumentado y sujeto a control. - Producir un vídeo del funcionamiento del sistema de destilación reactiva produciendo lactato de etilo, con la finalidad de mostrar las características de la combinación de dos operaciones unitarias en un solo equipo. - Generar reportes para evaluar los resultados y presentarlos en congresos.
metadata.dc.description.selfAssessment:	A pesar de las dificultades como la imposibilidad de adquirir los gases para el monitoreo de la fermentación y por ende el análisis del ácido láctico en la destilación reactiva, se tuvo la oportunidad de virar para conseguir los productos prometidos, en particular dos tesis de destilación reactiva, que, gracias al otorgamiento de una licencia de ASPEN PLUS por parte de la facultad de química se generaron dos tesis (se adjunta en el drive, los borradores aprobados por el responsable del proyecto) que se encuentra en la revisión por parte de los sinodales. Se contó con las sustancias necesarias para la síntesis del catalizador. actualmente se cuenta con el empaque catalítico y se muestra en el reporte de preparación de catalizadores. Por supuesto que se busca el mejor foro para la exposición de este trabajo. Se generó el video de destilación y se tomó como base al grupo. De la misma manera se adquirió infraestructura que permitirá generar, no solos proyectos de reacción separación, tenemos la infraestructura para incluir proyectos de secado y de control de procesos, todo lo anterior apoyará proyectos para los alumnos generando recursos humanos. Asociado al programa vigente de servicio social y a la problemática planteada por la imposibilidad de Generar prácticas, se generaron 2 servicios sociales para realizar simulaciones de procesos de separación. de este modo se generaron archivos de POWER POINT para la capacitación de DWSIM, un simulador de procesos químicos de licencia libre. también se generaron videos. Ambos reportes se entregan como comprobables, asi como un oficio dirigido al coordinador de ciclo terminal, para que exista una revisión por parte de los profesores asociados a la asignatura de procesos de separación. También se participó en 2 congresos educativos
metadata.dc.description.goalsAchieved:	PRIMER AÑO: - Se montaron e integraron los equipos. - Las técnicas cromatográficas no se montaron por la escasez de cilindros y su utilización para oxigeno en la pandemia. - Se generó el guion de la práctica. - Se preparó el catalizador y se está realizando las pruebas de impregnación. - Se generó la práctica de destilación. - Se realizó el guion a manera de práctica con un grupo piloto. - Se envió un trabajo a congreso SEGUNDO AÑO: - Se realizó la práctica de fermentación. - Se realizó el guión a manera de práctica con procedimiento de monitoreo del reactor. - No fue posible generar el video de la destilación reactiva pues el catalizador se está impregnando al empaque. - Debido a la restricción de la pandemia, aprovechamos que la Facultad de químicas posee licencias de Aspen y se realizaron 2 tesis de simulación de destilación reactiva. con la tesis denominada: Determinación de las condiciones de operación para la producción de succinato de di-etilo en una columna de destilación reactiva, con este trabajo se participó en el congresos internacional multidisciplinario (CIM 2021) con una exposición y la producción de un extenso en las memorias del mismo congreso. Por otra parte se cuenta con el borrador de la tesis: Efecto de los oligómeros del ácido láctico sujeto a reacciones de esterificación en una columna de destilación reactiva. Actualmente, se cuenta con el borrador y está en la revisión de sinodales. este año, parte de la tesis se enviará a un congreso por determinar. De la misma manera, el trabajo de la preparación del catalizador tambien será modificado para enviarse a un congreso a determinarse.
metadata.dcterms.provenance:	Facultad de Estudios Superiores (FES) Zaragoza
metadata.dc.subject.DGAPA:	Ingenierías
metadata.dc.type:	Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones:	1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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