https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/5748 2026-10-27T23:40:09Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/10154 Síntesis y caracterización de catalizadores para la conversión de derivados de biomasas a productos de alto valor agregado Herrera Alvarez, Horacio La cáscara de naranja representa una fuente renovable de carbono con potencial para la obtención de productos químicos de alto valor agregado. En este trabajo se desarrolló una estrategia de valorización integral de este residuo mediante el uso de catalizadores heterogéneos, incluyendo nanotubos de titanato y zeolitas. Los nanotubos de titanato fueron sintetizados y modificados para evaluar su desempeño en la conversión del ácido D-galacturónico, principal componente de la pectina para la producción de ácido múcico. Paralelamente, se buscó aprovechar los azúcares liberados durante la transformación de la biomasa, con el propósito de establecer un esquema de valorización integral de la cáscara de naranja. En este contexto, se evaluó el efecto de las condiciones de extracción de pectina, así como la influencia de los minerales presentes naturalmente en la biomasa sobre su transformación catalítica. Asimismo, se comparó el desempeño de catalizadores homogéneos y heterogéneos en la conversión de los componentes de la biomasa. Para comprender la formación y conservación de los productos de interés, se estudiaron las rutas de degradación de compuestos representativos presentes en la cáscara de naranja, con enfoque a los mecanismos responsables de la pérdida de ácido galacturónico y a las condiciones que favorecen su conservación. Finalmente, se investigó la oxidación catalítica del ácido galacturónico hacia ácido múcico, determinando el efecto de las impurezas presentes en los hidrolizados sobre el rendimiento de oxidación. Los resultados demostraron que la composición mineral de la biomasa, la naturaleza de los sitios activos de los catalizadores y las rutas de degradación de los intermediarios desempeñan un papel determinante en la eficiencia global del proceso.; Orange peel represents a renewable carbon source with potential for the production of high-value chemicals. In this work, an integrated valorization strategy was developed for this waste using heterogeneous catalysts, including titanate nanotubes and zeolites. The titanate nanotubes were synthesized and modified to evaluate their performance in the conversion of D-galacturonic acid, the main component of pectin, toward mucic acid. In parallel, the sugars released during biomass transformation were considered for further valorization, with the aim of establishing an integrated approach for the utilization of orange peel. In this context, the effect of pectin extraction conditions and the influence of naturally occurring minerals in the biomass on its catalytic transformation were evaluated. The performance of homogeneous and heterogeneous catalysts in the conversion of biomass components was also compared. To better understand the formation and preservation of the products of interest, the degradation pathways of representative compounds present in orange peel were investigated, focusing on the mechanisms responsible for the loss of galacturonic acid and the conditions that favor its preservation. Finally, the catalytic oxidation of galacturonic acid to mucic acid was investigated, with particular emphasis on the effect of impurities present in the hydrolysates on the oxidation yield. The results demonstrated that the mineral composition of the biomass, the nature of the active sites, and the degradation pathways of the intermediates play a key role in the overall efficiency of the process. 2026-10-29T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/10075 Adsorción de Amonio en Solución Acuosa sobre Diversos Materiales y Nanomateriales Marmolejo Contreras, Juan de la Cruz En este trabajo se estudió la adsorción de amonio en solución acuosa sobre diatomita natural (DTM), diatomita modificada con cloruro de magnesio a la relación de MgCl2/NaOH optima (DTM-MgOP) y carbón amorfo dopado con nitrógeno CADN. Se investigó la influencia de la modificación con magnesio sobre la capacidad de adsorción de la diatomita y se comparó su desempeño con el del material natural y el CADN. Los materiales se caracterizaron mediante diferentes técnicas avanzadas de caracterizacion, la cual demostró que la modificación con magnesio incrementó el área específica, el volumen de poro y la capacidad de intercambio catiónico, además favoreció la incorporación de especies de MgO y Mg(OH)2 sobre la superficie de la diatomita. Los datos experimentales de equilibrio se interpretaron satisfactoriamente mediante el modelo de Radke-Prausnitz para la diatomita y la DTM-MgOP, y el modelo de Langmuir para el CADN. Las capacidades máximas de adsorción de amonio siguieron el orden DTM- MgOP > CADN > diatomita, con valores de 61.40, 24.21 y 20.75 mg/g, respectivamente y fueron evaluados a las condiciones experimentales de (25 °C, pH = 7 e I = 0.01 N). Los estudios del efecto del pH, la fuerza iónica, la temperatura, la adsorción-desorción y la liberación de cationes demostraron que el intercambio catiónico constituye el mecanismo predominante de adsorción sobre la diatomita y la DTM-MgOP. En conjunto, los resultados demostraron que la modificación con magnesio incrementó aproximadamente tres veces la capacidad de adsorción de la diatomita (20.75 a 61.40 mg/g), convirtiéndola en un adsorbente prometedor para la remoción de amonio en soluciones acuosas.; In this work, it was studied the adsorption of ammonium in aqueous solution onto natural diatomite, magnesium chloride-modified diatomite, and nitrogen-doped amorphous carbon. The influence of magnesium modification on the adsorption capacity of diatomite was evaluated and compared with that of natural diatomite and nitrogen-doped amorphous carbon. The materials were characterized by N2 physisorption, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), zeta potential, and cation exchange capacity. The characterization results demonstrated that magnesium modification increased the specific surface area, pore volume, and cation exchange capacity of diatomite, while promoting the incorporation of MgO and Mg(OH)2 species onto its surface. The experimental equilibrium data were satisfactorily described by the Radke– Prausnitz model for natural and modified diatomite and by the Langmuir model for nitrogen- doped amorphous carbon. Under the same experimental conditions (25 °C, pH = 7, and ionic strength of 0.01 N), the maximum adsorption capacities followed the order modified diatomite > nitrogen-doped amorphous carbon > natural diatomite, with values of 61.40, 24.21, and 20.75 mg/g, respectively. The effects of pH, ionic strength, temperature, adsorption-desorption experiments, and cation release demonstrated that cation exchange is the predominant adsorption mechanism for natural and modified diatomite. Overall, the results showed that magnesium modification increased the adsorption capacity of diatomite by approximately three times, making it a promising adsorbent for ammonium removal from aqueous solutions. 2026-07-24T00:00:00Z 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