Envíos recientes

Ciencia y Tecnología Agroindustrial – GICITECA

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Assessing sustainable operational conditions of a bottoming organic Rankine cycle using zeotropic mixtures: An energy-emergy approach

VALENCIA OCHOA, GUILLERMO | 2022-12-20

In this work, an Organic Rankine Cycle system is used to produce electricity from the waste heat of an internal combustion engine (ICE). The toluene, and cyclohexane, are the selected pure fluids to be compared with the zeotropic mixtures. The zeotropic mixtures used as working fluids are cyclohexane/R11 (0.2/0.8), cyclohexane/R11 (0.25/0.75), and cyclohexane/R11 (0.3/0.7). An energy, exergy and emergy analysis was conducted to assess the sustainability of the whole system and the viability of the zeotropic mixture from the environmental point of view. Finally, a multi-objective optimization was carried out. The results showed that the zeotropic mixtures have better performance compared with the selected pure fluids when the net power and the exergy efficiency are considered. The pure fluids had a better Emergy Sustainability Index (ESI) index by 10% on average, there is not a big difference on this parameter so the advantages of using zeotropic mixtures as working fluids for this type of system cannot t be ignored. However, using the mixture the system obtained a lower Environmental load Ratio (ELR) value compared to cyclohexane and toluene. Finally, the multi-objective optimization was able to maximize the exergy efficiency for the working fluids by about 9.7% and reduce the ESI by 50.94%. This study intends to show the advantage and disadvantage of using zeotropic mixtures as working fluid on waste heat recovery systems that uses Organic Rankine cycle from the environmental point of view and using emergy as a way to asses the sustainability of the whole system.

Thermohydraulic and Economic Evaluation of a New Design for Printed Circuit Heat Exchangers in Supercritical CO2 Brayton Cycle

Villada Castillo, Dora Clemencia | 2023-02-28

The present study focused on the analysis of a new geometrical modification of the conventional zig-zag channel for Printed Circuit Heat Exchangers. The research was carried out using OpenFOAM and Salome software, which were used for the CFD analysis and the construction of the computational domain. For the development of the study, three types of channel geometries were defined: a modified zig-zag channel, a conventional zig-zag channel, and a straight channel. The results show that the modified zig-zag channel achieves better thermal hydraulic performance compared to that of the conventional zig-zag channel, evidenced by a 7.6% increase in the thermal performance factor. The modified zig-zag channel proposed in the research caused a 1.5% reduction of the power consumption of supercritical Brayton cycle compressors. Additionally, the modified zig-zag channel achieves a maximum efficiency of 49.1%, which is 1.5% higher compared to that of the conventional zig-zag channel. The above results caused a 20.9% reduction of the operating costs of the supercritical Brayton cycle. This leads to a 5.9% decrease in the cost associated with using the PCHE compared to that of the conventional zig-zag channel. In general, the new geometric characteristics proposed for the conventional zig-zag channel minimize the high loss of the hydraulic performance without significantly compromising its heat transfer capacity. The geometric analysis of the proposed new zig-zag channel geometry was limited to evaluating the influence of the bend angle of 20–30◦ . Therefore, a more detailed geometric optimization process involving other geometric parameters of the channel is still needed. Future research will be focused on addressing this approach

Sensitivity analysis and multi-objective optimization of the energy, exergy and thermo-economic performance of a Brayton supercritical CO2-ORC configurations

VALENCIA OCHOA, GUILLERMO | 2023-03-25

The following research compared some energy, exergetic and thermo-economic indicators of a supercritical CO2 simple Brayton cycle integrated with a simple organic Rankine cycle (SORC), and a regenerative organic Rankine cycle (RORC). A thermodynamic model was developed to determine the net power, thermal efficiency, the fuel consumption, and the exergy destruction of all the components of the system. Also, a thermo-economic model was developed to determine some economic indicators such as the levelized cost of energy (LCOE), the payback period (PBP) and specific investment cost (SIC). A sensitivity analysis was carried out to study the influence of the primary turbine inlet temperature (TIT), the high-pressure in the compressor (PHigh), the evaporator pinch point temperature difference (PPT), and the pressure ratio (Pr) on the indicators performance. Three different working fluids were selected in this study: acetone, toluene and cyclohexane. The results showed that cyclohexane had the best energy performance giving an efficiency of 48.02% for the RORC system. Besides, it presented the best thermo-economic results for the LCOE (0.26 USD/kWh), SIC (2626.75 USD/kWh), and a PBP (11.2 years). Finally, a multi-objective optimization was developed based on energy, exergy and thermoeconomic performance parameters as objective functions to obtain a technical and economic feasible solution able to implement them in industrial applications

