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http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/80
2024-03-29T14:18:48ZDeterminación de la cantidad de compuestos aromáticos, nafténicos y parafínicos de la fracción líquida obtenida de la pirólisis térmica de poliestireno
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/20365
Título : Determinación de la cantidad de compuestos aromáticos, nafténicos y parafínicos de la fracción líquida obtenida de la pirólisis térmica de poliestireno
Autor : Orozco Toctaquiza, Edgar Paul
Abstract : The excessive use of polystyrene-based plastics has generated a high waste of this material. This problem, accompanied by the growing demand for fuels, has created the need to take advantage of these wastes by thermal pyrolysis and to obtain fuels that require to be analyzed in their chemical composition and properties in order to determine their usefulness; therefore, the objective of this research was to determine the amount of aromatic, naphthenic and paraffinic compounds present in the liquid fraction obtained from the thermal pyrolysis of compact polystyrene. The methodology implemented had a quantitative approach with an experimental type investigation, where the manipulated variable was the amount of compact polystyrene fed into a Batch type reactor under conditions of residence time of 261 minutes, pressure of -0.05 kPa and temperature of 425 °C. The resulting liquid fraction was subjected to analysis according to ASTM standards to determine its physicochemical properties, complementing the study with the determination of its critical thermodynamic properties and the analysis of the chemical composition by gas chromatography coupled to mass spectrometry and with the Wuithier method. The results indicated a closeness to the physicochemical properties of diesel fuels with a composition represented by a majority concentration of aromatic carbons of 66.52% and the presence of 17 different compounds, followed by naphthenic carbons which are present in 24.19% and paraffinic carbons with 9.29%. In conclusion, the polystyrene pyrolysis liquid fraction proved to be a mixture of hydrocarbons with properties not suggested for use as fuel directly, however, its aromatic character indicated its usefulness as a raw material or additive in obtaining petroleum products such as high octane gasoline and organic solvents.
Resumen : El uso desmedido de plásticos a base de poliestireno ha generado un alto desperdicio de este material, este problema, acompañado de la creciente demanda de combustibles, ha creado la necesidad de aprovechar estos residuos mediante pirólisis térmica y obtener combustibles que requieren ser analizados en su composición química y propiedades con el fin de determinar su utilidad, por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue determinar la cantidad de compuestos aromáticos, nafténicos y parafínicos presentes en la fracción líquida obtenida de la pirólisis térmica de poliestireno compacto. La metodología implementada tuvo un enfoque cuantitativo con una investigación de tipo experimental, donde la variable manipulada fue la cantidad de poliestireno compacto alimentado en un reactor tipo Batch bajo condiciones de tiempo de residencia de 261 minutos, presión de -0,05 kPa y temperatura de 425 °C. La fracción líquida resultante fue sometida a análisis de acuerdo con las normas ASTM para determinar sus propiedades físicoquímicas, complementando el estudio con la determinación de sus propiedades termodinámicas críticas y el análisis de la composición química mediante cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas y con el método de Wuithier. Los resultados indicaron una cercanía con las propiedades fisicoquímicas de los combustibles diésel con una composición representada por una concentración mayoritaria de carbonos aromáticos del 66,52% y la presencia de 17 compuestos distintos, seguido de los carbonos nafténicos que están presentes en un 24,19% y carbonos parafínicos con 9,29%. En conclusión, la fracción líquida de pirólisis de poliestireno demostró ser una mezcla de hidrocarburos con propiedades no sugeridas para su uso como combustible de forma directa, sin embargo, su carácter aromático indicó su utilidad como materia prima o aditivo en la obtención de productos petrolíferos como gasolina de alto octanaje y disolventes orgánicos.2023-11-09T00:00:00ZDiseño de un proceso industrial para la obtención de un plástico biodegradable a partir de la cáscara de banano (Musa paradisiaca) para la empresa ROLDEG S.A. ECUADOR
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/20364
Título : Diseño de un proceso industrial para la obtención de un plástico biodegradable a partir de la cáscara de banano (Musa paradisiaca) para la empresa ROLDEG S.A. ECUADOR
Autor : Armijos Hurtado, Adela Anthonela
Abstract : The objective of this project was to design an industrial process for obtaining biodegradable plastic from banana peel (Musa paradisiaca) for the company ROLDEG S.A. Ecuador. In order to address this challenge, the reception of the raw material was initiated where preliminary tests were carried out for sensory control, moisture, pH and total soluble solids. The starch was then extracted by three different methods, two by the dry process and one by the wet process. Finally, the biodegradable plastic was manufactured using the starch with the highest yield and varying concentrations of cornstarch, CMC, glycerin and acetic acid. By means of the methodology, an analysis of the raw material was carried out, which yielded values of pH (5.63), humidity (11.78%) and soluble solids (2.51°Brix). As for the biodegradable plastic, moisture (4.454%), thickness (0.233 mm), solubility (71.822%), maximum resistance (2.927N), permeability (0.0559g/h.m.MPa) and biodegradability rates in soil (25%), water (50%) and air (0%) were measured. To carry out the industrial process, several pieces of equipment are needed, including a metal table, a soaking tank, a tray dryer, a mill, a sifter, a mixer, a kettle, molds and a drying tunnel. In this context, it is concluded that the design consists of three key stages: raw material selection, starch extraction and obtaining the final product, in which variables such as weight, time and temperature were considered, giving a cost-benefit analysis with an NPV of 7154.80, IRR of 16% and a payback period of 3 years and 4 months. The implementation would save the company 27%, demonstrating the feasibility of converting banana peel waste into useful and environmentally friendly materials.
