Editorial

INAUGURACIÓN DEL LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS

Las ingenierías son profesiones cuya formación se basa en las ciencias exactas y que desarrollan durante su enseñanza una mente analítica inclinada hacia el razonamiento cuantitativo y con un enfoque al análisis y solución de problemas prácticos.

Para lograr estos objetivos, es imprescindible que las universidades con estas carreras cuenten con laboratorios que permitan integrar los conocimientos adquiridos aplicándolos a situaciones prácticas.

En el caso de la Ingeniería Química, hay dos fechas que son conmemorativas en cuanto a su evolución y enseñanza en nuestro país, el 22 de mayo de 1939 cuando se aprobó por acuerdo gubernativo el plan de estudios de Ingeniería Química en la Facultad de Ciencias Naturales y Farmacia de la USAC, y el 7 de octubre de 1967 cuando se inauguró el Laboratorio de Operaciones Unitarias en la Facultad de Ingeniería de la USAC, exactamente un año después que se aprobara por el Consejo Superior Universitario la transformación del Departamento de Ingeniería Química en Escuela y su traslado a la Facultad de Ingeniería con el propósito de que "ésta se convirtiera en el verdadero centro tecnológico de la USAC", como lo declaró en el discurso de inauguración el rector magnífico de la USAC, Lic. Edmundo Vásquez Martínez.

Han transcurrido casi 75 años desde la fundación de la carrera y un poco mas de 46 años de que en nuestra época de estudiantes tuvimos la fortuna de contar con un laboratorio de Operaciones Unitarias de vanguardia en el momento de su inauguración, el cual contribuyó en nuestra formación con enfoque a la experimentación e investigación aplicada a situaciones prácticas que ha sido fundamental en nuestro desempeño profesional.

Recientemente falleció en California, EEUU, el Ingeniero Químico Pedro Solé Castellanos graduado en 1958 de la USAC, con doctorado (PhD) en Ingeniería Química del Instituto Politécnico de Brooklyn, EEUU, quien impulsó el diseño, construcción e instalación del equipo del Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Escuela de Ingeniería Química de la USAC y fuera catedrático de la Escuela de Ingeniería Química impartiendo los cursos de fisicoquímica y los laboratorios de operaciones unitarias con mucho entusiasmo y entrega, inspirando con su ejemplo a quienes fuimos sus alumnos.

Por este motivo, se estará celebrando un emotivo y merecido homenaje póstumo al Dr. Pedro Solé por su contribución al gremio, el próximo mes en la FIUSAC con la presencia de su familia, amigos, ex-alumnos, autoridades de la FIUSAC y del CIQG.

Descanse en paz Dr. Pedro Solé y muchas gracias por su importante legado al gremio.

 

Ing. Roberto Barrios Morataya

 

 

Pedro Solé Castellanos

Cronología de su vida profesional

 

 

Pedro Solé nació en la Ciudad de Guatemala el 4 de septiembre de 1936

1953

Se gradúa de Bachiller en el Liceo Guatemala

1954 - 58

Trabaja como asistente técnico en fabrica "E. Castellanos Crocker Sucs."

1958

Se gradúa de Ingeniero Químico en la Universidad de San Carlos de Guatemala

1959

Obtiene una beca para estudiar el doctorado en Ingeniería Química en el Polytechnic Institute of Brooklyn, hoy parte de la New York University, EE.UU.

1960

Obtiene el Máster en Ingeniería Química con la tesis "Estudios de capacidad de una caldera solar parabólica"

1961

Contrae matrimonio con Dorothy Tuteur

1962

Elabora su tesis de doctorado en el ICAITI (Guatemala) sobre la ex tracción de aceite de semilla de algodón por medios ultrasónicos

1962 - 63

Es profesor de Ingeniería Química en la USAC

1963

ICAITI le ofrece un puesto de tiempo completo

1965

Con la tesis aprobada, obtiene el grado de Doctor en Ingeniería Química

1966

Se une como docente a la Facultad de Ingeniería de la USAC

1967

Obtiene una beca para el estudio de átomos para la paz en el Kernforschungscentrum, Kalrsruhe, Alemania

1968

Regresan a Guatemala y sigue trabajando con el ICAITI y la USAC

1969

Acepta un empleo con Kern`s-Ducal de Guatemala

1972

La compañía matriz de Kern`s-Ducal lo invita a Sevilla, España, para administrar una fábrica de producción de aceite de oliva

1974

Regresan a Guatemala pero en breve se trasladan a Puerto Rico donde administra una fábrica de alimentos

1979

Empieza su relación laboral con Chiquita y se trasladan a Honduras, desde donde dirige dos fábricas de puré de banano, en Honduras y Panamá

1982

Chiquita lo traslada a San José de Costa Rica

1985

Chiquita lo traslada al norte de New Jersey, EE.UU.