Efecto del ultrasonido en la digestibilidad in vitro de las proteínas contenidas en la harina de trigo

CAMPO VERA, YESENIA | 2015-03-20

En las últimas décadas la industria busca la transformación e innovación de los alimentos, sin modificar sus propiedades nutricionales, asegurando su calidad e inocuidad. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del Ultrasonido sobre la digestibilidad in vitro de las proteínas contenidas en la harina de trigo, para lo cual se suspendió la harina en agua y se sometió a termosonicación (40 KHz) a diferentes temperaturas (40, 50 y 60°C) durante 15 y 30 minutos. La digestibilidad in vitro de las proteínas se determinó utilizando un sistema trienzimático (tripsina, quimotripsina y peptidasa). Se encontró un incremento significativo (p<0,05) en la digestibilidad de las muestras tratadas a 40 KHz /50ºC/15 min alcanzando un valor de 85,92±0,11% con respecto a los demás muestras. No se observó ninguna variación en los demás tratamientos con respecto a la muestra control. Se registró un promedio del valor de la digestibilidad, en las muestras tratadas y las control, que oscila entre 84,50 a 86,00%. Los resultados obtenidos podrían deberse a la constitución básica de la harina de trigo; ya que la molienda de los granos aumenta la superficie para el ataque enzimático y el fenómeno de cavitación causado por el US que aumenta la temperatura de las proteínas desnaturalizándolas y mejorando la digestibilidad. Se puede concluir que el efecto del US mejora la digestibilidad proteica de la harina lo que permiten aumentar su valor nutricional y su calidad de los alimentos.

Efecto del ultrasonido en las propiedades físicas de la leche entera

CAMPO VERA, YESENIA | 2015-07-15

En Colombia existen gran diversidad de estudios sobre aspectos relacionados con la calidad de leche, pero muy pocos sobre métodos de conservación en fresco del producto utilizando nuevas tecnologías, lo que motiva a realizar estudios sobre como alargar su vida útil sin alterar o modificar sus propiedades utilizando tecnologías emergentes como el Ultrasonido (US). El objetivo de la investigación fue evaluar el efecto del US sobre las propiedades fisicoquímicas de la leche entera natural almacenada en refrigeración (5±2°C/durante 15 días). Se tomaron 500 mL de leche empacada al vacío y se sometió a termosonicación (40 KHz/40, 50, 60 y 70°C) durante 30 minutos. Se observó el efecto del tratamiento, cada 3 días, en el pH, acidez, viscosidad y densidad. Se encontró un incremento significativo (p<0,05) en el pH, acidez, viscosidad en los tratamientos de US 40 KHz y temperaturas de 50 y 60°C, sin embargo estos cambios no inciden en cumplimiento de los rangos exigidos, para estos parámetros, en la normatividad vigente para leche; en comparación con las demás muestras. Por su parte la densidad que no presentó cambios significativos. El US mantiene los parámetros de pH, acidez y viscosidad de la leche durante el tiempo estudiado, ratificando que esta tecnología es eficiente para la conservación del producto bajo condiciones de refrigeración y tiene potencial en la industria alimentaria para desarrollar procesos seguros, económicos que impacten positivamente las propiedades de los alimentos, comparadas con los métodos tradicionales.

Elaboración de un enjuague bucal a base de hierbas aromáticas

CAMPO VERA, YESENIA | 2015-12-24

En la actualidad la higiene oral es un tema de gran interés, ya que las tendencias del mundo contemporáneo se basan en el aspecto físico de las persona y buscan productos de origen natural con valor agregado que sea amigable con el medio ambiente. El uso de hierbas aromáticas es común desde la antigüedad y por ello teniendo en cuenta las tendencias actuales esta investigación tiene como objetivo elaborar un enjuague bucal a base de hierbas aromáticas (perejil, eucalipto, tomillo y manzanilla), evaluando parámetros fisicoquímicos y microbiológicos exigidos por la normatividad (NTC 2028:2008 y NTC 4833:2012). Los resultados obtenidos en el proceso de extracción por maceración, donde se utilizó agua destilada y alcohol al 96%; indicaron que para evitar el proceso de fermentación natural de las hierbas, en la maceración con agua; en especial el perejil y la manzanilla, fue necesario aplicar una pasterización rápida y adición de conservante; para frenar la acción enzimática. El pH se mantuvo neutro después de la elaboración, lo que mantiene un equilibrio en la cavidad bucal evitando así la proliferación de agentes bacterianos. El análisis microbiológico demostró que el tratamiento II en alcohol cumple con lo estipulado en la norma debido a sus compuestos.

Evaluación de ensilajes a partir de residuos de postcosecha de arroz tratados con bacterias ácido lácticas

CAMPO VERA, YESENIA | 2015-12-24

La presente investigación evaluó los residuos de post-cosecha de arroz (tamo y hojas) sometidos a un bioproceso para la obtención de ensilados mediante inoculación de microorganismos Lactobacillus bulgaricus, L. delbrueckii, L. plantarum y Streptococcus thermophilus. Se realizaron 4 tratamientos (25, 50, 75 y 82%) de residuos, evaluando parámetros fisicoquímicos, microbiológicos y una prueba de palatabilidad. Se encontró que no se presentaron diferencias significativas (p > 0,05), para pH, temperatura (°C), porcentaje de ácido láctico y tiempo de consumo (min.). La prueba de palatabilidad, presento un aumento significativo (p < 0,05) en los tratamientos 25% y 50%. Esta investigación concluye que los mejores tratamientos para alimentación de bovinos son los ensilajes con valores de 25 y 50% de residuos de post-cosecha de arroz.

Efecto del pre-tratamiento con ultrasonido en la extracción de pectina contenida en el albedo del maracuyá (passiflora edulis)

CAMPO VERA, YESENIA | 2016-06-14

La pectina es un polisacárido contenido en la pared celular de la mayoría de los vegetales y frutas, con propiedades benéficas para la salud y muy utilizado en la industria alimentaria. El objetivo del estudio fue la evaluación del efecto de pretratamiento con ultrasonido (US) en la extracción de pectina contenidas en el albedo del maracuyá, las muestras fueron expuestas a 40 KHz a una temperatura de 30, 45 y 60°C durante 10, 20 y 30 minutos. A continuación las muestras se sometieron a extracción de hidrolisis acida relación 1:3 (%p/%v) con calentamiento de 80°C por 30 minutos agitándose a 700 rpm, se procedió a filtrar y precipitar adicionando etanol al 96% en una relación (1:1) (%v/%v). Determinando que las muestras tratadas a 40 KHz/45°C/20 min, obtuvieron un 40% de aumento en el rendimiento de extracción de pectina comparada con las muestras control; debido probablemente a la disminución del pH y al efecto de cavitación, donde las partículas vibran y se aceleran ante la acción ultrasónica, provocando una macro turbulencia y la colisión de interpartículas de la biomasa que acelera difusión; logrando extraer pectinas de gran calidad y aprovechables para la elaboración de productos de interés.

Asymbiotic seed germination and in vitro propagation of Cattleya trianae Linden & Reichb.f. (Orchidaceae)

SALAZAR MERCADO, SEIR ANTONIO | 2017-10-01

Cattleya trianae (Linden & Reichb.f., 1860), Colombian national flower, is in danger of extinction due to the destruction of its natural habitats and excessive collection for horticultural purposes. Therefore, in vitro culture is a tool for the conservation of threatened species. In this study we determined the most suitable culture medium for asimbytic seed germination and in vitro propagation of C. trianae. Initially, mature capsules were collected, the seeds were subsequently disinfected and seeded with the syringe method (Vendrame et al., 2007), to evaluate the effect of five media on the development of C. trianae after 20 weeks. The seedlings were transplanted and acclimated using different substrates. The best percentage (54.2%) of seedling formation after 20 weeks was found in MS + JP medium with significant differences (P <0.05: Tukey HSD). In this research, it is reported that the addition of organic additives to the MS medium improves the efficacy of this, and therefore, allows a greater growth and development of C. trianae under in vitro conditions.

Evolutionary Relationships of the Fish Prochilodus reticulatus and Prochilodus magdalenae (Characiformes: Prochilodontidae)

Vega, Nelson | 2018-04-05

A phylogenetic study was carried out between the species Prochilodus reticulatus (Valenciennes, 1850) and P. magdalenae (Steindachner, 1879) of great socioeconomic value in the country. Initially, the species were collected for DNA extraction and subsequent characterization by RAPD-PCR to establish their phylogenetic relationships using the Jaccard coefficient and the UPGMA method. The phylogenetic analysis of P. reticulatus and P. magdalenae showed a close genetic relationship, which suggests that the differences found between them may not be considered significant.

Evaluación del efecto inhibidor de la enzima polifenol oxidasa en una salsa de aguacate (Persea americana)

Vega, Nelson | 2020-07-19

Esta investigación busca estimar la inhibición de la enzima polifenol oxidasa en una pasta de Persea Americana variedad Hass por medio de la cáscara de cebolla (Allium cepa) de dos especies bulbo blanco y rojo sometidas a dos tratamientos térmicos de 100°C y 115 °C, con el fin de inhibir la polifenol oxidasa la cual convierte los fenoles en quinonas, causando el pardeamiento enzimático; para ello se realizaron diferentes tratamientos, utilizando la aplicación de un agente inhibidor a concentraciones y tiempos diferentes buscando aplicaciones ideales a tiempos determinados, se midieron las absorbancias de cuatro tratamientos, 1:0, 1.1, 1.2 y 2.1 respectivamente correspondientes a la enzima y al agente inhibidor, como resultados de la evaluación la actividad enzimática, se logró inhibición completa para una concentración 1:2 para la cebolla de bulbo blanco a temperatura de 100 °C en relación enzima sustrato, con la cebolla roja la inhibición fue variable para cada tratamiento.

El portafolio como herramienta didáctica para el desarrollo de competencias en la asignatura de bioquímica

Vega, Nelson | 2021-03-24

La presente investigación se basa en un enfoque cualitativo centrado en la fenomenología. Este estudio requirió iniciar un trabajo de revisión de literatura, emprendido con el objetivo de analizar el portafolio y sus aplicaciones. De igual manera, la implementación de esta herramienta didáctica en el proceso educativo buscó el fortalecimiento de los conocimientos y el desarrollo de competencias interpretativas. Asimismo, se realizó una entrevista semiestructurada a los estudiantes participantes de la investigación. Como resultado, se extrajo de manera inductiva una serie de categorías ordenadas que permitió realizar un análisis de los resultados obtenidos. El estudio concluye que el portafolio es una herramienta cuya aplicación es idónea en programas académicos, más en aquellos relacionados con la bioquímica, pues le brinda al estudiante la oportunidad de afianzar los conocimientos adquiridos. De ese modo, el portafolio desarrolla competencias interpretativas importantes, desde un marco conceptual y procedimental organizado con miras al desarrollo y fortalecimiento del aprendizaje significativo.

Caracterización fisicoquímica, microbiológica y funcional de harina de cáscara de cacao (Theobroma cacao L.) variedad CCN-51

Villamizar Jaimes, Yessenia Lisbeth | 2017-03-29

En Colombia el Gobierno Nacional ha considerado de alta importancia económica la producción de cacao, el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural (MADR) estima aumentar para el año 2020 las áreas de siembra. En la explotación cacaotera solo se aprovecha la semilla, que representa aproximadamente un 10% del peso del fruto. Los desechos generados están constituidos por la cáscara, foco para la propagación de Phytophora spp, causa principal de pérdidas económicas de la actividad cacaotera (López et al., 1984). La investigación tiene como objetivo aprovechar la cáscara de cacao (Theobroma cacao L.) variedad CCN-51, para obtener harina a partir de ella. Primero se estandarizó un proceso para la elaboración de la harina donde se realizaron 2 (dos) tratamientos (T) de secado; T1, secado natural (luz solar) por 5 (cinco) días y un tratamiento T2 en un secador por charolas. La harina obtenida fue sometida a unas pruebas fisicoquímicas y microbiológicas. Los resultados de los análisis microbiológicos se compararon con la NTC 267 de la harina de trigo, determinando que la harina secada en el T1, no cumple con la normatividad vigente, la harina, del T2, por el contrario, si cumple, por lo que se decide realizar a ésta, las pruebas funcionales y un análisis sensorial para evaluar su calidad.