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Aprovechamiento de bagazo de Agave tequilana Weber para la produccion de bio-hidrógeno

JACOBO SALOMON ABREU SHERRER (2013)

"Se investigaron dos tratamientos enzimáticos (mezclas comerciales Celluclast y Viscozyme de Novozyme) para sacarificar los polisacáridos presentes en el bagazo de Agave tequilana cocido, con pre-tratamiento fisicoquímico o sin él. Se obtuvieron concentraciones más altas de azúcares fermentables en las hidrólisis enzimáticas a partir de bagazo sin pre-tratamiento. En ensayos en lote, se obtuvieron rendimientos molares de producción de bio-hidrógeno (RMH) máximos a partir de los hidrolizados con Celluclast (1.31 moles H2/mol sustrato) y velocidades de producción de bio-hidrógeno (VVPH) máximas con Viscozyme (142.48 ml H2/L-h). La fermentación del agente estabilizante (sorbitol o sacarosa) presente en las preparaciones enzimáticas contribuyó a la producción de biohidrógeno. En el caso de los hidrolizados de Celluclast, la contribución máxima fue de 46.9% mientras que para los hidrolizados de Viscozyme fue de 80%. Por último, se alimentó un reactor completamente agitado (CSTR) en continuo con hidrolizado enzimático (Celluclast) a partir de bagazo sin pre-tratamiento. En la etapa de arranque, los tiempos de retención hidráulica (TRH) de 6 a 24 horas permitieron una apropiada selección de los microorganismos acidogénicos, ya que no se detectó metano en el gas durante el tiempo de operación. En la etapa de evaluación, se obtuvieron RMHs de 0.76 y 0.74 mol H2/mol sustrato y VVPHs de 72.55 y 49.56 ml H2/l-h, para TRH de 12 y 24 horas respectivamente. Comparando los intervalos de producción de bio-hidrógeno, reportados en la literatura para otros hidrolizados lignocelulósicos (0.38-1.70 mol H2/mol de azúcares; 4.6-81.4 ml H2/l-h), se puede observar que el hidrolizado enzimático obtenido del bagazo sin pre-tratamiento es un sustrato adecuado para producir bio-hidrógeno. Los valores de rendimientos y tasas de producción encontrados en este trabajo son semejantes a los ya reportados, pero son bajos comparados con sustratos modelo (1.03-2.79 mol H2/mol glucosa; 170-1270 ml H2/l-h)."

"Two enzymatic treatments were tested (commercial mixtures Viscozyme and Celluclast from Novozymes) for saccharification of the polysaccharides present in cooked untreated and pretreated bagasse of Agave tequilana Weber. The highest concentrations of fermentable sugars were obtained from the enzymatic hydrolysis of untreated bagasse. In batch tests, the enzymatic hydrolysates of untreated bagasse showed the best molar yield (HMY) with Celluclast (1.31 moles H2/mol substrate) and the best volumetric hydrogen production rate (VHPR) with Viscozyme (142.48 ml H2/L-h). The fermentation of stabilizing agents (sorbitol or sucrose) present in the enzyme preparations contributed to bio-hydrogen production. The maximum contribution of these stabilizing agents was 46.9% for the hydrolyzates obtained with Celluclast (sorbitol) and 80% for the hydrolyzates obtained with Viscozyme (sucrose). Finally a completed stirred reactor (CSTR) was fed with enzymatic hydrolyzate (Celluclast) from untreated bagasse. In the starting stage, the hydraulic retention times (HRT) of 6 to 24 hours enabled an adequate selection of acidogenic microorganisms, because no methane was detected in the biogas during the operation time. In the evaluation stage, a HMY of 0.76 and 0.74 moles H2/mol substrate and VHPR of 72.55 and 49.56 ml H2/L-h for HRT of 12 and 24 hours respectively were observed. Comparison of HMY and VHPR obtained in this study with the HMY and VHPR values reported in the literature, for other lignocellulosic hydrolysates (0.38-1.70 mol H2/mol sugars; 4.6-81.4 ml H2/L-h), indicates that the enzymatic hydrolyzate of untreated bagasse is a suitable substrate for hydrogen production. The yields and rates of hydrogen found in this work are similar with those reported in the literature, but are lower than those found for model substrates (1.03-2.79 mol H2/mol glucose; 170-1270 ml H2/L-h)."