1988

Chiquita lo traslada a Cincinnati, Ohio, EE.UU.

1993

Inicia su trabajo como consultor especialista

1995

Se trasladan a Miami, Florida

1998

Se trasladan a Colorado, EE.UU. y trabaja en producción hidropónica de tomate

2001

Se trasladan a California, EE.UU.

El 14 de diciembre de 2013 el Dr. Pedro Solé fallece en su casa de Hayward, California, EE.UU., acompañado por su familia

 

 

Proximos Eventos

 

 

 

Investigación, Desarrollo e Innovación

SOLÉ CASTELLANOS, PEDRO
"Estudios preliminares sobre la posibilidad de producir industrialmente sulfato de aluminio, a partir de kaolines y arcillas guatemaltecos"
Universidad de San Carlos de Guatemala
1958


JUNTA DIRECTIVA
DE LA
ESCUELA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA
DE LA
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

Decano...............

Lic. Luis A. Carrillo

Vocal 1o. ...............

Dr. Mario Villanueva

Vocal 2o. ...............

Lic. Ricardo Antillón

Vocal 3o. ...............

Ing. Gustavo R. Monzón

Vocal 4o. ...............

Br. Moisés Sabbaj

Vocal 5o. ...............

Br. Justo Comas

Secretario ...............

Lic. Rodrigo Herrera



TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN
GENERAL PRIVADO

Decano...............

Lic. Luis A. Carrillo

Examinador...............

Ing. Gustavo R. Monzón

Examinador...............

Ing. Carlos Durán

Examinador...............

Ing. Rafael Piñol

Secretario...............

Lic. Rodrigo Herrera


DEDICO ESTE ACTO

A MIS PADRES
Pedro Solé Salas
Luisa Castellanos de Solé

A MIS HERMANOS
Blanca Luz, Carmen Alicia y Herve Marcelo

A LA MEMORIA DE MIS ABUELITOS
Marcelino Solé Humbert
Carmen Salas de Solé
Eduardo Castellanos Crocker

A MI ABUELITA
Blanca Vizcaino de Castellanos

A MIS TIOS
Eduardo Castellanos Vizcaíno
María Eugenia Arrechea de Castellanos

A MIS FAMILIARES

A MIS COMPAñEROS Y AMIGOS

A LA ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS Y FARMACIA



HONORABLE JUNTA DIRECTIVA
HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Tengo el honor de someter a vuestra consideración, el presente trabajo de tesis titulado: "ESTUDIOS PRELIMINARES SOBRE LA POSIBILIDAD DE PRODUCIR INDUSTRIALMENTE SULFATO DE ALUMINIO, A PARTIR DE KAOLINES Y ARCILLAS GUATEMALTECOS".

Antes de exponer las diferentes fases del trabajo, quiero agradecer la colaboración de las siguientes personas y entidades que directa o indirectamente contribuyeron a la realización del mismo:

Ing. Joaquín Bayer
Ing. Julio Beltranena
Ing. Marco A. Kopp
Sr. Roberto Méndez Ruiz
Ing. Miguel A. Canga Argüelles
Lic. Eduardo Castellanos V.
"Eduardo Castellanos Crocker Sucs."
Instituto de Nutrición de Centro América y Panamá (Biblioteca)
Instituto Centroamericano de Investigación y Tecnología Industrial
Aduana Cantral de Guatemala (Sección de Estadística)
Laboratorio de Análisis Industrial del Departamento de Ingeniería Química de la Escuela de Ciencias y Farmacia

A todos mi reconocimiento más sincero.

He dicho.




INTRODUCCIÓN

Surgió en mi mente la idea de llevar a cabo el presente trabajo, al notar la triste realidad industrial de nuestra Patria; no disponemos de las industrias necesarias para llenar nuestras necesidades, y no podemos montar estas industrias porque carecemos de los productos baratos para los diferentes procesos.

La doble negación se constituye en jn circulo vicioso que es necesario romper. No es simple la fórmula salvadora, antes bien, es una complejidad desconcertante, en la que todos los factores llegan a formar configuraciones indisolubles de alcances insospechados.

