Tesis de Pregrado - Ingeniería Química
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En esta colección están depositadas todas las Tesis de Pregrado defendidas por estudiantes de la especialidad de Ingeniería Química en la UCLV.
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- ÍtemAnálisis del desempeño energético en la fábrica de papel Pulpa Cuba(Universidad Central ‘‘Marta Abreu’’ de Las Villas. Facultad de Química y Farmacia. Departamento de Ingeniería Química, 2020) Ramírez Castro, Yojara; Hernández Touset, Juan Pedro; Echerri Ureta, GustavoLa fábrica de papel localizada en Trinidad, Sancti Spíritus, presenta deficiencias tecnológicas y operacionales que afectan la recuperación de la energía y el aguay, por tanto, los indicadores de desempeño energético del proceso. El objetivo es evaluar las oportunidades de conservación de la energía, mediante la aplicación de sistemas de gestión de la energía en la fábrica de papel. Basado en los requisitos que especifica la NC ISO 50001 para los sistemas de gestión de la energía, en cuanto a la revisión energética, se aplica una metodología para el balance de energía, mediante el cual se definen los principales indicadores de desempeño energético y de eficiencia energética y las pérdidas de calor. El análisis de la energía permitió definir cuatro índices de consumo que constituyen indicadores de desempeño energético (4,9 tvapor/t papel; 12 313,66 MJ/ t papel; 0,34 tFO/t papel; 4,9 m3 de agua/t papel), los cuales se pueden tomar como referencia para implementar el sistema de gestión de la energía e identificar oportunidades de mejora, constituyendo los componentes principales para definir una línea base energética. Se evalúa un esquema termoenergético que incluye las oportunidades de mejora en la generación, distribución y uso de la energía térmica. Es factible proponer un proyecto de inversión que incluye un generador de vapor, un turbogenerador y sustitución de válvulas reductoras de presión a partir del ahorro de agua de servicio a caldera, combustible y electricidad adquirida de la red nacional, cuyo presupuesto se estima recuperar en 4 años.
- ÍtemAnálisis de la energía y de la integración de calor en la UEB Derivados “Heriberto Duquesne”(Universidad Central ‘‘Marta Abreu’’ de Las Villas. Facultad de Química y Farmacia. Departamento de Ingeniería Química, 2020) Fernández Flores, Yandriel; Armas Martínez de, Ana Celia; Hernández Touset, Juan PedroLa etapa de destilación es la de mayor consumo de energía en los procesos de obtención de alcohol. En el presente trabajo se realizó un análisis energético y de integración de calor en la producción de alcohol en la destilería perteneciente a la Unidad Empresarial de Base Derivados “Heriberto Duquesne". Se aplicaron los balances de masa y energía, así como la metodología de integración de calor con el empleo de las herramientas computacionales Aspen Energy Analyzer y HENSAD. Mediante el estudio del proceso se obtiene que el sistema de destilación consume 19,5 t de vapor/hL, con un índice de 0,562 t de vapor / hL de alcohol y 301 m3/h de agua de enfriamiento con índice de 13,34 m3/hL. El análisis energético y la integración de calor en el proceso permitieron identificar que la red de intercambio de calor presenta un ahorro potencial de 202 kW lo que constituye un ahorro total anual de $ 39 183,00, con una disminución de 0,7% en el costo total de producción si se planifican acertadamente las opciones de recuperación de calor.
