Simulación y control del proceso de cristalización de azúcar de caña por lotes a vacío con un enfoque de diseño directo

La industria azucarera en México actualmente no cuenta con sistemas de control eficientes en sus procesos para obtener productos con Distribución de Tamaño de Cristal (DTC) especifica, e incluso en algunos ingenios azucareros aún se sigue laborando con personal que mide de forma cualitativa y empírica la DTC en el lote, dando como consecuencia un producto con alta variabilidad. Por ello se ha desarrollado esta investigación para dar solución a una de las problemáticas de la industria azucarera en México: el manejo y control de la sobresaturación en la primera zona metaestable de la cristalización de mieles en el área de refinado. Para lo anterior se ha implementado una estrategia de tipo C-Control con un enfoque de diseño directo el cual está basado en el estudio de las zonas metaestables para la identificación de una región de operación que permita favorecer el crecimiento de cristales (sembrados) y evitar la nucleación espontanea. En la bibliografía existen muchos estudios que aplican un enfoque de primeros principios a partir de modelos matemáticos basados en balances de materia, energía y población, con el objetivo de optimizar algunas variables cuantitativas o cualitativas del proceso (DTC, masa de cristales, densidad, temperatura, presión de vacío, etc.), pero en cristalización el enfoque del diseño directo, ha sido poco estudiado a nivel planta piloto, lo anterior se debe principalmente a la dificultad de tener laboratorios con equipos sofisticados o al costo elevado de realizar experimentos en planta. Con la planta piloto ubicada en la División de Estudios de Posgrado e Investigación del Instituto Tecnológico de Orizaba, fue factible implementar la estrategia C-Control de la sobresaturación con enfoque del diseño directo para evaluar experimentalmente y modelar los límites de las zonas de concentración (zona insaturación, primer y segunda zona metaestable y zona lábil) en la cristalización de azúcar de caña en términos de densidad, encontrándose que el ancho de las zonas aumenta de forma no lineal conforme la temperatura de saturación disminuye en un rango de 70 a 40 °C, lo cual es discordante con lo reportado en la literatura actual en donde se considera que para este mismo rango de enfriamiento el ancho de las zonas metaestables para una solución de azúcar de caña permanecen constantes (lineales). También se estableció la cinética de crecimiento del cristal a través de los límites. También se estudió mediante simulación dinámica el comportamiento en estado estático de cristalizadores continuos tipo tanque agitado. A pesar de que la sustancia de trabajo en este estudio fue sulfato de amonio-agua (sistema polar con transferencia de masa rápida) y no azúcar de caña-agua (sistema no polar con transferencia de masa lenta), el ejercicio de simulación fue el primer acercamiento en el estudio de la cristalización, en donde a partir de los resultados obtenidos por simulación dinámica se pudo inferir que si se deseaba controlar la sobresaturación, era necesario obtener las curvas de concentración de equilibrio y/o metaestables. Los sistemas de cristalización en continuo en donde su respuesta transiente se ha estabilizado, no presentan variaciones significativas en la sobresaturación del sistema, lo que origina cristales homogéneos de tamaño aceptable. Sin embargo, la operación en continuo bajo ciertas condiciones de operación (concentración de alimentación, temperatura y tiempo de residencia) y en especial para tiempos de residencia grandes es altamente inestable y difícil de ser controlada. Otro estudio realizado en este trabajo consistió en el uso de un método de análisis fractal (análisis de fluctuación con remoción de tendencia (DFA) por sus siglas en ingles), para el estudio de patrones en el crecimiento de los cristales fijando como variable de estudio el diámetro promedio relativo al volumen (D(4,3)). El estudio se enfocó en el exponente de escalamiento y la dimensión fractal másica para dar seguimiento a la cristalización, encontrándose que existe una relación entre el D(4,3) y la dimensión fractal másica. Estos resultados proporcionaron un seguimiento de la evolución de la cristalización, incluyendo los efectos del crecimiento durante el periodo inicial y la posible ocurrencia de enucleación secundaria y mecanismos de atrición debidos a cambios en el modo de operación y densidad alta de cristales formados. Usando este método también es posible definir o visualizar los límites de concentración metaestables

Measurement, modelling, and closed-loop control of crystal shape distribution: Literature review and future perspectives

Crystal morphology is known to be of great importance to the end-use properties of crystal products, and to affect down-stream processing such as filtration and drying. However, it has been previously regarded as too challenging to achieve automatic closed-loop control. Previous work has focused on controlling the crystal size distribution, where the size of a crystal is often defined as the diameter of a sphere that has the same volume as the crystal. This paper reviews the new advances in morphological population balance models for modelling and simulating the crystal shape distribution (CShD), measuring and estimating crystal facet growth kinetics, and two- and three-dimensional imaging for on-line characterisation of the crystal morphology and CShD. A framework is presented that integrates the various components to achieve the ultimate objective of model-based closed-loop control of the CShD. The knowledge gaps and challenges that require further research are also identified

Effect of the COVID-19 pandemic on surgery for indeterminate thyroid nodules (THYCOVID): a retrospective, international, multicentre, cross-sectional study

Background Since its outbreak in early 2020, the COVID-19 pandemic has diverted resources from non-urgent and elective procedures, leading to diagnosis and treatment delays, with an increased number of neoplasms at advanced stages worldwide. The aims of this study were to quantify the reduction in surgical activity for indeterminate thyroid nodules during the COVID-19 pandemic; and to evaluate whether delays in surgery led to an increased occurrence of aggressive tumours.Methods In this retrospective, international, cross-sectional study, centres were invited to participate in June 22, 2022; each centre joining the study was asked to provide data from medical records on all surgical thyroidectomies consecutively performed from Jan 1, 2019, to Dec 31, 2021. Patients with indeterminate thyroid nodules were divided into three groups according to when they underwent surgery: from Jan 1, 2019, to Feb 29, 2020 (global prepandemic phase), from March 1, 2020, to May 31, 2021 (pandemic escalation phase), and from June 1 to Dec 31, 2021 (pandemic decrease phase). The main outcomes were, for each phase, the number of surgeries for indeterminate thyroid nodules, and in patients with a postoperative diagnosis of thyroid cancers, the occurrence of tumours larger than 10 mm, extrathyroidal extension, lymph node metastases, vascular invasion, distant metastases, and tumours at high risk of structural disease recurrence. Univariate analysis was used to compare the probability of aggressive thyroid features between the first and third study phases. The study was registered on ClinicalTrials.gov, NCT05178186.Findings Data from 157 centres (n=49 countries) on 87 467 patients who underwent surgery for benign and malignant thyroid disease were collected, of whom 22 974 patients (18 052 [78 center dot 6%] female patients and 4922 [21 center dot 4%] male patients) received surgery for indeterminate thyroid nodules. We observed a significant reduction in surgery for indeterminate thyroid nodules during the pandemic escalation phase (median monthly surgeries per centre, 1 center dot 4 [IQR 0 center dot 6-3 center dot 4]) compared with the prepandemic phase (2 center dot 0 [0 center dot 9-3 center dot 7]; p<0 center dot 0001) and pandemic decrease phase (2 center dot 3 [1 center dot 0-5 center dot 0]; p<0 center dot 0001). Compared with the prepandemic phase, in the pandemic decrease phase we observed an increased occurrence of thyroid tumours larger than 10 mm (2554 [69 center dot 0%] of 3704 vs 1515 [71 center dot 5%] of 2119; OR 1 center dot 1 [95% CI 1 center dot 0-1 center dot 3]; p=0 center dot 042), lymph node metastases (343 [9 center dot 3%] vs 264 [12 center dot 5%]; OR 1 center dot 4 [1 center dot 2-1 center dot 7]; p=0 center dot 0001), and tumours at high risk of structural disease recurrence (203 [5 center dot 7%] of 3584 vs 155 [7 center dot 7%] of 2006; OR 1 center dot 4 [1 center dot 1-1 center dot 7]; p=0 center dot 0039).Interpretation Our study suggests that the reduction in surgical activity for indeterminate thyroid nodules during the COVID-19 pandemic period could have led to an increased occurrence of aggressive thyroid tumours. However, other compelling hypotheses, including increased selection of patients with aggressive malignancies during this period, should be considered. We suggest that surgery for indeterminate thyroid nodules should no longer be postponed even in future instances of pandemic escalation.Funding None.Copyright (c) 2023 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved

Zoonosis, cambio climático y sociedad

La sociedad contemporánea se enfrenta a uno de los retos más grandes de la historia humana, el calentamiento global, mismo que acarrea enormes consecuencias, tales como los disturbios climáticos, así como los patrones de las enfermedades de origen animal transmisibles al hombre. Precisamente ante este escenario las instituciones educativas de nivel superior deben dar cumplimiento a su responsabilidad y ser las generadoras de alternativas de solución mediante el trabajo especializado de investigación; y para ello, la pesquisa científica es la mejor de las alternativas a nuestro alcance para comprender y encarar estos desafíos.Universidad Autónoma del Estado de México y Ediciones y Gráficos Eón, S.A. de C.V

El Habeas Data En El Sistema Financiero

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