Master thesis

Tiempo de retención hidráulica Ensayos en lote Hídrolisis enzimática Sacarificación Material lignocelulósico Bio-hidrógeno INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS HIDRÓGENO

Producción de H2 y etanol a partir de subproductos de maíz en un proceso de fermentación en dos etapas

Hydrogen and etanol production from corn byproducts in a two-stage fermentation

Karina Contreras Gómez (2010)

Se estudió la producción de hidrógeno y etanol a partir de la fermentación en dos etapas de un sustrato lignocelulósico. Se montaron reactores acidogénicos para estudiar el efecto del tiempo de retención hidráulico (TRH, 60, 120 y 240 h) y la concentración de sustrato (25, 50 y 100 g/L) sobre la producción de hidrógeno mediante un diseño factorial completo, 32 . Se encontró que estos dos factores tuvieron un efecto significativo sobre la tasa de crecimiento, productividad de H2 y productividad específica de H2. La concentración de sustrato tuvo un efecto positivo sobre las variables de respuesta, por lo que los mejores resultados se obtuvieron con una alimentación de 100 g/L. El TRH tuvo un efecto inverso, donde la mayor tasa de crecimiento y productividades de H2 se lograron a un TRH de 60h. Es por ello, la mayor productividad de hidrógeno (482 mLH2/(kg*d)) y productividad específica de hidrógeno (58 mLH2/(µg*d)) se alcanzaron a un TRH de 60 h y 100 g/L. Bajo estas mismas condiciones, se obtuvieron las mayores velocidades de remoción de sustrato donde hubo un mayor consumo de celulosa por sobre la hemicelulosa, a pesar de que la actividad xilanolítica fue mayor a la celulolítica. En esta etapa, los reactores con mayores productividades de hidrógeno lograron una remoción de sustrato del 50% de los carbohidratos presentes. Se demostró que fue posible continuar la biotransformación del sustrato residual a través de una segunda etapa de fermentación de tipo solventogénica, donde se logró una producción máxima de 104 mg etanol/g sustrato en reactores alimentados con 80 g/L de sustrato residual y operados a un TRH de 120h. Con estas dos etapas de producción de biocombustibles, se logró recuperar 3.3 kJ/gsustrato, correspondiente al 24.64% de la energía contenida en los residuos de maíz.

Hydrogen and ethanol production in two-stage fermentation from a lignocellulosic substrate was studied. Acidogenic reactors were operated to study the effect of the hydraulic retention time (TRH, 60, 120 y 240 h) and substrate concentration (25, 50 y 100 g/L) on hydrogen production using a complete factorial design, 32 . It was found that these two factors had a significant effect on the growth rate, H2 productivity and H2 specific productivity. Substrate concentration had a positive effect on the esponse variables, where the highest results were obtained with a feeding of 100 g/L. On the other hand, the TRH had an inverse effect, where the highest growth rates and hydrogen productivities were reached at 60h TRH. The highest hydrogen roductivity (482 mLH2/(kg*d)) and specific hydrogen productivity were reached at 60h TRH and 100 g/L. Under the same conditions, the highest substrate removal rates were obtained; where the main removed substrate was cellulose instead emicellulose, although xylanolytic activity was higher than cellulolytic ones. At this stage, the reactors with the highest hydrogen productivities achieved a substrate removal around 50%. It was shown that it was possible to continue the biotransformation of residual substrate through a second type-solventogenic fermentation, which the ethanol production was 104 mg/g in reactors fed with 80 g/L of residual substrate and operated at 120 h HRT. With a two-stage fermentation for biofuel production, it was recovered 3.3 kJ/gsubstrate, corresponding to 24.64% of the energy contained in the substrate.

Master thesis

Tiempo retención hidráulico, Maíz, Acidogénesis, Solventogénesis BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA MICROBIOLOGÍA MICROBIOLOGÍA

El uso eficiente del agua y la tecnología

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (1997)

Tabla de contenido: Introducción -- El agua y el desarrollo sustentable -- El agua en la Tierra -- El agua en México -- La contaminación del agua -- La contaminación del agua en México -- El uso eficiente del agua -- El uso eficiente del agua en México -- Propuestas -- Reflexiones finales.

