https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/5748 2026-08-24T18:27:31Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/10066 Desarrollo e implementación de una estrategia de control basada en sensor virtual para la regulación de la viscosidad durante la cristalización de helado en un ICSR Cura Saldaña, Víctor Daniel La viscosidad aparente constituye un parámetro clave durante la cristalización dinámica del helado en intercambiadores de calor de superficie raspada (ICSR), pero su medición en línea resulta difícil debido a la naturaleza multifásica del producto y a las condiciones del equipo. En este trabajo se desarrolló e implementó una estrategia de control basada en un sensor virtual para regular la evolución de la viscosidad durante la cristalización discontinua de helado en un ICSR. El sistema fue rehabilitado e instrumentado con sensores de temperatura, caudal y corriente, integrados en una plataforma de adquisición y control desarrollada en Python. La viscosidad se estimó en línea mediante el modelo de De la Cruz et al. (2020), el cual utiliza la potencia del agitador y la temperatura del producto como variables de entrada. Se implementó un controlador en cascada que regula la pendiente de potencia mediante la manipulación del caudal de glicol. Se evaluaron tres condiciones: caudal máximo y consignas de pendiente de 5 y 3.5 W/min, obteniéndose pendientes medias de 6.81, 4.66 y 3.49 W/min, respectivamente, y viscosidades finales estimadas de 445.86, 480.34 y 552.21 Pa·s. El sensor virtual presentó un error relativo de 5.83 % frente a mediciones reológicas. La evaluación exploratoria de textura mostró diferencias en la fuerza de penetración entre condiciones durante las primeras 24 h de almacenamiento congelado. Los resultados demuestran la factibilidad de modificar la trayectoria de viscosidad mediante control de pendiente de potencia, aunque el seguimiento instantáneo se vio limitado por retardos y saturación del actuador.; Apparent viscosity is a key parameter during the dynamic crystallization of ice cream in scraped surface heat exchangers (SSHE), but its online measurement is challenging due to the multiphase nature of the product and equipment constraints. In this work, a control strategy based on a virtual sensor was developed and implemented to regulate viscosity evolution during batch ice cream crystallization in an SSHE. The system was rehabilitated and instrumented with temperature, flow, and current sensors, integrated into an acquisition and control platform developed in Python. Viscosity was estimated online using the model of De la Cruz et al. (2020), which uses agitator power and product temperature as input variables. A cascade controller was implemented to regulate power slope by manipulating glycol flow rate. Three conditions were evaluated: maximum flow rate and slope setpoints of 5 and 3.5 W/min, yielding mean slopes of 6.81, 4.66, and 3.49 W/min, respectively, and estimated final viscosities of 445.86, 480.34, and 552.21 Pa·s. The virtual sensor showed a relative error of 5.83 % compared to rheological measurements. Exploratory texture evaluation revealed differences in penetration force between conditions during the first 24 h of frozen storage. The results demonstrate the feasibility of modifying viscosity trajectories through power slope control, although instantaneous tracking was limited by delays and actuator saturation. 2026-08-26T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/10043 Producción en semilote y caracterización del aceite de la pirólisis de residuos plásticos postindustriales Gallegos Castro, Luis Enrique La generación de residuos plásticos postindustriales (RPP), particularmente de mezclas de polietileno (PE) y polipropileno (PP), representa un reto para la economía circular. La pirólisis constituye una alternativa para su valorización; sin embargo, existe información limitada sobre la pirólisis de mezclas PE–PP en la cual la distribución de productos depende de la naturaleza de la mezcla, las condiciones de operación y el sistema de recuperación de los condensados de pirólisis. El objetivo de esta tesis fue desarrollar y validar una metodología experimental para comprender y correlacionar la distribución de productos en la pirólisis de mezclas PE–PP, con un enfoque que integra la caracterización estructural y comportamiento térmico de los polímeros, y su evaluación en un pirolizador de semilote con condensación multietapa. La investigación comprendió dos casos. En el primero se comparó la pirólisis de PE y PP vírgenes mediante espectroscopia ATR-FTIR, análisis termogravimétrico (TGA) y pirólisis en un reactor de semilote operado a 550 °C bajo atmósfera de N₂, utilizando un sistema de condensación escalonado (150, 90, 50 y 4 °C) para