Revista ION

EDITORIAL

Efeitos da irrupção do polímero HPAM nos processos de desidratação e clarificação em tecnologias cEOR em Ecopetrol S.A

Resumen El recobro mejorado del petróleo es un proceso que se utiliza para maximizar el volumen de hidrocarburos recuperados en campos petroleros. Dentro de los métodos de recobro mejorado químico se encuentra la inyección de polímeros que tiene como objetivo aumentar la viscosidad del fluido desplazante y así la eficiencia volumétrica de barrido en el reservorio. Independientemente del proceso EOR utilizado, la gestión eficaz de los fluidos de producción es fundamental para el éxito del proyecto. Uno de los principales focos de atención es la incertidumbre de las características de los fluidos producidos, a medida que el polímero pasa a través del yacimiento. Estos cambios afectan las propiedades físicas y químicas debido a la adsorción de los compuestos en el yacimiento y a la degradación mecánica y térmica. En el caso de los campos de ECOPETROL S.A, donde en la actualidad se está considerando la posible expansión de proyectos de inyección de polímero, se requirió el estudio detallado de la incidencia de residuales poliméricos en los pozos productores y su efecto aguas abajo. El grupo de investigación del Centro de Innovación y Tecnología - ICP evidenció incremento en la eficiencia del proceso de deshidratación en presencia de residuales de polímero, mientras que en la etapa de tratamiento de agua se encontró un impacto negativo en la calidad del agua separada con el incremento del contenido de polímero remanente, dando como resultado parámetros fisicoquímicos fuera de especificaciones para agua de inyección o vertimiento.

Abstract Enhanced oil recovery is a process that is used to maximize the volume of hydrocarbons recovered in oil fields. Among the methods of enhanced chemical recovery, the injection of polymers is found seeking to increase the viscosity of the displacing fluid and thus the volumetric sweep efficiency in the reservoir. Regardless of the EOR process used, effective management of the produced fluids is critical to the success of the project. One of the main focus of attention is the uncertainty of the characteristics of the produced fluids, as the polymer passes through the reservoir, in particular, changes in physical and chemical properties due to the adsorption of the compounds in the reservoir and the mechanical and thermal degradation. In the case of ECOPETROL S.A fields, where the possible expansion of polymer injection projects is currently being considered, a detailed study of the incidence of polymeric residues in producing wells and their downstream effect was required. The research group of the Center for Innovation and Technology - ICP made evident an increase in the efficiency of the dehydration process in the presence of polymer residues, while in the water treatment stage a negative impact on the quality of the separated water was found with the increase of the remaining polymer content, resulting in physicochemical parameters out of the specifications for injection or pouring water.

Resumo A recuperação melhorada de petróleo é um processo usado para maximizar o volume de hidrocarbonetos recuperado nos campos de petróleo. Entre os métodos de recuperação melhorada química está a injeção de polímeros, que tem como objetivo principal aumentar a viscosidade do fluido de deslocamento e, portanto, a eficiência de varredura volumétrica no reservatório. Independentemente do processo de EOR usado, a gestão eficaz dos fluidos de produção é fundamental para o sucesso do projeto. Um dos principais focos de atenção é a incerteza das características dos fluidos produzidos, uma vez que o polímero passa pelo reservatório, ocorrem alterações nas propriedades físicas e químicas do polímero, devido à adsorção dos compostos no reservatório e degradação mecânica e térmica. No caso dos campos do ECOPETROL S.A, onde atualmente está sendo considerada a possível expansão de projetos de injeção de polímero, foi necessário um estudo detalhado da incidência de resíduos poliméricos nos poços produtores e seu efeito a jusante. O grupo de pesquisa do Centro de Inovação e Tecnologia - ICP evidenciou aumento na eficiência do processo de desidratação na presença de resíduos de polímeros, enquanto no estágio de tratamento de água, foi encontrado um impacto negativo na qualidade da água separada, com o aumento do teor remanescente de polímero, resultando em parâmetros físico-químicos fora de especificações para injeção ou descarga de água.