Con el fin de contribuir a la promoción y mejoramiento de las actividades de docencia e investigación en hidráulica en nuestro país; además de estimular a los especialistas que han destacado significativamente en su ejercicio profesional y se encuentran en la madurez de su vida productiva, la Asociación Mexicana de Hidráulica convocó al Premio Nacional Enzo Levi a la Investigación y Docencia Hidráulica 1996. Esta es la conferencia que el galardonado, Dr. Felipe Arreguín Cortés, dictó durante el desarrollo del XIV Congreso Nacional de Hidráulica, celebrado del 23 al 26 de octubre de 1997.

Introducción -- El agua y el desarrollo sustentable -- El agua en la Tierra -- El agua en México -- La contaminación del agua -- La contaminación del agua en México -- El uso eficiente del agua -- El uso eficiente del agua en México -- Propuestas -- Reflexiones finales.

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Uso eficiente del agua Hidráulica Conferencia INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Flujo de agua a través de suelos

JOSE RAUL FLORES BERRONES (2000)

Este libro tiene por objeto establecer la teoría y los métodos que hoy en día se utilizan para el diseño, construcción o reparación de cimentaciones de estructuras de obra civil, sujetas al flujo de agua. Ello incluye las excavaciones para el desplante de edificios localizados en áreas que requieren el abatimiento del nivel freático, las presas de tierra o materiales graduados cuyas cimentaciones y/o cuerpos de terraplén estén sujetos al flujo del agua, pavimentos para carreteras y aeropistas, así como la explotación y control de contaminación de mantos acuíferos cuyos niveles están sujetos a los volúmenes de agua que se extraen o se inyectan.

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Hidráulica Flujo de agua Cimentaciones INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Avances en la hidráulica de redes de distribución de agua potable

Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA VÍCTOR JAVIER BOURGUETT ORTÍZ Felipe Arreguin (2014)

Tabla de contenido: 1. Aspectos hidráulicos de la calidad del agua potable en las redes de distribución – 2. Metodologías para el diseño óptimo de la sectorización de las redes – 3. Modelación de la demanda estocástica de agua potable – 4. Modelación del suministro intermitente de agua potable – 5. Fatiga del material en los transitorios hidráulicos – 6. Rehabilitación de tuberías de agua potable.

Esta obra contiene una exposición de temas relevantes de la hidráulica de las redes de distribución de agua potable, con énfasis a desarrollos de los autores que han sido publicados a través de artículos científicos en revistas y congresos a lo largo de dos décadas, varios de los cuales han obtenido premios en México y a nivel internacional. Parte de estos artículos han sido publicados en colaboración con universidades extranjeras, en primer lugar, con la Universidad de Cincinnati en Estados Unidos de Norteamérica y la Segunda Universidad de Nápoles en Italia. Después de una reseña histórica, se presentan las bases de la modelación hidráulica y de calidad del agua de las redes de distribución y posteriormente aspectos menos conocidos de ésta, tales como el diseño de la sectorización de las redes con criterios de optimización basada en la teoría de los grafos, consideración de la naturaleza estocástica de la demanda de agua potable a nivel domicilio con su medición, caracterización y desagregación temporal de lecturas acumuladas, análisis espectral de dicha demanda estocástica, modelación numérica de la advección con dispersión de solutos en las redes, modelación de las fugas y el consumo en redes como dependientes de la presión, modelación de redes con suministro intermitente, técnicas y métodos de rehabilitación de las tuberías de agua potable, metodología para priorizar la sustitución de las tuberías en redes de ciudades, y otros. En la mayoría de los casos se citan las publicaciones originales, parte de las cuales han sido en español y el resto en inglés.

1. Aspectos hidráulicos de la calidad del agua potable en las redes de distribución – 2. Metodologías para el diseño óptimo de la sectorización de las redes – 3. Modelación de la demanda estocástica de agua potable – 4. Modelación del suministro intermitente de agua potable – 5. Fatiga del material en los transitorios hidráulicos – 6. Rehabilitación de tuberías de agua potable.