recuperar ceras y líquidos, los cuales fueron caracterizados mediante cromatografía de gases. En el segundo caso se evaluaron mezclas PE–PP para establecer una correlación entre la composición de la alimentación y la distribución de productos. Los resultados muestran que las diferencias estructurales entre PE y PP determinan diferencias en su comportamiento térmico y en la distribución de productos. La proporción PE–PP modifica la relación entre ceras y líquidos, cuya separación y caracterización detallada se facilitó con el sistema de condensación multietapa implementado. La metodología desarrollada constituye una herramienta para comprender el comportamiento de mezclas PE–PP durante la pirólisis y apoyar el diseño de estrategias de reciclaje químico. La correlación obtenida entre la composición de la alimentación y la distribución de productos representa una herramienta potencial para la toma de decisiones en procesos industriales de valorización de residuos plásticos.; The generation of post-industrial plastic waste, particularly mixtures of polyethylene (PE) and polypropylene (PP), represents a challenge for the transition toward a circular economy. Pyrolysis has emerged as an alternative for the valorization of these materials; however, limited information is available regarding the pyrolysis of PE–PP mixtures, where product distribution depends on the feedstock composition, operating conditions, and the recovery system used for pyrolysis condensates. The objective of this thesis was to develop and validate an experimental methodology to understand and correlate the product distribution obtained during the pyrolysis of PE PP mixtures by integrating the structural characterization and thermal behavior of the polymers with their evaluation in a semibatch pyrolysis reactor equipped with a condensation system. The research included two case studies. In the first, the pyrolysis behavior of virgin PE and PP was compared using ATR-FTIR spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA), and pyrolysis in a semi-batch reactor operated at 550 °C under a N2 atmosphere. A staged condensation system operating at 150, 90, 50, and 4 °C was employed to separately recover waxes and liquid products, which were subsequently characterized by gas chromatography. In the second case study, PE–PP mixtures with different compositions were evaluated to establish a correlation between feed composition and pyrolysis product distribution. Results demonstrated that the structural differences between PE and PP lead to distinct thermal degradation behaviors and product distributions. Furthermore, the PE–PP ratio systematically affects the wax-to-liquid product distribution, while the multistage condensation system enabled the efficient separation and detailed characterization of condensable fractions with different volatilities. The proposed methodology provides a useful framework for understanding the pyrolysis behavior of PE–PP mixtures and supports the development of chemical recycling strategies for post-industrial plastic waste. In addition, the correlation established between feed composition and product distribution represents a potential decision-support tool for industrial plastic waste valorization processes. 2026-07-17T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9519 Adsorción de Cr (VI) sobre Carbonizado de Hueso Modificado Gallegos Cruz, Francisco Gabriel En este trabajo se estudió la adsorción del Cr(VI) en solución sobre carbonizado de hueso modificado con Hierro (CHCF). Las condiciones de preparación del CHCF se optimizaron variando la concentración de FeCl3, siendo la modificación designada como CHCF 2M la óptima. El CHCF 2M se caracterizó por métodos químicos y texturales encontrando que es un material mesoporoso y de carácter básico. La caracterización por SEM notó la formación de aglomerados, atribuidos a los óxidos de hierro depositados, lo que se corroboró con el análisis de Hierro. El DRX demostró que la hidroxiapatita y calcita son los componentes principales. Se incrementó más de 13 veces la capacidad del CHCF 2M para adsorber Cr(VI) con respecto a la del CH. La capacidad del CHCF 2M disminuyó más de 4 veces aumentando el pH de 3 a 11. El efecto de la fuerza iónica indicó que al incrementar la fuerza iónica la capacidad de adsorción se disminuyó, indicando atracciones electrostáticas. La adsorción de Cr(VI) sobre CHCF 2M presentó un comportamiento anómalo incrementando la temperatura de 25 °C a 35 °C, se atribuyó a que los sitios activos disminuyen incrementando la temperatura. Se encontró que el Cr(VI) se desorbe del CHCF 2M, pero la adsorción no es reversible, y el pH juega un papel muy importante en la desorción. La adsorción de Cr(VI) sobre CHCF 2M ocurre principalmente por intercambio iónico