Extração de amido da concha de cacau Theobroma cacao L. como alternativa à bioprospecção

Resumen La composición química de la cáscara de cacao Theobroma cacao L. permite catalogarla como un material de difícil degradación debido a su alto contenido de lignina y celulosa, en donde este material lignocelulósico se puede utilizar en una amplia variedad de procesos industriales; sin embargo, esta cáscara generalmente es desechada dentro de los mismos cultivos y genera problemáticas como la proliferación de microorganismos patógenos. Por otra parte, el almidón es una sustancia granulada presente en diferentes matrices vegetales la cual puede usarse desde la industria alimentaria para otorgar características sensoriales y organolépticas, hasta la manufactura de papel y materiales biodegradables. El objetivo de esta investigación fue extraer el almidón presente en la cáscara de cacao. La biomasa vegetal (cáscara de cacao) se caracterizó teniendo en cuenta parámetros como pH, porcentaje de humedad, grasa y fibra, entre otros; seguido de la extracción del almidón por vía húmeda. Los resultados obtenidos a la cáscara de cacao reportaron un valor de pH 5,46±0,006, acidez titulable 0,11±0,038, humedad 84,35±0,02, cenizas 8,21±0,006, grasa 0,80±0,02, fibra 6,80±0,01 y la extracción de almidón reportó 12,04±0,03. Para concluir, con el uso del residuo del cacao pueden generarse alternativas de aprovechamiento, produciendo nuevos biomateriales a partir de este subproducto, siendo esta una alternativa de bioprospección agroindustrial.

Abstract The chemical composition of the cocoa husk Theobroma cacao L. allows to catalog it as material of difficult degradation, due its high lignin and cellulose content, where the lignocellulosic material can be used in a wide variety of industrial processes; however, this husk is generally discarded within the crops themselves and this husk generate problems such as the proliferation of pathogenic microorganisms. On the other hand, the starch it’s a granulated substance that it’s presented in different plant matrices, which can be used from the alimentary industry for grant sensorial and organoleptic characteristics, to the manufacture of paper and biodegradable materials. The objective of this research was extracting the starch present in the cocoa husk, thus determinate the possible uses of exploitation of starch, as an alternative of bioprospection. The vegetal material (cocoa husk) was characterized taking into account parameters as pH, moisture percentage, fat and fiber, among others; followed by starch extraction by wet method. The obtained results to the cocoa husk reported a value of pH 5.46 ±0.0057, titratable acidity 0.11±0.038, moisture 84.35±0.017, ash 8.21±0.0057, fat 0.80±0.015, fiber 6.80 ±0.01and the extraction of starch reports 12.04±0.025. To conclude, with the use of the cocoa waste exploitation alternatives can be generate, producing new biomaterials starting of this sub product, being this an alternative of agroindustrial bioprospection.

Resumo A composição química da casca de cacau Theobroma cacao L. permite que ela seja classificada como um material de difícil degradação devido ao seu alto teor de lignina e celulose, onde esse material lignocelulósico pode ser usado em uma ampla variedade de processos industriais; no entanto, essa casca é geralmente descartada nas próprias culturas e gera problemas como a proliferação de microorganismos patogênicos. Por outro lado, o amido é uma substância granulada presente em diferentes matrizes vegetais que podem ser utilizadas na indústria de alimentícia para fornecer características sensoriais e organolépticas, para a fabricação de papel e materiais biodegradáveis. O objetivo desta investigação foi extrair o amido presente na casca do cacau. A biomassa vegetal (casca de cacau) foi caracterizada considerando parâmetros como pH, porcentagem de umidade, graxa e fibra, entre outros; seguido pela extração de amido por via úmida. Os resultados obtidos para a casca de cacau relataram um valor de pH de 5,46 ± 0,0057, acidez titulável 0,11 ± 0,038, umidade 84,35 ± 0,017, cinzas 8,21 ± 0,0057, graxa 0,80 ± 0,015, fibra 6,80 ± 0,01 e extração de amido relatadas 12,04 ± 0,025. Concluindo, com o uso de resíduo de cacau, alternativas de exploração podem ser geradas, produzindo novos biomateriais a partir desse subproduto, sendo uma alternativa de bioprospecção agroindustrial.

Projeto de uma célula eletrolítica para aplicação de revestimentos metálicos

Resumen En esta investigación se realizó el diseño de una nueva configuración de celda de laboratorio para la aplicación de recubrimientos electrolíticos metálicos tales como: electrozincado, cromado, cobrizado, anodizado, entre otros. Para el diseño de esta celda se delimitaron variables con rangos específicos como: un volumen entre 100 y 500 ml de solución electrolítica, un tamaño de cátodo entre 0,1 y 0,33 dm2 de área expuesta, ánodos entre 1 y 2 veces el área del cátodo, se adecuó a la celda una fuente de corriente con densidad máxima de 9 A/dm2 , además, presenta una variación en la distancia entre ánodo y cátodo mediante guías deslizantes para optimización de los procesos de investigación. El recipiente donde se deposita la solución electrolítica, en celda está fabricado en refractario tipo Pyrex y la cubierta de la misma fue fabricada en ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) para evitar su deterioro por efectos de la corrosión debida a las soluciones electrolíticas, para el posicionamiento de los electrodos se diseñó un soporte porta electrodos (porta ánodo y porta cátodo) con características intercambiables para múltiples ánodos y cátodos según lo exija la experimentación. Para validar el adecuado comportamiento de la celda se realizó la deposición de un recubrimiento zinc sobre acero 1020 obteniendo un electrozincado homogéneo y continuo. La celda de electrorecubrimiento permite experimentar diferentes tipos de sustratos como aceros, aleaciones de aluminio ó titanio, entre otros, en aplicaciones industriales finales o en preprocesos.

Abstract In this research, the design of a new laboratory cell configuration for the application of metallic electrolytic coatings such as: electroplating, chrome plating, copper plating, anodizing, among others. For the design of this cell, variables with specific ranges such as: a volume between 100 and 500 ml of electrolytic solution, a cathode size between 0.1 and 0.33 dm2 of exposed area, anodes between 1 and 2 times the cathode area, were defined. A current source with a maximum density of 9 A/dm2 .Was adapted to the cell, in addition, it presents a variation in the distance between anode and cathode by means of sliding guides to optimize the investigation processes. The container where the electrolytic solution is deposited, in the cell is made of Pyrex type refractory and its cover was made of ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) to avoid deterioration due to the effects of corrosion due to electrolytic solutions. For the positioning of the electrodes, it was designed an electrode holder (anode holder and cathode holder) with interchangeable characteristics for multiple anodes and cathodes as required by experimentation. To validate the proper behavior of the cell, a Zinc coating on 1020 steel was deposited, obtaining a homogeneous and continuous electrozinc coating. The electrocoating cell allows to experiment with different types of substrates such as steels, aluminium or titanium alloys, among others, in final industrial applications or in pre-processes.

Resumo Nesta pesquisa, foi realizado o projeto de uma nova configuração de células laboratoriais para aplicação de revestimentos eletrolíticos metálicos, tais como: galvanoplastia, cromagem, cromagem, anodização, entre outros. Para o projeto desta célula, foram definidas variáveis com faixas específicas, tais como: volume entre 100 e 500 ml de solução eletrolítica, tamanho do cátodo entre 0,1 e 0,33 dm2 de área exposta, ânodos entre 1 e 2 vezes a área do cátodo. Uma fonte de corrente com densidade máxima de 9 A/dm2 foi adaptada à célula, além disso, apresenta uma variação na distância entre o ânodo e o cátodo por meio de guias deslizantes para otimizar os processos de investigação. O recipiente onde a solução eletrolítica é depositada, na célula, é refratário ao tipo Pyrex e sua cobertura é feita em ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) para evitar deterioração devido aos efeitos da corrosão por soluções eletrolíticas.Para o posicionamento dos eletrodos, foi projetado um suporte de eletrodo (suporte de ânodo e suporte de cátodo) com características intercambiáveis para vários ânodos e cátodos, conforme exigido pela experimentação. Para validar o comportamento adequado da célula, foi depositado um revestimento de zinco no aço 1020, obtendo um revestimento eletro-zinco homogêneo e contínuo. A célula de eletrocoating permite experimentar diferentes tipos de substratos, como aços, ligas de alumínio ou titânio, entre outros, em aplicações industriais finais ou em pré-processos.

Estimativa do equilíbrio líquido-vapor do sistema binário acetona-clorofórmio usando o modelo termodinâmico de Van Laar e Peng Robinson

Resumen La determinación del equilibrio líquido-vapor de diferentes sistemas es información muy importante para la caracterización de las mezclas y los procesos de separación de estas. El equilibrio es estimado de forma experimental; sin embargo, su ejecución tiene altos costos por la precisión que se demanda en dichas pruebas. Una solución viable a la problemática planteada es el uso modelos termodinámicos que permitan obtener el equilibrio de fases. El presente artículo muestra la metodología para la estimación del equilibrio líquido-vapor de un sistema binario no ideal azeotropo, tomando como ejemplo la mezcla de acetona y cloroformo, en la herramienta software Matlab 9.0. Para dar cumplimiento al principal objetivo de la investigación, se elaboró la curva de rocío y burbuja usando la ecuación cúbica de Peng Robinson para calcular los coeficientes de fugacidad, y el modelo termodinámico de Van Laar para los coeficientes de actividad. Las curvas resultantes fueron comparadas con las curvas obtenidas experimentalmente a una temperatura de 50 °C y 35,17 °C, mostrando un buen ajuste, con errores relativos promedios inferiores a 3,9%. Adicionalmente, los resultados fueron comparados con los estimados a través del simulador de procesos químicos Aspen HYSYS y con un programa comercial (VLE Cal) alcanzando porcentajes de error promedio inferiores al 1%.

Abstract The Determination of the liquid-vapor equilibrium of different systems is very important information for the mixtures characterization and its separation processes. Equilibrium is estimated experimentally; however, its execution has high costs due to the precision demanded in said tests. A good solution to this problem is to employ thermodynamic models that allow obtaining phase equilibrium. This article shows the methodology for estimating the liquid-vapor balance of a non-ideal azeotrope binary system, taking as an example the mixture of acetone and chloroform, in the Matlab 9.0 software tool. To reach the main objective of the research, the dew and bubble curve was developed, using the cubic equation of Peng Robinson to calculate the fugacity coefficients, and the thermodynamic model of Van Laar for the activity coefficients. The resulting curves were compared with the curves obtained experimentally at a temperature of 50 °C and 35.17 °C, showing a well fit, with average relative errors of less than 3.9%. Additionally, the results were compared with those estimated through the Aspen HYSYS chemical process simulator and with a commercial program (VLE Cal), reaching average error percentages of less than 1%.

Resumo A determinação do equilíbrio líquido-vapor de diferentes sistemas é uma informação muito importante para a caracterização de misturas e seus processos de separação. O equilíbrio é estimado experimentalmente; no entanto, sua execução apresenta altos custos devido à precisão exigida nos referidos testes. Uma solução viável para o problema proposto é o uso de modelos termodinâmicos que permitem obter o equilíbrio de fases. Este artigo mostra a metodologia para estimar o equilíbrio líquido-vapor de um sistema binário azeotrópico não ideal, tomando como exemplo a mistura de acetona e clorofórmio, na ferramenta de software Matlab 9.0. Para cumprir o objetivo principal da pesquisa, foi desenvolvida a curva de orvalho e bolha, usando a equação cúbica de Peng Robinson para calcular os coeficientes de fugacidade e o modelo termodinâmico de Van Laar para os coeficientes de atividade. As curvas resultantes foram comparadas com as curvas obtidas experimentalmente a uma temperatura de 50 °C e 35,17 °C, mostrando um bom ajuste, com erros relativos médios inferiores a 3,9%. Além disso, os resultados foram comparados com os estimados através do simulador de processo químico Aspen HYSYS e com um programa comercial (VLE cal), atingindo percentuais médios de erro inferiores a 1%.

Otimização do processo de obtenção de um adsorvente natural de casca de pinheiro

Resumen Se han extraído los taninos presentes en la corteza de Pinus patula para desarrollar un adsorbente mediante una reacción de reticulación, que se da entre los grupos fenólicos debido al tratamiento con ácido sulfúrico, que es ampliamente utilizado como agente reticulante de grupos polifenólicos presentes en los taninos. En el presente estudio, el diseño de Box-Behnken se usó para maximizar el rendimiento de la reacción de reticulación y, por lo tanto, obtener las mejores propiedades mecánicas del adsorbente preparado. La variable de respuesta estudiada fue el rendimiento porcentual de la reacción, y las variables independientes evaluadas en el diseño Box-Behnken incluyeron, relación Sólido/Líquido (gramos de tanino/mL de H2 SO4 ) (0,2-0,5 g.mL-1), temperatura (75-95 °C) y tiempo (8-12 h). El modelo estadístico permitió estimar un rendimiento porcentual óptimo del 73,81%, que se obtiene con una relación S/L de 0,499 gmL-1, temperatura de 95 °C y tiempo de reacción de 10,45 h. La modificación de los grupos funcionales superficiales de los taninos fue establecida por medio de los espectros IR. El adsorbente presentó un área superficial BET de 4,17 m2 g-1.

Abstract The tannins present in the bark of Pinus patula have been extracted to develop an adsorbent through a crosslinking reaction, which occurs between the phenolic groups due to treatment with sulfuric acid, which is used as a crosslinking agent for polyphenolic groups present in the tannins. In the present study, the Box-Behnken design is used to maximize the performance of the crosslinking reaction and, therefore, to obtain the best mechanical properties of the prepared adsorbent. The response variable studied was the percentage yield of the reaction, and the independent variables evaluated in the Box-Behnken design included, Solid/Liquid ratio (grams of tannin/mL of H2 SO4 ) (0.2-0.5 gmL-1), temperature (75-95 °C) and time (8-12 h). The verified statistical model estimates an optimal percentage yield of 73.81%, it is obtained with an S/L ratio of 0.499 gmL-1, temperature of 95 °C and reaction time of 10.45 h. The modification of the surface functional groups of the tannins was established by means of the IR spectra. The adsorbent had a BET surface area of 4.17 m2 g-1.

Resumo Os taninos presentes na casca de Pinus patula foram extraídos para desenvolver um adsorvente através de uma reação de reticulação, que ocorre entre os grupos fenólicos devido ao tratamento com ácido sulfúrico, usado como agente de reticulação para grupos polifenólicos presentes nos taninos. No presente estudo, o projeto Box-Behnken é utilizado para maximizar o desempenho da reação de reticulação e, portanto, para obter as melhores propriedades mecânicas do adsorvente preparado. A variável resposta estudada foi a porcentagem de rendimento da reação e as variáveis independentes avaliadas no projeto Box-Behnken incluíram a relação Sólido/Líquido (gramas de tanino/mL de H2 SO4 ) (0,2-0,5 gmL-1), temperatura (75-95 °C) e tempo (8-12 h). O modelo estatístico verificado estima um rendimento percentual ideal de 73,81%, é obtido com uma relação S/L de 0,491 gmL-1, temperatura de 95°C e tempo de reação de 10,45h. A modificação dos grupos funcionais da superfície dos taninos foi estabelecida por meio dos espectros de IR. O adsorvente tinha uma área de superfície BET de 4,17 m2 g-1.

Microemulsões combustíveis à base de óleo de babaçu (Orbignya martiniana)

Resumo Neste trabalho é descrito o preparo e a caracterização físico-química de combustíveis a base de microemulsões, formadas por óleo de babaçu, álcool, água, aguardente comercial e tensoativo. Inicialmente, foram construídos os diagramas de fases pseudoternário para obter as condições de máxima solubilização dos componentes. Em seguida, foram preparadas as microemulsões a partir do óleo de babaçu, álcool etílico 40%, aguardente comercial e isobutanol. Foi determinada a viscosidade cinemática, condutividade elétrica e o ponto de fulgor das microemulsões conforme as normas da American Society for Testing and Materials. Foi observado nos diagramas a formação de duas regiões: uma monofásica onde as formulações existem como uma fase visível na forma de microemulsões termodinamicamente estáveis; e outra bifásica onde as formulações são instáveis e apresentam duas fases de imiscibilidade visíveis. Os sistemas microemulsionados apresentaram viscosidade que variaram entre 6 e 4 mm2 s-1. O ponto de fulgor das amostras analisadas apresentou valor de 33 ºC, valor considerado baixo quando comparado com o diesel de petróleo, 70 ºC. A condutividade para todos os sistemas foi menor que 1 μS cm-1 indicando a classificação A/O para as microemulsões. Os sistemas microemulsionados apresentaram uma acentuada diminuição da viscosidade quando comparadas com o óleo refinado de babaçu, atingindo valores próximos à viscosidade do óleo diesel.

Abstract In this paper is described the preparation and physical-chemical characterization of microemulsion-based fuels, consisting of babassu oil, alcohol, water, commercial spirits and surfactants. Initially, were built the phase diagrams pseudoternary to obtain the conditions of maximum solubilization of the components. Next, were prepared the microemulsions from babassu oil, 40% ethyl alcohol, commercial spirits and isobutanol. Was determined the kinematic viscosity, electrical conductivity and flash point of the microemulsions in accordance with the standards of the American Society for Testing and Materials. Was observed in the diagrams the formation of two regions: a monophasic where the formulations exist as a visible phase in the form of thermodynamically stable microemulsions; and a biphasic one where the formulations are unstable and have two visible phases of imiscibility. The microemulsion systems had viscosities that varied between 6 and 4 mm2 s-1. The flash point of the samples analyzed presented a value of 33 ºC, a value considered low when compared to petroleum diesel, 70 ºC. The conductivity for all systems was less than 1 μS cm-1 indicating the A / O classification for the microemulsions. The microemulsion systems presented a marked decrease in viscosity when compared to refined babassu oil, reaching values close to the viscosity of the diesel oil.

Resumen En este trabajo es descrito la preparación y la caracterización físico-química de combustibles a base de microemulsiones, formada por aceite de babaçu, alcohol, agua, aguardiente comercial y tensoactivo. Inicialmente, se construyeron los diagramas de fases seudoternario para obtener las condiciones de máxima solubilización de los componentes. A continuación, se prepararon las microemulsiones a partir del aceite de babaçu, alcohol etílico 40%, aguardiente comercial e isobutanol. Se determinó la viscosidad. cinemática, la conductividad eléctrica y el punto de inflamación de las microemulsiones según las normas de la American Society for Testing and Materials. Se observó en los diagramas. la formación de dos regiones: una monofásica donde las formulaciones existen como una fase visible en la forma de microemulsiones termodinámicamente estables; y otra bifásica donde las formulaciones son inestables y presentan dos fases de inmiscibilidad visibles. Los sistemas microemulsionados presentaron viscosidad que oscilaron entre 6 y 4 mm2 s-1. El punto de fulgor de las muestras analizadas presentó valor de 33 ºC, valor considerado bajo en comparación con el diesel de petróleo, 70 ºC. La conductividad para todos los sistemas fue menor que 1 μS cm-1 indicando la clasificación A/O para las microemulsiones. Los sistemas microemulsionados presentaron una acentuada disminución de la viscosidad en comparación con el aceite refinado de babaçu, alcanzando valores próximos a la viscosidad del aceite diesel.

Efeitos de alguns parâmetros de reação na produção de ésteres etílicos usando uma lipase combinada de TLL e CALB no Lewatit VP OC 1600

Resumen La optimización de mezclas de lipasas inmovilizadas (combi-lipasas) ha sido aplicada como estrategia para incrementar la velocidad y el rendimiento en la producción de ésteres alquílicos de ácidos grasos o en aceites vegetales hidrolizados frente a la biocatálisis convencional (catalizadores monoenzimáticos). Previamente, se identificó la Combi-lipasa (CL) de Thermomyces lanuginosus (TLL) y Candida antarctica isoforma B (CALB) en la proporción 75:25 en el soporte Lewatit VPOC 1600 (LW) como la más activa con oleína de palma, de acuerdo a la cantidad de proteína inmovilizada y su eficiencia en la producción de ésteres etílicos (EE) en condiciones suaves de reacción. Sin embargo, su estabilidad en diferentes condiciones no ha sido estudiada. Así, se determinó que esta CL produce EE de modo estable bajo diferentes temperaturas y ante la presencia de agua y ácidos grasos libres, por contraste, la adición de glicerol generó disminuciones de hasta el 70% en la síntesis de ésteres etílicos. Aplicando el modelo de Arrhenius para una reacción de pseudoprimer orden, se determinó una Ea de 21,4 ± 1,4 kJ/mol, significando una disminución del 5% frente a su componente principal (TLL-LW). Adicionalmente, el uso de un aceite diferente (de soya) generó un aumento del 20% en la producción de EE. Por último, se realizó un estudio de docking y la simulación cinética del sistema usando un modelo desarrollado previamente, pero no se logró una clara correlación con los resultados experimentales. Al margen de esto, por su robustez, la CL estudiada presenta un alto potencial de aplicación en síntesis de ésteres etílicos.

Abstract Optimization of mixtures of immobilized lipases (combi-lipases) has been applied as a strategy to increase the rate and the yield in the production of alkyl esters of fatty acids or in hydrolyzed vegetable oils compared to conventional biocatalysis (monoenzymatic catalysts). Previously, Combi-lipase (CL) of Thermomyces lanuginosus (TLL) and Candida antarctica isoform B (CALB) in the proportions 75:25 in the Lewatit VPOC 1600 (LW) support were identified as the most active with palm olein, from according to the amount of immobilized protein and its efficiency in the production of ethyl esters (EE) under mild reaction conditions. However, its stability under different conditions has not been studied. Thus, it was determined that this CL produces EE in a stable way under different temperatures and in the presence of water and free fatty acids, by contrast, the addition of glycerol generated decreases of up to 70% in the synthesis of ethyl esters. Applying the Arrhenius model for a pseudo-first order reaction, an Ea of 21.4 ± 1.4 kJ/mol was determined, meaning a decrease of 5% compared to its main component (TLL-LW). Additionally, the use of a different oil (soybean) generated a 20% increase in EE production. Finally, a docking study and the kinetic simulation of the system were performed using a previously developed model, but a clear correlation with the experimental results was not achieved. Apart from this, due to its robustness, the CL studied has a high potential for application in synthesis of ethyl esters.

Resumo A otimização de misturas de lipases imobilizadas (combi-lipases) tem sido aplicada como estratégia para aumentar a velocidade e o rendimento na produção de ésteres alquílicos de ácidos graxos ou em óleos vegetais hidrolisados em comparação à biocatálise convencional (catalisadores monoenzimáticos). Anteriormente, a Combi-lipase (CL) da Thermomyces lanuginosus (TLL) e Candida antarctica isoforma B (CALB) nas proporções 75:25 no suporte Lewatit VPOC 1600 (LW) foram identificadas como as mais ativas com oleína de palma, de de acordo com a quantidade de proteína imobilizada e sua eficiência na produção de ésteres etílicos (EE) sob condições de reação moderada. No entanto, sua estabilidade em diferentes condições não foi estudada. Assim, determinou-se que este CL produz EE de forma estável sob diferentes temperaturas e na presença de água e ácidos graxos livres, ao contrário, a adição de glicerol gerado diminui em até 70% na síntese de ésteres etílicos. Aplicando o modelo de Arrhenius para uma reação de pseudo-primeira ordem, foi determinado um Ea de 21,4 ± 1,4 kJ/mol, significando uma diminuição de 5% em comparação com seu componente principal (TLL-LW). Além disso, o uso de um óleo diferente (soja) gerou um aumento de 20% na produção dos EE. Finalmente, um estudo de ancoragem e a simulação cinética do sistema foram realizados usando um modelo previamente desenvolvido, mas uma correlação clara com os resultados experimentais não foi alcançada. Além disso, devido à sua robustez, o CL estudado tem um alto potencial de aplicação na síntese de ésteres etílicos.

Remoção da turvação da água por filtração utilizando cascas de coco ao nível do laboratorio

Resumen La turbidez es la medida de la claridad del agua relacionada con el efecto que produce el material suspendido, al disminuir el paso de la luz a través de ella. En la presente investigación se evaluó el efecto de un medio filtrante con base en la cáscara o endocarpio de coco (Cocos nucifera), como reductor de la turbidez de agua turbia sintética, formulada con arcilla caolín. Se preparó una solución con 5000 mg/L de caolín en agua y luego se diluyó hasta una turbidez de 100 NTU, la cual se pasó a través de un filtro empacado con la cáscara de coco granulada y se le midieron la turbidez, los sólidos suspendidos totales y el pH. Se utilizaron seis cantidades de cáscara de coco y se analizó la influencia de esta variable sobre los valores de las variables medidas (turbidez, SST y pH). Se aplicó un análisis de regresión para cada una de las variables estudiadas y se obtuvieron los modelos matemáticos que definen el comportamiento de cada una de ellas respecto a la cantidad de cáscara de coco, así como análisis de varianza con α = 0,05, usando el paquete estadístico Statgraphics Centurion XVI.I. Los resultados indicaron que la cáscara de coco logró remover hasta el 76,4% de la turbidez y 94,8% de los SST, además se obtuvieron modelos matemáticos no lineales, que relacionan la turbidez y SST con la cantidad de medio filtrante, con R2 > 0,90 y estadísticamente significativos con p-valor < 0,05 en todos los casos.

Abstract Turbidity is a measure of the clarity of the water, related to the effect of the suspended material in reducing the passage of light through it. In the present investigation, the effect of a coconut shell or endocarp filter media (Cocos nucifera) was evaluated as a synthetic turbidity reducer for cloudy water, formulated with kaolin clay. A solution of 5000 mg/L of kaolin was prepared in water and then diluted to a turbidity of 100 NTU, and was passed through a filter packaged with the granulated coconut shell and measured for turbidity, total suspended solids and pH. Six different amounts of coconut shell were evaluated and the influence of this variable on the measured parameters (turbidity, TSS and pH) was analyzed. A regression analysis was applied for each every variable studied and the mathematical models that define the behavior with respect to the amount of coconut shell were obtained, as well as analysis of variance with α = 0.05, using the statistical package Statgraphics Centurion XVI.I. Results indicated that the coconut shell managed to remove up to 76.4% of the turbidity and 94.8% of the TSS, in addition nonlinear mathematical models were obtained, which relate the turbidity and TSS with the amount of filter media, with R2 > 0.90 and statistically significant with p-value < 0.05 in all cases.

Resumo Turbidez é uma medida da claridade da água, relacionada ao efeito do material em suspensão em retardar a passagem da luz através dela. Na presente investigação, o efeito de uma casca de coco ou meio filtrante endocarpo (Cocos nucifera) foi avaliado como um redutor de turbidez sintética para água turva, formulado com argila caulim. Uma solução de 5000 mg/L de caulim foi preparada em água e depois diluída até uma turbidez de 100 NTU, que foi passada através de um filtro embalado com a casca de coco granulada e medida para turbidez, sólidos totais em suspensão e pH. Foram utilizadas seis quantidades de casca de coco e foi analisada a influência desta variável nos valores das variáveis medidas (turbidez, TSS e pH). Uma análise de regressão foi aplicada para cada uma das variáveis estudadas e foram obtidos os modelos matemáticos que definem o comportamento de cada uma delas em relação à quantidade de casca de coco, bem como a análise de variância com α = 0,05, utilizando o pacote estatístico Statgraphics Centurion XVI.I. Os resultados indicaram que a casca do coco conseguiu remover até 76,4% da turbidez e 94,8% do SST, além disso foram obtidos modelos matemáticos não lineares, que relacionam a turbidez e o SST com a quantidade de meios filtrantes, com R2 > 0,90 e estatisticamente significativos com p < 0,05 em todos os casos.

Aplicação de fluidifizadores como agentes redudores de viscosidade para melhorar a produção colombiana de petróleo bruto pesado

Resumen Al menos el 50% de la producción de petróleo colombiana corresponde a crudo pesado. Este crudo generalmente se produce a través de emulsiones de agua en aceite mostrando una viscosidad aparente mayor a su viscosidad real. Debido al resultado de este incremento, se generan restricciones a través de las líneas de flujo, disminuyendo así la producción de fluidos. Como alternativa de solución, se plantea la implementación de fluidificantes (agentes reductores de viscosidad). Este estudio de caso, parte de la caracterización básica de dos muestras de fluidos suministradas por dos compañías operadoras, que corresponden a crudos de 12 y 18 °API, con porcentajes de agua emulsionada del 20% y 0,2% respectivamente. Se evaluó en laboratorio el desempeño de los aditivos fluidificantes diseñados para estos casos específicos, a diversas condiciones de temperatura, con el fin de simular las condiciones de campo y definir así el mejor aditivo fluidificante para su aplicación en el sistema de producción. Smart Fluid, ha probado exitosamente sus aditivos fluidificantes en pozos productores de crudos pesados con diversos sistemas de levantamiento artificial; obteniendo importantes resultados de reducción de viscosidad de los fluidos tratados. Para el presente reporte de caso, se definirán los casos analizados como BES01 y UBH02, en dónde se encontraron a condiciones reales en campo, reducciones en: viscosidad entre 20 y 40%; presión en cabeza de pozo de 45%; pérdidas de presión en sistemas de recolección de 89%; y en BSW de 50%, aportando de esta forma aumentos en la producción de los pozos, reducción del consumo energético de los sistemas de levantamiento y mejoras en el proceso de deshidratación de crudo, demostrando así, la efectividad de la tecnología para cumplir su propósito.

Abstract At least 50% of Colombia’s production is heavy crude oil. This crude oil is usually produced through water emulsions in oil showing an apparent viscosity greater than its actual viscosity. Due to the result of this increase, constraints are generated through the flow lines, thus decreasing fluid production. As an alternative solution, the implementation of fluidifiers (viscosity reduction agents) is proposed. This case study starts from the basic characterization of two fluid samples supplied by two operating companies, 12 and 18 °API crudes, with emulsified water percentages of 20% and 0.2% respectively. The performance of fluidifier additives designed for these specific cases was evaluated in the laboratory, at various temperature conditions, to simulate field conditions and thus define the best fluidifier additive for application in the production system. Smart Fluid has successfully tested its fluidifier additives in heavy oil-producing wells with different artificial lift systems, obtaining important results of viscosity reduction from treated fluids. For this case report, the cases analyzed are set as BES01 and UBH02, at actual field conditions were found reductions in viscosity between 20 and 40%; wellhead pressure of 45%; pressure losses in the collection system of 89%; and %BSW of 50%. Thus, contributing increases in the production of wells, reduction of the energy consumption of the artificial lift systems, and improvements in the crude dewatering process, thus demonstrating the effectiveness of the technology to fulfill its purpose.

Resumo Pelo menos 50% da produção colombiana é de petróleo pesado. Este óleo bruto é geralmente produzido através de emulsões de água em óleo, mostrando uma viscosidade aparente superior à sua real viscosidade. Devido ao resultado desse aumento, são geradas restrições através das linhas de fluxo, diminuindo a produção de fluidos. Como solução alternativa, propõe-se a implementação de fluidizadores (agentes redutores de viscosidade). Esse estudo de caso parte da caracterização básica de duas amostras de fluido entregues por duas empresas operacionais, que correspondem aos óleos brutos de 12 e 18 °API, com porcentagens de água emulsionada de 20% e 0,2%, respectivamente. O desempenho dos aditivos fluidizadores projetados para esses casos específicos, em várias condições de temperatura, foi avaliado em laboratório para simular condições de campo e, assim, definir o melhor aditivo fluidizador para sua aplicação no sistema de produção. O Smart Fluid testou com sucesso seus aditivos fluidizadores em poços produtores de petróleo pesado com vários sistemas de elevação artificial; obtendo resultados importantes da redução da viscosidade dos fluidos avaliados. Para o presente reporte de caso, os casos analisados serão definidos como BES01 e UBH02, onde em condições reais no campo, foram encontradas reduções em: viscosidade entre 20 e 40%; pressão na cabeça do poço de 45%; perdas de pressão em sistemas de coleta de 89%; e em BSW de 50%. Proporcionando, assim, aumentos na produção de poços, redução do consumo de energia dos sistemas de elevação e melhorias no processo de desidratação do petróleo, mostrando assim a eficácia da tecnologia para cumprir seu objetivo.