El Ingeniero Químico se ve ante grandes problemas en el estudio de posibles industrias; cuando no es el consumo ínfimo del material a fabricar, es el alto costo de la energía para los procesos, o en el mejor de los casos, el temor del capital a arriesgarse en inversiones que dejarían ganancias poco substanciales, al compararse con las ganancias de las inversiones en bienes raíces.

Es así como encontramos que importamos gran diversidad de productos que podríamos fabricar, perdiendo así las divisas que nos proporciona el "Café", cada año que pasa de una manera más incierta.

Una industria polifacética y autosuficiente que pueda servir de bastión de nuestra economía, no puede montarse en un día, no es la fabricación de un producto básico, ni de dos, ni de cinco, es el acoplamiento ordenado de cientos de industrias, produciendo miles de productos, lo que necesitamos, para explotar la riqueza de nuestros recursos tanto materiales como humanos.

El caso del acido sulfúrico, que como es sabido da el índice de adelanto de un país, es uno de los más conocidos; ni siquiera el consumo centroamericano es suficiente para garantizar el establecimiento de una planta que produjera este material a un precio permisible, hecho que serviría para atracción al capital en el establecimiento de otras industrias.

Ante el deseo de crear un mercado para el excedente del ácido sulfurico que se produciría, se hizo el presente trabajo.




PLAN DE TRABAJO

Se dividirá el trabajo en diversas fases atendiendo al objeto de cada una de ellas, de la manera siguiente:

PRIMERA FASE: Aborda el proyecto desde un punto de vista sumario, y sobre todo, tomando en cuenta: los costos, el mercado, y en general, la posibilidad de competencia con el producto importado o su desplazamiento, de tal manera, que si no hay probabilidades de éxito, no sea necesario llevar a cabo las siguientes fases de este proyecto.

SEGUNDA FASE:

  1. revisión de literatura
  2. análisis de las materias primas
  3. reproducción en lo posible de las condiciones de trabajo de la planta; investigación de la velocidad de reacción, y las mejores condiciones para que se efectúe ésta, usando las materias primas que se espera usar en la planta
  4. análisis del producto obtenido, y evaluación del mismo con relación al de la competencia

TERCERA FASE: Diagramas de flujo y cálculo del equipo con especificaciones completas, etc. Requerimiento de materias primas, agua, energía, etc.
Planificación general de la planta

CUARTA FASE: Localización de la planta
a) tomando en cuenta las fuentes de materia prima y las fuentes de energía
b) tomando en cuenta los focos de mayor consumo del producto
c) compaginación de ambos estudios

QUINTA FASE: Costos directos, variables y totales, amortización de capital, etc. Posible financiamiento

SEXTA FASE: Consideraciones generales sobre utilización de subproductos, problemas de desechos, etc.

SEPTIMA FASE: Conclusiones




SEPTIMA FASE: Conclusiones

  1. no se puede fabricar sulfato de aluminio en frío y partiendo de ácido sulfúrico a 50°Be
  2. la comparación del costo permisible, por tonelada métrica, y el costo estimado en el presente proyecto, nos indica inmediatamente que el proceso no es económicamente posible, a pesar de estar entre las premisas, que el ácido sulfúrico que utilizaríamos estaría cotizado a precio de costo y producido en Guatemala
  3. indudablemente el costo de la planta produciendo solución de sulfato de aluminio, en vez de la sal cristalizada, es más bajo aún cuando en los costos directos la diferencia es casi despreciable
  4. la calcinación necesaria del caolín es lo que grava más profundamente el costo del sulfato de aluminio producido
  5. los costos de amortización y de interés son sumamente altos, debido a la considerable cantidad de inversión necesaria de capital
  6. es posible que el costo de la planta pudiera reducirse, en cuanto a maquinaria se refiere, si se trabaja en un sistema de 24 horas al día ya que podría reducirse la capacidad por hora del equipo; esto no sería así para el horno rotatorio, que ya supuso trabajaría 24 horas/día
  7. la energía sería gastada en su mayor parte para su quebrantamiento


PEDRO SOLÉ CASTELLANOS

Vo.Bo.
Ing. Joaquín Bayer S.