y quimisorción. Se concluyó que la adsorción sobre CHCF 2M es una excelente opción para la eliminación de Cr(VI) en solución acuosa.; In this work, the adsorption of Cr(VI) from water solution on iron-modified bone char (CHCF) was studied. The synthesis conditions of CHCF were optimized by varying the FeCl3 concentration, with the modification designated as CHCF 2M being the optimal. CHCF 2M was characterized by chemical and textural methods, finding it to be a basic and mesoporous material. SEM characterization noted the formation of agglomerates attributed to the deposited iron oxides, which was corroborated by the iron analysis. XRD analysis showed that hydroxyapatite and calcite are the primary components. The capacity of CHCF 2M for adsorbing Cr(VI) was enhanced more than 13 times over that of CH. The capacity of CHCF 2M decreased more than 4-fold when the pH was increased from 3 to 11. The effect of ionic strength indicated that the adsorption capacity decreased as ionic strength increased, confirming the importance of electrostatic attractions. The adsorption of Cr(VI) on 2M CHCF exhibited anomalous behavior with increasing temperature from 25 °C to 35 °C, which was attributed to the decrease in active sites caused by increasing temperature. Cr(VI) was found to desorb from 2M CHCF, but the adsorption was not reversible, and pH plays a crucial role in desorption. Adsorption of Cr(VI) on 2M CHCF occurs mainly by ion exchange and chemisorption. It was concluded that adsorption on 2M CHCF is an excellent option for removing Cr(VI) from water. 2025-07-07T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9508 Evaluación de la factibilidad técnico-económica de la producción de ácido málico a partir de residuos con alto contenido de azúcares Torres Ramírez, Sergio El poliácido málico (PMA) es un poliéster soluble en agua formado por la repetición de unidades de ácido málico mediante enlaces éster, mientras que el pululano es un polisacárido también soluble en agua compuesto por unidades de maltotriosa unidas por enlaces α(1→4) y α(1→6). Ambos compuestos pueden producirse por fermentación microbiana usando el hongo Aureobasidium pullulans. Este estudio evalúa la coproducción de PMA y pululano a partir de residuos azucarados de la industria confitera, mediante fermentación y simulación en SuperPro Designer® v8.5, utilizando parámetros cinéticos experimentales. Con una concentración inicial de 0.12 g/mL de azúcares, tras 240 horas de fermentación se obtuvieron 0.034 g/mL de PMA y 0.031 g/mL de pululano. Los rendimientos fueron de 0.611 g/g para PMA y 0.557 g/g para pululano, con productividades de 0.1417 y 0.1292 g/L·h, respectivamente. Económicamente, la inversión total fue de 40.78 millones de pesos, siendo los equipos e infraestructura los principales costos. Los ingresos anuales alcanzaron 20.88 millones de pesos, de los cuales el 90.6% provino del pululano (811.64 MXN/kg) y el 9.4% del PMA (81.16 MXN/kg). La tasa interna de retorno (TIR) fue del 11.34% y el periodo de recuperación de la inversión fue de 5.8 años (8 años ajustado). El análisis de sensibilidad reveló que el proceso es sensible a la disponibilidad de materia prima y al precio de venta, pero menos afectado por los costos de servicios. En conjunto, el proyecto es una alternativa técnica y económicamente viable para valorizar residuos industriales.; Polymalic acid (PMA) is a water-soluble polyester formed by repeating malic acid units through ester bonds, while pullulan is a water-soluble polysaccharide composed of maltotriose units linked by α (1→4) and α (1→6) bonds. Both compounds can be produced by microbial fermentation using the fungus Aureobasidium pullulans. This study evaluates the co-production of PMA and pullulan from sugary waste from the confectionery industry, through fermentation and simulation in SuperPro Designer® v8.5, using experimental kinetic parameters. With an initial concentration of 0.12 g/mL of sugars, 0.034 g/mL of PMA and 0.031 g/mL of pullulan were obtained after 240 hours of fermentation. The yields were 0.611 g/g for PMA and 0.557 g/g for pullulan, with productivities of 0.1417 and 0.1292 g/L h, respectively. Economically, the total investment was 40.78 million pesos, with equipment and infrastructure being the main costs. Annual revenue reached 20.88 million pesos, of which 90.6% came from pullulan (811.64 MXN/kg) and 9.4% from PMA (81.16 MXN/kg). The internal rate of return (IRR) was 11.34%, and the payback period was 5.8 years (8 years adjusted). Sensitivity analysis revealed that the process is sensitive to raw material availability and sales price, but less affected by service costs. Overall, the project is a technically and economically viable alternative for recovering industrial waste. 2025-08-11T00:00:00Z