Resumen : El objetivo del presente proyecto fue diseñar un proceso industrial para la obtención de plástico biodegradable a partir de la cáscara de banano (Musa paradisiaca) para la empresa ROLDEG S.A. Ecuador. Con el propósito de abordar este desafío, se comenzó con la recepción de la materia prima donde se realizaron pruebas preliminares de control sensorial, humedad, pH y sólidos solubles totales. Posteriormente se extrajo el almidón por tres métodos distintos, dos por vía seca y uno por vía húmeda. Por último, se realizó la fabricación del plástico biodegradable donde se utilizó el almidón con mayor rendimiento y se varió las concentraciones de maicena, CMC, glicerina y ácido acético. Mediante la metodología se realizó un análisis de la materia prima que arrojó valores de pH (5,63), humedad (11,78%) y sólidos solubles (2,51°Brix). En cuanto al plástico biodegradable, se midieron valores de humedad (4,454%), espesor (0,233 mm), solubilidad (71,822%), resistencia máxima (2,927N), permeabilidad (0,0559g/h.m.MPa) y tasas de biodegradabilidad en suelo (25%), agua (50%) y aire (0%). Para llevar a cabo el proceso industrial, se necesitan varios equipos, incluyendo una mesa metálica, un tanque de remojo, un secador de bandejas, un molino, un tamizador, un mezclador, una marmita, moldes y un túnel de secado. En este contexto se concluye que el diseño consta de tres etapas claves como: la selección de materia prima, la extracción de almidón y la obtención del producto final. En las cuales se consideraron variables como el peso, el tiempo y la temperatura. Dando un análisis de costo-beneficio con un VAN de 7154,80, TIR de 16% y un periodo de recuperación de 3 años y 4 meses. La implementación ahorraría a la empresa un 27%, demostrando la viabilidad de convertir desechos de cáscaras de banano en materiales útiles y ecológicos.2023-11-09T00:00:00ZElaboración de un biofilm a partir de la mezcla de almidón de mashua (Tropaeolum tuberosum) y yuca (Manihot esculenta) para su uso en el embalaje de alimentos
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/20363
Título : Elaboración de un biofilm a partir de la mezcla de almidón de mashua (Tropaeolum tuberosum) y yuca (Manihot esculenta) para su uso en el embalaje de alimentos
Autor : Robalino Zambrano, Karen Marcela
Abstract : The waste generated by the indiscriminate use of petroleum-derived plastics has caused a serious environmental problem, being the long degradation period the main inconvenience, therefore, through this research we sought to develop a biofilm from the mixture of mashua starch and cassava starch for the use in food packaging, which also helps to reduce the amount of solid waste on the planet. This research was conducted in four stages, starting with the extraction of starch using the 2K factorial method, recommended for experiments with two variables. In this stage, a 5% yield was achieved in mashua with TM1 and 15.9% in cassava starch with TY3; following with the characterization of the starches obtained according to the provisions of INEN Standard 1456. In the biofilm elaboration stage, T3 was obtained as the best formulation, using 4 g of the starch mixture (50% TM1/50% TY3), 2 ml of plasticizer (glycerin), 4 ml of acetic acid and 50 ml of distilled water. Finally, the biofilm film was characterized, presenting an elongation percentage of 7.6% and a thickness of 0.2 mm, a solubility percentage of 34.18% and a humidity of 14.75%. It was also observed that it presents an acceptable degradability in air and soil, concluding that it is suitable for coating food by maintaining its properties for weeks. Finally, it is recommended to continue with the search for other additives that can improve the characteristics of this biofilm, allowing it to be destined to another use and contributing to the reduction of the use of petroleum-derived plastics.