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Hidráulica Abastecimiento de agua Redes de distribución de agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Historia del teorema de Bernoulli

EDMUNDO PEDROZA-GONZALEZ JOSEFINA ORTIZ MEDEL FRANCISCO MARTINEZ GONZALEZ (2007)

La historia comienza en 1598 cuando Benedetto Castelli refutó la forma de medir el flujo en los ríos por parte de Giovanni Fontana, afirmando tomar en cuenta la sección y la velocidad. También aclaró que, en la medición en orificios, debía considerarse la carga y el tamaño del orificio. En 1625, Castelli estableció la ecuación que lleva su nombre (Q = AV). Galileo Galilei (1638), propuso que los cuerpos experimentan una aceleración uniforme al caer en el vacío. En 1641, Evangelista Torricelli demostró que la forma de un chorro al salir de un orificio es una hipérbola de cuarto orden. Isaac Newton (1686), argumentó que el agua tiene una caída efectiva en el interior de un tanque y que el orificio tiene encima una carga real del doble de la altura del tanque. Daniel Bernoulli (1738), aclaró el enigma de la doble columna y finalmente Johann Bernoulli, basado en los trabajos de su hijo Daniel, presentó una mejor explicación del escurrimiento en un orificio y logró una clara deducción de la ecuación de una línea de corriente.

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Hidráulica Teorema de Bernoulli INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Obras de excedencia

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (2000)

Tabla de contenido: 1. Introducción -- 2. Avenida de diseño y capacidad del vertedor -- 3. Vertedores de servicio y vertedores auxiliares -- 4. Elementos de los vertedores de demasías -- 5. Tipos de vertedores -- 6. Diseño hidráulico de cimacios -- 7. Descarga sobre la creta de un cimacio sin control -- 8. Longitud efectiva o ancho efectivo de la cresta -- 9. Perfil del agua sobre el cimacio -- 10. Presiones sobre el cimacio del vertedor -- 11. Cimacio controlado por compuertas -- 12. Diseño hidráulico del conducto de descarga -- 13. Estructuras terminales -- 14. Vertedores de caída libre -- 15. Vertedores de abanico -- 16. Vertedores de canal lateral -- 17. Vertedores de embudo -- 18. Proyecto estructural -- 19. Solución a los problemas propuesto.

1. Introducción -- 2. Avenida de diseño y capacidad del vertedor -- 3. Vertedores de servicio y vertedores auxiliares -- 4. Elementos de los vertedores de demasías -- 5. Tipos de vertedores -- 6. Diseño hidráulico de cimacios -- 7. Descarga sobre la creta de un cimacio sin control -- 8. Longitud efectiva o ancho efectivo de la cresta -- 9. Perfil del agua sobre el cimacio -- 10. Presiones sobre el cimacio del vertedor -- 11. Cimacio controlado por compuertas -- 12. Diseño hidráulico del conducto de descarga -- 13. Estructuras terminales -- 14. Vertedores de caída libre -- 15. Vertedores de abanico -- 16. Vertedores de canal lateral -- 17. Vertedores de embudo -- 18. Proyecto estructural -- 19. Solución a los problemas propuesto.

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Hidráulica Presas de almacenamiento Obras de excedencia INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Teoría de la catástrofe aplicada en la hidráulica

Polioptro Martinez-Austria GABRIEL ECHAVEZ ALDAPE (1986)

La teoría de la catástrofe es una nueva herramienta matemática que permite el estudio y la descripción de fenómenos con características anómalas de comportamiento como histéresis y discontinuidades. En mecánica de fluidos e hidráulica existen varios casos de flujos con este tipo de comportamiento que, por la carencia de métodos sencillos de análisis, casi no se han estudiado. En este trabajo se presentan los conceptos fundamentales de la teoría de la catástrofe, enfatizando más sus implicaciones físicas que sus antecedentes matemáticos, y se ofrecen ejemplos de fenómenos de interés en hidráulica que pueden describirse mediante geometrías de catástrofe.

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Hidráulica Mecánica de fluidos Método descriptivo INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Introducción a los métodos numéricos aplicados a la hidráulica

OSCAR ARTURO FUENTES MARILES Polioptro Martinez-Austria (1988)

El libro pretende ser una introducción a los métodos numéricos aplicados a la ingeniería hidráulica, intentando establecer un equilibrio entre la presentación de los métodos y sus aplicaciones. De igual manera, se hace énfasis en su aplicación a la ingeniería hidráulica; con la intención de que el lector sea capaz, en problemas de su práctica profesional cotidiana, de lograr aplicacioens semejantes.

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Hidráulica Métodos numéricos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA