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La obra lleva a cabo una recopilación sobre desarrollos prácticos y cuestiones claves sobre algunas de las técnicas o etapas más comunes presentes en los procesos de la ingeniería química. Algunos procesos experimentales claves en la industria, como las extracciones líquido-líquido, procesos de tamizado, procesos industriales con transferencia de oxígeno, funcionamiento de los diferentes tipos de reactores químicos, captación de contaminantes mediante carbón activo, etc. son estudiados desde un punto de vista práctico en el documento. En la obra se pueden encontrar introducciones teóricas muy concretas acerca de cada una de las técnicas, el equipamiento necesario para llevar a cabo una experiencia práctica y la toma de datos y parámetros clave a determinar en cada proceso.

[ES] La creciente generación de residuos ha llevado al límite los vertederos de residuos sólidos urbanos de la Comunidad Valenciana. Además la disposición de residuos sólidos urbanos en vertederos incumple las recomendaciones actuales donde se prima el reaprovechamiento de los mismos mediante el reciclaje o incluso la recuperación energética. La incineración de los residuos permite la obtención de energía eléctrica a partir de un desecho, hasta la actualidad desaprovechado. El actual proyecto realiza un diseño de una instalación de incineración de residuos sólidos urbanos para una de las comarcas más pobladas, y por tanto gran generadora de residuos sólidos urbanos, de la Comunidad Valenciana. En el diseño de la instalación se realizará una estimación del volumen de residuos a tratar, análisis de su composición elemental, balances de materia y energía para determinar su rendimiento, así como una evaluación económica del mismo., [EN] The increasing generation of waste has pushed solid urban waste landfills in the Valencian Community to their limits. Furthermore, the disposal of solid urban waste in landfills does not comply with current recommendations, which prioritise the reuse of waste through recycling or even energy recovery. The incineration of waste makes it possible to obtain electrical energy from waste, which until now has been wasted. The current project designs a solid urban waste incineration facility for one of the most populated regions, and therefore a major generator of solid urban waste, in the Valencian Community. The design of the facility will include an estimate of the volume of waste to be treated, analysis of its elemental composition, material and energy balances to determine its performance, as well as an economic evaluation of the facility, [CA] La creixent generació de residus ha portat al límit els abocadors de residus sòlids urbans de la Comunitat Valenciana. A més, la disposició de residus sòlids urbans en abocadors incompleix les recomanacions actuals on es preval el reaprofitament dels mateixos mitjançant el reciclatge o fins i tot la recuperació energètica. La incineració dels residus permet l'obtenció d'energia elèctrica a partir d'una deixalla, fins a l'actualitat desaprofitat. L'actual projecte realitza un disseny d'una instal·lació d'incineració de residus sòlids urbans per a una de les comarques més poblades, i per tant gran generadora de residus sòlids urbans, de la Comunitat Valenciana. En el disseny de la instal·lació es realitzarà una estimació del volum de residus a tractar, anàlisis de la seua composició elemental, balanços de matèria i energia per a determinar el seu rendiment, així com una avaluació econòmica d'aquest.

[ES] El presente proyecto se centra en la revalorización de los residuos urbanos de la población de Alcoy, es decir, que casi toda la materia prima utilizada se trata de materia orgánica que se encuentra en las 15.060 t/año de residuos que se tratan en la planta, con el fin de obtener en torno a 1.695,315 t de compost al año. En el momento que la materia orgánica llega a la planta se encuentra mezclada con otro tipo de residuos. Por ello es necesario someterla a procesos de separación mecánicos y manuales, los cuales consisten en un trómel de cribado, separadores magnéticos y triajes manuales. Posteriormente se tritura y mezcla con un material estructurante como es la fracción vegetal (Serrín), para poder disponerlo en forma de pilas donde se iniciará la degradación y estabilización de la materia orgánica hasta obtener compost. Se ha determinado un área de compostaje óptimo de 2238,76 m2 compuesto por 18 pilas de 2,5 x 1,2 x 27,7 m (ancho, alto y largo) en base a la prueba de diferentes configuraciones de pilas para poder hacer frente a las 5.651 t/año de materia orgánica. Las pilas de compostaje estarán dentro de naves industriales con el objetivo de tener mejor control de los subproductos generados (gases y lixiviados) y de los parámetros que más afectan durante el proceso como son la temperatura, humedad y concentración de oxígeno. Los cuáles serán controlados mediante volteos mecánicos realizados con una maquina volteadora que cuenta con un sistema de riego. Por último, se hizo un estudio económico, donde se establece que la inversión inicial es de 3.847.748,67 € el cual se recupera después de los 11 años de funcionamiento., [EN] This project focuses on the revalorization of urban waste from the town of Alcoy, i.e. almost all the raw material used is organic material found in the 15.060 t/year of waste treated at the plant, with the aim of obtaining around 1.695,315 t of compost per year. When the organic matter arrives at the plant, it is mixed with other types of waste. It is therefore necessary to subject it to mechanical and manual separation processes, which consist of a screening trommel, magnetic separators and manual sorting. Subsequently, it is crushed and mixed with a structuring material such as the vegetable fraction (sawdust), in order to arrange it in the form of piles where the degradation and stabilization of the organic matter will begin until compost is obtained. An optimal composting area of 2238,76 m2 composed of 18 piles of 2.5 x 1.2 x 27.7 m (width, height and length) has been determined based on the testing of different pile configurations to cope with the 5.651 t/year of organic matter. The composting piles will be located inside industrial buildings in order to have better control of the by-products generated (gases and leachates) and of the parameters that most affect the process, such as temperature, humidity and oxygen concentration. These will be controlled by means of mechanical turning with a turning machine with an irrigation system. Finally, an economic study was carried out, where it was established that the initial investment is 3.847.748,67 €, which will be recovered after 11 years of operation., [CA] El present projecte se centra en la revaloració dels residus urbans, és a dir, que quasi tota la matèria primera utilitzada es tracta de matèria orgànica que es troba en les 15.060 t/any de residus que es tracten en la planta, amb la finalitat d'obtindre entorn a 1.695,315 t de compost a l'any. En el moment que la matèria orgànica arriba a la planta es troba mesclada amb un altre tipus de residus. Per això és necessari sotmetre-la a processos de separació mecànics i manuals, els quals consisteixen en un trómel de garbellat, separadors magnètics i triatges manuals. Posteriorment es tritura i mescla amb un material estructurant com és la fracció vegetal (serrín), per a poder disposar-ho en forma de piles on s'iniciarà la degradació i estabilització de la matèria orgànica fins a obtindre compost. S'ha determinat una àrea de compostatge òptim de 2238,76 m2 compost per 18 piles de 2,5 x 1,2 x 27,7 m (ample, alt i llarg) sobre la base de la prova de diferents configuracions de piles per a poder fer front a les 5.651 t/any de matèria orgànica. Les piles de compostatge estaran dins de naus industrials amb l'objectiu de tindre millor control dels subproductes generats (gasos i lixiviats) i dels paràmetres que més afecten durant el procés com són la temperatura, humitat i concentració d'oxigen. Els quals seran controlats mitjançant voltejos mecànics realitzats amb una maquina voltejadora que compta amb un sistema de reg. Finalment, es va fer un estudi econòmic, on s'estableix que la inversió inicial és de 3.847.748,67 € el qual es recupera després dels 11 anys de funcionament.

En este artículo docente se muestra cómo se plantea un balance de energía en un horno de cal en el que se dan . Los datos que proporciona el problema condiciona el hecho que se tengan que resolver simultáneamente el balance de materia y de energía.

En el artículo docente se lleva a cabo una introducción a los balances de materia en sistemas donde existen reacciones químicas. Se lleva a cabo la resolución de un ejemplo práctico.

[ES] En las últimas seis décadas se han fabricado miles de millones de toneladas de plástico, de las cuales, el 90% se acumulan como residuos, además se estima que, si los datos se mantienen, los océanos tendrán más plásticos que fauna marina en 2050. La mala gestión y producción en la industria del plástico genera una amenaza constante y silenciosa afectando a los ecosistemas y a la salud humana. Este trabajo final nace de la necesidad de buscar soluciones innovadoras para conseguir un futuro sostenible junto a una economía circular. Para abordar esta causa se ha realizado un estudio técnico de la epoxidación del PLA con un nuevo plastificante de aceite de chía como materia prima renovable, para modificar las propiedades del polímero y producir un material biodegradable y compostable para usarse en la industria del envase. Para ello se han realizado análisis experimentales de caracterización mecánica, en los que se concluye que la composición de PLA con un 10% de aceite epoxidado de chía es el mejor producto para obtener en nuestro proyecto, obteniendo una producción diaria de 232 kg. Además, en cuanto al estudio económico aplicando un periodo de 10 años, se obtuvieron valores de TIR de 26.60%, un valor actual neto de 849.410,41€ y la amortización de la empresa con beneficios de 184.752,71€ tras los primeros 5 años., [EN] In the last six decades, billions of tons of plastic have been manufactured, of which 90% accumulates as waste, and it is estimated that, if the data continues, the oceans will have more plastics than marine fauna by 2050. The poor management and production in the plastic industry generates a constant and silent threat affecting ecosystems and human health. This final work stems from the need to seek innovative solutions to achieve a sustainable future together with a circular economy. To address this cause, a technical study of PLA epoxidation with a new chia oil plasticizer as a renewable raw material has been carried out to modify the properties of the polymer and produce a biodegradable and compostable material to be used in the packaging industry. For this purpose, experimental analyses of mechanical characterization have been carried out, concluding that the PLA composition with 10% epoxidized chia oil is the best product to obtain in our project, obtaining a daily production of 232 kg. Furthermore, as for the economic study applying a 10-year period, IRR values of 26.60% were obtained, a net present value of 849,410.41€ and the amortization of the company with profits of 184,752.71€ after the first 5 years.

[ES] En los últimos años, el empleo de materiales plásticos ha ido aumentando de forma continua. Actualmente, aunque la mayoría provienen de fuentes fósiles, se está observando una clara tendencia hacia la obtención de los mismos a partir de materias primas de origen renovable. Existen multitud de materias primas renovables. Entre ellas, los aceites vegetales son una propuesta atractiva debido a su elevada disponibilidad y su capacidad para ser modificados químicamente, logrando las características adecuadas. En el presente trabajo, se modifica químicamente el aceite obtenido de las semillas de chía mediante un proceso de maleinización. Dado que el aceite de chía presenta un elevado número de ácidos grasos insaturados, es posible introducir grupos maleico en los dobles enlaces presentes en el aceite, mediante una reacción de maleinización. Tras este proceso, y, con el objetivo de asegurar que el aceite de chía maleinizado proporcione al polímero (PLA) las características necesarias para que actúe como un buen plastificante, se estudian las propiedades del mismo, evaluando tanto el índice de acidez como el índice de yodo. Finalmente, se realiza el diseño, montaje y estudio de viabilidad económica de la planta de producción del plastificante en la que se producirán 25 kg diarios de MACO, siendo necesaria una inversión inicial de aproximadamente 300.000 €., [EN] In recent years, the use of plastic materials has continuously increased. Currently, although most of them come from fossil sources, a clear trend is being observed towards obtaining them from raw materials of renewable origin. There are a multitude of renewable raw materials. Among them, vegetable oils are an attractive proposition due to their high availability and their ability to be chemically modified, achieving the appropriate characteristics. In the present project, the oil obtained from chia seeds is chemically modified through a maleinization process. Since chia oil has a high number of unsaturated fatty acids, it is possible to introduce maleic groups in the double bonds present in the oil, through a maleinization reaction. After this process, in order to ensure that maleinized chia oil provides to the polymer (PLA) the characteristics to act as a good plasticizer, its properties are studied, evaluating the index of iodine and the acidity number. Finally, the design, assembly and economic feasibility study of the plasticizer production plant is carried out, in which 25 kg of MACO will be produce daily, requiring an initial investment of approximately 300.000 €.

Los principales objetivos de este artículo son: proporcionar una herramienta informática con la que resolver analíticamente los problemas matemáticos que resultan de plantear balances de materia en régimen estacionario. Guiar al lector en el uso de la herramienta y aplicarla para resolver un ejemplo concreto. Y, finalmente, facilitar que el alumno se enfrente a problemas reales y complejos al reducir las dificultades matemáticas que debe afrontar, de forma que se pueda centrar en el análisis ingenieril de los procesos y en ver rápidamente el efecto de modificar algunas variables sobre la solución final.

Los principales objetivos de este artículo son: proporcionar una herramienta informática con la que resolver los problemas matemáticos que resultan de plantear balances de energía en régimen estacionario. Guiar al lector en el uso de la herramienta y aplicarla para resolver un ejemplo concreto. Y, finalmente, facilitar que el alumno se enfrente a problemas reales y complejos al reducir las dificultades matemáticas que debe afrontar, de forma que se pueda centrar en el análisis ingenieril de los procesos y en ver rápidamente el efecto de modificar algunas variables sobre la solución final.

[EN] An important issue in any academic degree is to develop a high level of vertical/horizontal coordination between the different subjects taught along the four courses. This activity takes into account the coordination of the contents and methodologies that the teachers teach and the students acquire, the timing when the students learn them and the homework/exams that they do. As a result, both teachers and students gain an overall view of the degree and the teaching-learning process improves. According to this idea, the teachers of the Chemical Engineering degree at Campus of Alcoy are participating in an Educational Innovation and Improvement Project (EIIP) for applying the project-based learning methodology to the design of an adsorption system for the elimination of dyes in wastewater from the textile industry. This work is scheduled along the four courses and is distributed between some of the basic or specialized subjects that the students attend. The adsorption column design is partially solved in each subject and the results obtained in one subject are used in the following. As a result, the project is completed sequentially throughout the degree applying a methodology based on teamwork. This paper shows some of the activities proposed in different subjects, their timing and assessments during four courses. These activities include laboratory work for obtaining adsorption equilibrium and adsorption kinetics experimental data together with column dynamic performance. Other activities belong to the modelling and simulation domain for establishing the mathematical equations corresponding to the different phenomena linked to adsorption. Also there are activities focused on experimental data treatment for estimating the parameters characterizing the adsorption isotherms or mass transfer coefficients. Finally, other activities are devoted to the column design and control, cost estimation, and oral/writing communication of the work done by the students.

[EN] If we analyse some of the specific skills of Chemical Engineering degree, and it would not be very different in other disciplines of engineering, the verbs design, analyse or simulate stand out above all. In essence, calculating is an intrinsic activity for the engineer and, therefore, for engineering students. How is this activity developed? When we face a real problem we translate it into mathematical language (modelling). We solve the resulting mathematical problem to obtain the mathematical solution (simulation). The analysis of the results allows us to extract information from the real problem. If the interpretation of the results does not fit with the real problem studied, we must rethink the mathematical model obtained, and so on. Teachers often restrict the real problems that students face to simple situations so that the resulting mathematical problem is simple and, if possible, provides an analytical solution. Why should we do this today if we have numerical methods, a big computing power and mathematical software available to our students? Examples of complex mathematical problems arise from analysis and design of heat exchangers, chemical reactors, distillation columns, etc, both in steady and transitory regimes. These mathematical problems can be classified in groups: solving algebraic equations, ordinary differential equations or partial differential equations systems. According to this classification, some teachers of the Chemical Engineering degree at Campus of Alcoy are providing our students with Matlab guide templates to solve these types of mathematical problems, regardless of the subjects in which these problems appear. This action makes it easier for students to face real problems by reducing the mathematical difficulties associated. This paper shows how these Matlab guide templates are and how students use them in different subjects. It allows students to focus on the engineering aspect of the processes, leaving the difficulty of the asso

Se pretende comparar la resolución de un problema de balances de energía haciendo uso de las tablas de vapor de agua, con la alternativa de calcular la entalpía de cada corriente a partir de su definición. Se muestra como en ciertas ocasiones es mucho más fácil utilizar las tablas de vapor de agua, dando lugar a un procedimiento de cálculo mucho más rápido.

En el artículo docente encontrarás la resolución de un caso práctico para la obtención del área necesaria para el compostaje de residuos orgánicos con el fin de una revalorización de los mismos

En el video didáctico se lleva a cabo una breve introducción a los fenómenos de transporte y más concretamente a la transferencia de cantidad de momiento (Ley de Newton). Mediante la resolución de un caso práctico se demostrará la aplicabilidad industrial de esta ley.

En el video polimedia se lleva a cabo una definición de los procesos de combustión en el campo de la ingeniería química. Se explica la combustión completa mediante el aire estequiométrico y se lleva a cabo una resolución de un problema para determinar tanto el aire estequiométrico y el exceso de aire.

En el video didáctico es posible encontrar una introduccción a los fenómenos de transporte, así como al transporte de materia. Se describe con mayor detalle la Ley de Fick y mediante un ejemplo práctico se lleva a cabo la aplicabilidad de la misma a un caso práctico para determinar la difusividad de dos gases

Video didáctico donde se explica la utilidad de los diagramas de flujo en el campo de la ingeniería química. Concretamente se muestra un ejemplo de utilización de un diagrama de bloques en un proceso industrial.

[EN] We aimed to study the distribution of hydroxyapatite (HA) and halloysite nanotubes (HNTs) as fillers and their influence on the hydrophobic character of conventional polymers used in the biomedical field. The hydrophobic polyester poly (¿-caprolactone) (PCL) was blended with its more hydrophilic counterpart poly (lactic acid) (PLA) and the hydrophilic acrylate poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) was analogously compared to poly (ethyl methacrylate) (PEMA) and its copolymer. The addition of HA and HNTs clearly improve surface wettability in neat samples (PCL and PHEMA), but not that of the corresponding binary blends. Energy-dispersive X-ray spectroscopy mapping analyses show a homogenous distribution of HA with appropriate Ca/P ratios between 1.3 and 2, even on samples that were incubated for seven days in simulated body fluid, with the exception of PHEMA, which is excessively hydrophilic to promote the deposition of salts on its surface. HNTs promote large aggregates on more hydrophilic polymers. The degradation process of the biodegradable polyester PCL blended with PLA, and the addition of HA and HNTs, provide hydrophilic units and decrease the overall crystallinity of PCL. Consequently, after 12 weeks of incubation in phosphate buffered saline the mass loss increases up to 48% and mechanical properties decrease above 60% compared with the PCL/PLA blend.

[ES] En la actualidad se está observando una clara dirección hacia la obtención de materias pri- mas de origen renovable para la sustitución de los materiales de origen petroquímico. Entre las posibles alternativas existentes, los aceites vegetales son una propuesta atractiva debido a su alta disponibilidad y procedencia renovable. Estos aceites pueden modificarse químicamen- te mediante reacciones específicas y tras su modificación, pueden ser aplicados en ingeniería de materiales. Existen diversas reacciones capaces de modificar aceites vegetales, pero en el presente estudio se realizará la reacción de epoxidación. Dicha reacción se empleará para la modificación química del aceite de chía, el cual es muy conocido por sus valores nutriciona- les. Este aceite presenta elevada cantidad de ácidos grasos insaturados, por lo que mediante la reacción de epoxidación es posible introducir grupos epoxy en los dobles enlaces existentes en el aceite. Por ello, el presente proyecto es un ejemplo de economía circular donde se revalo- riza un producto obtenido a partir de la semilla de chía (Salvia hispanica L.). Tras realizar un estudio preliminar a la epoxidación se considera que el aceite de chía tiene un alto potencial como materia prima. Por tanto, el objetivo del trabajo actual es la optimización del proceso de epoxidación mediante el estudio de las variables involucradas en el proceso, con su posterior caracterización físico-química., [EN] At present, a clear direction is being observed towards obtaining raw materials of renewable origin for the substitution of materials of petrochemical origin. Among the possible existing al- ternatives, vegetable oils are an attractive proposal due to their high availability and renewable origin. These oils can be chemically modified through specific reactions and, after modification, can be applied in materials engineering. There are various reactions capable of modifying vege- table oils, but in the present study the epoxidation reaction will be carried out. This reaction will be used for the chemical modification of chia oil, which is well known for its nutritional values. This oil has a high quantity of unsaturated fatty acids and by means of the epoxidation reaction it is possible to introduce epoxy groups in the double bonds existing in the oil. Therefore, the present project is an example of circular economy where a product obtained from the chiaseed (Salvia hispanica L.) is revalued. After carrying out a preliminary study of epoxidation, it is considered that chia oil has a high potential as a raw material. Therefore, the aim of the current work is to optimize the epoxidation process by studying the variables involved in the process, with its subsequent physical-chemical characterization.

La lectura de dicho artículo tiene como objetivos otorgar al lector los siguientes ítems: ¿ Mostrar una metodología detallada sobre la determinación de los grados de libertado de un sistema y aplicarla en un proceso típico de ingeniería química. ¿ Obtener tanto las ecuaciones independientes como las relaciones adicionales necesarias para la resolución del problema. ¿ Interpretación de los resultados obtenidos aplicando los balances de materia.

La lectura de dicho artículo tiene como objetivos otorgar al lector los siguientes ítems: ¿ Puesta en situación de los residuos generados en la industria vinícola. ¿ Enseñar y detallar como se puede diseñar una unidad de compostaje, tanto su área de almacenamiento como las dimensiones de las pilas necesarias para compostar. ¿Interpretación de los resultados obtenidos del dimensionamiento de la unidad de compostaje.

[ES] La industria de curtido genera un alto contenido de residuos contaminantes que son perjudiciales para el medioambiente, como son las aguas cromadas. Para disminuir estos contaminantes se aplicará el concepto economía circular, haciendo uso de una tecnología de membrana emergente llamada ósmosis directa. Primero se explican conceptos básicos acerca de este nuevo concepto y tecnología. Posteriormente se realiza ensayos en planta piloto para conocer las condiciones idóneas y estudiar las corrientes implicadas en esta industria del curtido. Las corrientes a estudiar serán aguas residuales de remojo (alto contenido en sal) y de lavado (contenido en cromo), que provienen de la industria del curtido. Una vez finalizados los ensayos se realiza el diseño industrial, estudiando el número de módulos de membrana necesarios para llegar a la concentración objetivo del trabajo. Se realiza un diagrama de flujo de la nueva planta industrial y un estudio económico. En el estudio económico se plantea dos diferentes propuestas para intentar disminuir el coste del m3 de agua residual a tratar. Para finalizar, se realiza una conclusión donde se indica que propuesta es la mejor y si se ha llegado a conseguir los objetivos del trabajo., [EN] The leather industry generates a high content of contaminant waste that is harmful to the environment, such as chrome wastewater. To decrease these contaminants, the circular economy concept will be applied, making use of an emerging membrane technology called forward osmosis. First of all, basic concepts about this new concept and technology are explained. Afterwards, tests are carried out in a pilot plant to determine the ideal conditions and study the currents involved in this leather industry. The currents to be studied will be wastewater soaking (high salt content) and wastewater washing posttanning (chromium content), which come from the leather industry. When the tests are completed, the industrial design is carried out, studying the number of membrane modules needed to reach the aim concentration of the work. A flow diagram of the new industrial plant and an economic study is made. In the economic study, two different proposals are considered to try reducing the cost of m3 of wastewater to be treated. To end, a conclusion is made where it is shown which proposal is the best and if it has been reached to achieve the aim of the work.