- ÍtemDiseño de una Planta Multipropósito de sulfatos en la provincia de Villa Clara(Universidad Central ‘‘Marta Abreu’’ de Las Villas. Facultad de Química y Farmacia. Departamento de Ingeniería Química, 2020) Fernández Leiva, Rocío; González Suárez, Erenio; Serrano Castillo, JennyEn el siguiente trabajo de diploma se diseñó una planta multipropósito para la obtención de sulfato de magnesio y manganeso, con el objetivo de satisfacer la demanda de fertilizantes en nuestro país, a partir de pirolusita y dolomita, minerales yacentes en Villa Clara. Para ello se realizaron los balances de materiales de las dos líneas de producción para 10000 t/año cada una, se diseñaron los equipos correspondientes a escala industrial con el método de escalado, utilizando los criterios de similitud geométrica y velocidad en la punta del agitador constante; se analizó la cinética de los procesos con el método gráfico y se hicieron los diagramas de flujo y la distribución en planta con el programa Visual Basic. Con el diseño óptimo con mínimo costo de operación de una torre de enfriamiento calculado, según la metodología estandarizada del Treybal (1988) y el método de optimización de la Regla de Oro, y los costos de equipamiento, se compararon los costos totales de inversión de las líneas de operación y la planta multipropósito diseñada, con la ayuda de las hojas de cálculo Excel y el Peters & Timmerhaus (1991). El análisis económico demostró la factibilidad del diseño de una Planta Multipropósito para la producción de sulfatos con un período de recuperación de 3.67 años. Palabras Clave: sulfato de manganeso, sulfato de magnesio heptahidratado, diseño, Planta Multipropósito, costo de operación, análisis económico
- ÍtemPropuesta de modificaciones tecnológicas del esquema de destilación de la destilería “Heriberto Duquesne” para su acercamiento al de Alficsa Plus S.A(Universidad Central ‘‘Marta Abreu’’ de Las Villas. Facultad de Química y Farmacia. Departamento de Ingeniería Química, 2020) Carrazana Díaz, Orisleidy; Armas Martínez, Ana Celia de; Albernas Carvajal, YailetEn el trabajo se analizaron los procesos de obtención de alcohol extrafino en la destilería Heriberto Duquesne y en la destilería Alficsa Plus S.A haciendo énfasis en la etapa de destilación. Mediante balances de masa y energía se calcularon los consumos de miel y agua empleada en la fermentación en ambos procesos productivos, incluyendo la utilización del jugo de los filtros en el caso de la destilería de Heriberto Duquesne. Este aspecto disminuye en un 38,2 % el consumo de miel y en un 45,3 % el consumo de agua en la etapa. Se calcularon los consumos de vapor y agua de enfriamiento en cada columna para ambas industrias, obteniendo un índice de consumo de vapor de 0,566 t/hL de alcohol en Heriberto Duquesne y 0,172 t/hL de alcohol en Alficsa Plus S.A provenientes del generador de vapor, así como un índice de agua de enfriamiento de 13,34 m3/hL alcohol en Heriberto Duquesne y 6,98 m3/hL alcohol en Alficsa Plus S.A. Mediante una propuesta de acercamiento de la tecnología en la etapa de destilación de Heriberto Duquesne a la instalada en Alficsa Plus S.A, se logran reducir los índices de consumo para el vapor y el agua hasta valores de 0,46 t vapor/hL y 8,63 m3 de agua/hL de alcohol producido. A través de un diseño experimental 23 se identificaron como variables más significativas en el cálculo de la ganancia, el precio de la miel y el empleo del jugo de los filtros en la fermentación
- ÍtemAnálisis del sistema de gestión energética de la destilería Agustín Rodríguez Mena(Universidad Central ‘‘Marta Abreu’’ de Las Villas. Facultad de Química y Farmacia. Departamento de Ingeniería Química, 2020) Domingos Tuta, Teresa Isabel; López Bello, Nancy; Cuevas Hernández, MabelEn este trabajo se realizó la estrategia para establecer una gestión energética en la destilería Agustín Rodríguez Mena, con el objetivo de minimizar gastos y aprovechar las fuentes energéticas de dicha instalación. Se realizó una propuesta que comprende del diagnóstico inicial hasta la integración para esto se emplearon como herramientas la inspección visual, los datos históricos de la fábrica, logrando demostrar que en los portadores energéticos el combustible es el que más gastos incurre y que hay la instrumentación y el recubrimiento es insuficiente para sostener la eficiencia energética además , se efectuaron los balances de energía, se contabilizan las pérdidas que ascienden a 225190,81 kcal/h y la baja eficiencia de la caldera alrededor del 67% por las deficiencias técnicas de esta principalmente, la repercusión económica de estas pérdidas de energía térmica en el sistema resultaron ser de 92339,58$ al año. Se determinó el consumo mínimo de utilidades en la destilería a través del análisis Pinch, observándose 46 kW de servicio de calentamiento(vapor), muy superior al calor que se recupera por intercambio térmico y que el proceso requiere solo 4 kW de servicio de enfriamiento (agua).El diseño de la red de intercambio de calor , demostró un proceso con alta demanda de servicio de vapor, que se puede reducir con el uso de corrientes calientes que son residuales actualmente y el emparejamiento de corrientes para incrementar la recuperación del calor.