Imprímase
Lic. Luis A. Carrillo


BIBLIOGRAFíA

  • CHEMICAL ENGINEERS' HANDBOOK. John J. Perry, editor in chief. Third edition. McGraw Hill Book Co. Inc. (1950)
  • CHEMICAL ENGINEERING PLANT DESIGN. Frnak C. Vildbrandt. Third edition. McGraw Hill Book Co. Inc. (1949)
  • CHEMICAL ENGINEERING ECONOMICS. Chaplin Tyler. Third edition. McGraw Hill Book Co. Inc. (1948)
  • SELECTED PROCESS INDUSTRIES. R. Norris Shreve. McGraw Hill Book Co. Inc. (....)
  • ENCICLOPEDIA DE QUíMICA INDUSTRIAL. Edward Thorpe. Tomo I. Editorial Labor. (1929)
  • INTRODUCTION TO CHEMICAL ENGINEERING. Walter L. Badger, Julius T. Banchero. McGraw Hill Book Co. Inc. (1955)
  • UNIT OPERATIONS OF CHEMICAL ENGINEERING. Warren L. McCabe, Julian C. Smith. McGraw Hill Book Co. Inc. (1956)

Ver la segunda fase del presente trabajo para literatura más especializada.

 

Article

Alcoholic extraction of oilseed with the aid of ultrasonics

W F Schurig, P Sole
Central American Research Institute for Industry (ICAITI)
Guatemala City, Guatemala
Journal of Oil & Fat Industries (Impact Factor: 1.59). 11/1967; 44(10):585-91.
DOI:10.1007/BF02901256
Source: PubMed


ABSTRACT. The ultrasonic extraction of cottonseed with ethyl alcohol is studied. Several treating systems are evaluated with the seed in different positions in regard to the ultrasonic field. A calorimetric method was used for measuring the ultrasonic power to the treating vessels. The ultrasonic field had a frequency of 26 Kc/sec, and there was a power range from 0 to 2 watts/cm2. The temperature was varied between 25 and 75C for a set of runs, and a solvent flow rate of about 1 ml/sec was used for most runs. It appears that the temperature effect is the same for runs with and without ultrasonics. A capillary flow mechanism is discussed to explain the temperature effect. Only the extraction without ultrasonics could be predicted by the latter model at a given temperature level.

Considerable improvement in the extraction rate was obtained when the ultrasonic pressure gradient was used parallel to the main solid liquid interface. A generalized empirical equation is presented, relating the rate of extraction to the calorimetric power to the extraction vessel, the total area normal to the ultrasonic field, and the seed loading for a particular geometry. By using Fick's law of diffusion and a simplified physical model, the data are also presented as an equation of the diffusion coefficient as a function of the calorimetrically measured ultrasonic power, the total area in the path of the ultrasonic field, and the seed loading.

Más información en...

 

El CIQG en gráficas

Algunas instantáneas subidas a las redes sociales y reproducidas aquí sin el consentimiento expreso de sus autores

Colegas en diferentes actividades y epocas...!





 

Cápsulas de Interés

Instantánea captada con la tecnología de la época - año 69

¿El Chejo, Rolz y Sabbaj?


 

Opiniones

EQUILIBRIO SÓLIDO LÍQUIDO
Su determinación por medio de coeficientes de actividad UNIFAC

Ing. Federico G. Salazar, MSc

correo@fgsalazar.net
http://www.fgsalazar.net
Guatemala, Febrero 2014

Presentación

La determinación del equilibrio solido líquido ESL es tema de interés para la ingeniería química, con relación al diseño de equipos de separación entre estas fases. Un proceso de refinación de metales requiere del conocimiento del tipo de sistema que forma la muestra, tal el caso de procesos específicos como el refino zonal o en fundiciones en general, en la industria metalúrgica.

Para sistemas binarios existen varios tipos de equilibrio, en donde soluciones conjugadas dan lugar a puntos eutécticos. En los sistemas de ESL más simples, se consigue a una temperatura mínima separar los dos sólidos puros y arriba de esa temperatura eutéctica se obtiene soluciones conjugadas y uno de los dos compuestos precipitado, tal como se aprecia en la figura 1.a.

Existen otros sistemas mucho más complejos en donde se forman varias soluciones líquidas y solidas conjugadas (α y β), con diferentes concentraciones de cristalización de los componentes aleados sin llegar a formar componentes puros, tal el caso de la figura 1.b.

Fig. 1.a.Diagrama Antimonio - Plomo

UADY (2014)

Fig. 1.b.Diagrama Plata - Cobre

UADY (2014)

Hay casos más complejos cuando existen varios puntos eutécticos en el sistema y la formación de diversos pares de soluciones conjugadas tanto líquidas como sólidas.