Resumen : Los desechos generados por el uso indiscriminado de los plásticos derivados de petróleo han provocado un serio problema ambiental, siendo el principal inconveniente su extenso período de degradación, por lo que a través de esta investigación se buscó elaborar un biofilm a partir de la mezcla de almidón de mashua y almidón de yuca para su uso en el embalaje de alimentos, que además ayude a reducir la cantidad de residuos sólidos en el planeta. Esta investigación fue realizada en cuatro etapas, iniciando con la extracción de almidón utilizando el método factorial 2K, recomendado para experimentos con dos variables. En esta fase se alcanzó un 5% de rendimiento en la mashua con TM1 y un 15,9% en el almidón de yuca con TY3; siguiendo con la caracterización de los almidones obtenidos de acuerdo a lo establecido en la Norma INEN 1456. En la etapa de elaboración de biofilm se obtuvo como mejor formulación a T3, utilizando 4 g de la mezcla de almidón (50% TM1/50% TY3), 2 ml de plastificante (glicerina), 4 ml de ácido acético y 50 ml de agua destilada. Finalmente se caracterizó la lámina de biofilm, presentando un porcentaje de elongación de 7.6% y un espesor de 0.2 mm, un porcentaje de solubilidad del 34.18% y una humedad de 14.75%. Se observó también, que presenta una degradabilidad aceptable en aire y suelo, concluyendo que es apto para el recubrimiento de alimentos al mantener sus propiedades por semanas. Por último, se recomienda continuar con la búsqueda de otros aditivos que puedan mejorar las características de este biofilm, que permita ser destinado a otro uso y contribuya a la disminución del uso de los plásticos derivados de petróleo.2023-10-24T00:00:00ZEvaluación del método de síntesis de nanopartículas de magnetita para la producción a escala
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/20362
Título : Evaluación del método de síntesis de nanopartículas de magnetita para la producción a escala
Autor : Freire Freire, Sandy Lisbeth
Abstract : The objective of this research was to synthesize at scale magnetic iron nanoparticles (NPMs), from the chemical method of co-precipitation and characterize them by optical methods to obtain size and composition data. Thus, NPMs were synthesized following different techniques based on the bibliographic literature; five assays were performed, each one having a variation both in the amount of reagents and in the control of variables in the synthesis process. Thus, the assay with which the best size results were obtained in the atomic force microscope was the second one in which five samples are evidenced, of which two of them, sample 1 and sample 5, present homogeneity in the ferro-fluid solution, with sizes from 10 to 20 nm and from 12 to 25 nm respectively; therefore of these two techniques the technique of sample 5 was selected since it is the most viable, simple process and has all the materials and reagents available, besides it is easily scalable to produce a considerable amount of nanoparticles. However, with the technique already selected, the synthesis was carried out by increasing the amount of reagents and did not obtain favorable size results. This was verified by scanning electron microscopy (SEM) analysis, since this analysis yields images in dimension and from the use of the ImagenJ program it was possible to visualize the average size of these particles, being 20 µm. Therefore, it is recommended to analyze the variables involved in this research to avoid agglomeration of the nanostructures.
Resumen : El objetivo de la investigación fue sintetizar a escala nanopartículas magnéticas de Hierro (NPMs), a partir del método químico de co-precipitación y caracterizar mediante métodos ópticos para obtener datos de tamaño y composición. Es así que se sintetizó NPMs siguiendo diferentes técnicas basadas en la literatura bibliográfica, se realizó cinco ensayos, cada uno posee una variación tanto en cantidad de reactivos como en control de variables en el proceso de síntesis. Así pues, el ensayo con el que se obtuvo mejores resultados de tamaños en el microscopio de fuerza atómica fue el segundo en el que se evidencian cinco muestras, de las cuáles dos de ellas, muestra 1 y muestra 5, presentan homogeneidad en la solución de ferro-fluido, con tamaños de 10 a 20 nm y de 12 a 25nm respectivamente, por lo tanto de estas dos técnicas se seleccionó la técnica de la muestra 5 ya que es el proceso más viable, sencillo y cuenta con todos los materiales y reactivos disponibles, además que es fácilmente escalable para producir una cantidad considerable de nanopartículas. Sin embargo, con la técnica ya seleccionada se realizó la síntesis aumentando la cantidad de los reactivos y no se obtuvo resultados de tamaños favorables. Esto se verificó mediante el análisis de microscopía electrónica de barrido (SEM), ya que este análisis arroja imágenes en dimensión y a partir del uso del programa ImagenJ se pudo visualizar la media del tamaño de estas partículas, siendo de 20 µm. Por lo cual, se recomienda analizar las variables que intervienen en esta investigación para evitar aglomeración de las nanoestructuras.2023-03-17T00:00:00Z