En este sentido, existen sólidos con puntos de fusión congruentes, en donde el sólido en contacto con la solución binaria, mantiene su condición de solido puro hasta fundirse, tal el caso a) ya indicado. Sin embargo, hay tipos de sistemas con puntos de fusión incongruente, en donde el sólido en contacto con la solución binaria no mantiene su calidad de solido puro sino se va formando una aleación sólida con el otro compuesto, que cambia en concentración hasta fundirse.

En general existen varios tipos de sistemas de ESL. Según Kurosawa (2011), el 54.3% de sistemas por él estudiados, corresponden al tipo (a) de puntos de fusión congruente de eutéctico simple. El 31.6% de los sistemas estudiados corresponden a un comportamiento congruente peri-eutéctico, es decir, con varios puntos eutécticos formando compuestos intermoleculares (tipos (b) y (c)), donde los cristales formados son puros o compuestos mixtos con composiciones fijas. El resto de sistemas estudiados de puntos de fusión no congruente, exhiben soluciones solidas (tipos (d), (e), and (f)). Se muestran en la figura estos tipos de sistemas.

Fig. 2.Tipos de sistemas ESL

Kurosawa (2014)


Determinación del Equilibrio Solido Líquido en Sistemas Binarios

Para determinar el equilibrio ESL en sistemas de eutéctico simple, procedemos a plantear las relaciones de fugacidad en ambas fases al equilibrio.

Estas relaciones de equilibrio termodinámico entre un sólido puro y una solución líquida binaria (Kurosawa, 2011) están dadas por

fi°S = xi γiL fi°L

(Ec. 1)

en donde

fi°S y fi°L son las fugacidades del sólido puro y el líquido subenfriado i

xi es la composición del componente i en la fase líquida

γiLes el coeficiente de actividad del componente i en la fase líquida

Por otra parte, la relación de fugacidades del sólido puro y el líquido subenfriado a la temperatura y presión del sistema, fi°S / fi°L puede ser obtenida usando el método indicado por Prausnitz et al. (1986):


Conociendo las propiedades de los componentes puros (Δhifus, ΔCpi, y Tti) se pueden calcular los coeficientes de actividad γiL y las composiciones de fase para obtener los diagramas ESL correspondientes.

En ese sentido, la composición de un componente quedaría así

xi = (fi°S / fi°L) (1 / γiL)

(Ec. 4)


y sustituyendo


Los coeficientes de actividad en mezcla podrán evaluarse por cualquiera de los métodos y modelos conocidos. Sin embargo, la resolución para diversos puntos de la gráfica deberá hacerse por recurrencia hasta convergir, ya que los coeficientes de actividad son función de la concentración xi y se pretende evaluar precisamente xi.


Para el equilibrio ideal los coeficientes de actividad de los componentes en la mezcla son iguales a la unidad, de tal forma que la (Ec. 5) se simplifica a



A manera de ilustración se desarrolla un ejemplo aplicando el Modelo UNIFAC y utilizando el MathCAD®, para el caso de un sistema binario del tipo (a).




Para evaluar las composiciones y coeficientes de actividad en la fase líquida a diferentes temperaturas, se calcula primero para el caso ideal. Se parte de la temperatura de fusión de un componente, hacia la temperatura de fusion del otro componente. La temperatura eutectica se determina por la interseccion de las curvas de equilibrio para cada especie binaria.


Para el ejemplo, se evaluan composiciones x1 para el fenol y luego del benceno. La temperatura eutectica resulta ser -5.596°C.

Se muestra la rutina en MathCAD® para el caso del fenol a una temperatura dada y una composicion asumida que se reevalúa por iteraciones hasta convergencia, ya que el termino (fi°S / fi°L) es función de la temperatura y composicion. y los coeficientes de fugacidad son dependientes de la temperatura y de la composición en la fase líquida.


Descargar vista ampliada de la rutina

Descargar archivo MathCAD en zip

Conclusiones
La estimación del equilibrio sólido-líquido ESL puede realizarse con relativa facilidad utilizando el concepto de fugacidades de fase en equilibrio y la aplicación de algún modelo para determinar los coeficientes de actividad en la fase líquida. En el presente caso, los coeficientes de actividad UNIFAC permitieron la estimación del punto eutéctico simple con una aproximación muy adecuada. La literatura reporta para el sistema Benceno-fenol una temperatura eutéctica cercana a -6°C, de tal forma que el resultado obtenido es satisfactorio. Además, puede localizarse en la literatura casos similares resueltos, y se sugiere por ejemplo Gmehling et al.

Referencias

 

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