Gasificación de biomasa para la producción de gas de síntesis: efecto de las variables de operación y modelización del proceso

Tesis doctoral defendida en el Departamento de Ingeniería eléctrica, electrónica, de computadores y sistemas de la Universidad de Oviedo, 2020.[EN] The increase in anthropogenic activities, as a result of industrial development, economic and demographic growth, is causing a climate change that is more noticeable today than ever before, thus leading to an increase in the global average temperature. The main factor causing the current climate change is the increase in CO2 emissions, which during the first half of 2019 reached 417.7 ppm compared to a concentration of 278 ppm in 1750. 70% of CO2 and other greenhouse gas emissions come from the combustion of fossil fuels such as coal, oil and natural gas. There are several strategies to mitigate CO2 emissions, such as the promotion of renewable energy, the replacement of fossil fuels by low-carbon fuels, the improvement of energy efficiency or the deployment of carbon capture and storage technologies. Thanks to the establishment of new environmental policies, renewable energies accounted for 26% of the global energy demand growth. Biomass is one of the main renewable sources for energy production since it is the most abundant natural resource and presents energy and environmental advantages, such as neutrality in net CO2 emissions. The main objective of this PhD dissertation is the use of biomass for the production of synthesis gas through the thermochemical process of gasification using air and steam as gasifying agents. For this purpose, several biomass samples of different origins, including woody biomass, forest, and food industry wastes were tested. One of the main biomass features is its heterogeneity; therefore, the effect of biomass thermal treatment at low temperature (torrefaction) has been studied to improve biomass handling and grinding properties, and also to increase its energetic density when combined with a pelletization process. Syngas quality, as well as the other products resultant of gasification, will depend on the operation conditions. In this work, the influence of different variables on the quantity and composition of the main product streams (syngas and char) obtained in a bubbling fluidized bed gasifier was studied. The increase in temperature favors the gas production, however, both the yield and composition of the syngas will depend on the composition of the gasifying agent. Thus, whilst the use of air increases the amount of gas, using steam as the gasifying agent increases its calorific value. For this reason, a tradeoff between both objectives has been pursued in this work. Regarding the carbonaceous fraction, a thermogravimetric study of the chars from different biomasses has been carried out to determine their reactivities towards steam. It has been observed that the quantity and quality of the inorganic matter present in the ashes have a great influence on the reactive behavior of each biomass. Therefore, the influence of biomass properties and composition on the quality of the gaseous product and the overall process has also been evaluated. Besides, two equilibrium models, stoichiometric and non-stoichiometric, have been developed using Aspen Plus® software to predict the steady-state performance of biomass gasification. The models have been validated with the experimental data obtained in the fluidized bed gasification plant.[ES] El aumento de las actividades antropogénicas, a raíz del desarrollo industrial y el crecimiento económico y demográfico, está provocando un cambio climático sin precedentes que se está traduciendo en un aumento de la temperatura media global del planeta. El principal causante de este calentamiento proviene de las emisiones de CO2 que, en el primer semestre de 2019, alcanzaron una concentración de 417,7 ppm frente a 278 ppm en 1750. El 70% de las emisiones de CO2 y del resto de gases de efecto invernadero, se derivan de la combustión de recursos fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural. Existen varias estrategias para reducir las emisiones de CO2, entre las que se encuentran el fomento de las energías renovables y el cambio a combustibles bajos en carbono, el aumento de la eficacia energética o el desarrollo de tecnologías de captura, utilización y almacenamiento de CO2. Gracias a la implementación de nuevas políticas medioambientales, en 2018 las energías renovables han supuesto un 26% del crecimiento de la demanda energética mundial. La biomasa es una de las principales fuentes renovables para la producción de energía, ya que es el recurso natural más abundante y presenta una serie de ventajas energéticas y medioambientales, como la neutralidad en las emisiones netas de CO2. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral consiste en la utilización de biomasa para la producción de gas de síntesis, mediante el proceso termoquímico de gasificación de biomasa con aire y vapor de agua. Para ello se ha trabajado con biomasas de diferente procedencia: biomasas forestales, agrícolas y residuos obtenidos a partir de la industria alimentaria. Teniendo en cuenta que una de las principales características de la biomasa es su heterogeneidad, se ha estudiado el efecto de someter las biomasas forestales a un tratamiento térmico de torrefacción, con el fin de mejorar sus propiedades de molienda y manejabilidad, e incluso una mayor densidad energética si se combina con un posterior peletizado. La calidad del gas de síntesis, así como los restantes productos obtenidos en el proceso de gasificación, va a depender de las condiciones de operación. En este trabajo se ha estudiado la influencia de diferentes variables, en la cantidad y composición de las principales corrientes obtenidas en un gasificador de lecho fluidizado, como son la fracción gaseosa (gas de síntesis) y la fracción sólida (char). El aumento de temperatura favorece la producción de la corriente gaseosa, sin embargo, el rendimiento y composición del gas de síntesis (syngas) va a depender de la composición del agente oxidante. Así, mientras el uso de aire aumenta la cantidad de gas, el empleo de vapor como agente gasificante incrementa su poder calorífico. Por ello, en este trabajo se ha intentado buscar un compromiso entre ambos objetivos. Atendiendo a la fracción carbonosa, se ha realizado un estudio termogravimétrico de los chares de las diferentes biomasas para evaluar la reactividad de cada uno de ellos. Se ha observado que la cantidad y composición de la materia inorgánica presente en las cenizas, presenta una gran influencia en el comportamiento reactivo de cada biomasa. Por ello, además de evaluar el efecto de las condiciones de operación en la producción de gas de síntesis, también se ha evaluado el efecto que ejerce la composición y propiedades de cada biomasa, sobre la calidad del producto gaseoso y sobre el proceso global. Asimismo, atendiendo a la complejidad que caracteriza un proceso de gasificación, en la presente memoria también se ha empleado el simulador Aspen Plus®, para predecir el equilibrio termodinámico del proceso, y su comparación con los resultados experimentales obtenidos en la planta piloto de gasificación

Recovery of Proteolytic and Collagenolytic Activities from Viscera By-products of Rayfish (Raja clavata)

The aim of this work was to study the recovery of proteolytic and collagenolytic activities from rayfish (Raja clavata) viscera wastes. Initially, different parts of the gastrointestinal tract by-products (stomach, duodenum section including pancreas, final intestine) were evaluated. The extracts from proximal intestine yielded the highest values of both enzymatic activities. Optimal conditions for protease activity quantification were established at pH = 6, T = 40 °C and incubation time ≤20 min. The mathematical equation used to model the joint effect of pH and temperature led to maximum activity at pH = 8.66 and 59.4 °C, respectively. Overcooled acetone was found to be best option for recovery of enzymatic activities in comparison with ethanol, PEG-4000, ammonium sulphate and ultrafiltration system. Finally, a simple and systematic protocol of partial purification and total recovery of proteases and collagenases was defined

Solvent-free ring opening of e-caprolactone with amines assisted by microwave irradiation

The 11th International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry session Symposium on Microwave Assisted SynthesisIrradiation of e-caprolactone with microwaves in the presence of secondary or primary amines lead to e-hydroxyamides in good yieldsXUNTA DE GALICIA for financial support: PGIDIT05PXIB26201PR, PR405 A 098/59-0. USC for a predoctoral fellowship to JC

Estudio estratigráfico de costras y depósitos en templos del casco histórico de Sevilla

En este trabajo se presenta el estudio estratigráfico por microscopía electrónica con sonda de energías dispersivas (SEMEDX) de costras y depósitos superficiales formados en las fachadas de veinticinco templos, del siglo XIII al XIX, del centro histórico y del barrio de Triana en Sevilla. Entre los indicadores de alteración de las fachadas de estos templos se han detectado depósitos superficiales y costras negras sobre la piedra, mortero y ladrillo, que están formados principalmente por yeso (CaSO4.2H2O). Los estudios de azufre por microscopía electrónica (SEM-EDX) se han realizado a lo largo de una línea perpendicular a la superficie. Este análisis combinado con la descripción por microscopio óptico permite calificar las alteraciones superficiales en cuatro grupos: a) costras compuestas por azufre y calcio, las más abundantes; b) muestras con superposición de capas de alteración y reposición; c) costras de origen orgánico (biocostras), que en su composición no contienen azufre; y d) depósitos superficiales en los que no se ha generado ningún tipo de reacción química y están formados fundamentalmente por polvo, terrígenos y otras partículas atmosféricas. Como consecuencia de este estudio, se puede afirmar que las portadas de las iglesias analizadas están sufriendo un deterioro acelerado por la acción de las emisiones generadas por el tráfico rodado. En los centros históricos es, por tanto, aconsejable la realización de estudios y modelos microclimáticos, para establecer perímetros de vulnerabilidad, discriminar factores de riesgo y definir medidas de prevención del estado de conservación de la fábrica exterior del patrimonio arquitectónico.Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía RIVUPH (HUM-6775)

La influencia de las TICs en la rentabilidad, productividad y calidad de los servicios del sector hotelero andaluz

El objetivo del presente trabajo es determinar el grado de influencia de un conjunto de aspectos relacionados con las Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones sobre la productividad, rentabilidad y calidad de los servicios ofrecidos por el sector hotelero andaluz. Para ello, se ha recogido información, a través de una encuesta a directivos, de una muestra de hoteles seleccionada de forma que se asegure la representatividad de los diferentes tipos de establecimientos. Como resultado de ello, se pone de manifiesto, entre otras cuestiones, que los aspectos analizados influyen de forma importante en todos los establecimientos, excepto en el conjunto de hoteles de una o dos estrellas, hostales y pensiones y hoteles-apartamentos de menos de tres llaves, en los que los directivos parecen ser conscientes de la existencia de un desfase entre las necesidades reales de informatización de los procesos y el grado de implantación actual de éstos.Consejería de Turismo, Comercio y Deporte de la Junta de Andalucí

Is contact lens discomfort related to meibomian gland morphology?

Purpose: To examine the relationship between contact lens (CL) discomfort and meibomian gland (MG) morphology assessed by a semi-objective software in subjects without an alteration of MG function (meibum quality and expressibility). Methods: Nineteen symptomatic (CLDEQ-8 ≥ 12) CL wearers, 19 asymptomatic (CLDEQ-8 < 12) wearers, and 22 non-wearers were recruited. Upper and lower eyelid meibography images were taken and the following parameters were analysed using a semi-objective software in the central 2/3 of each eyelid: number of MG, number of partial MG, percentage of MG loss and percentage of tortuosity. One-way ANOVA or Kruskal-Wallis H test were used for comparisons among groups. The relationships between CLDEQ-8 and MG morphology parameters were analysed using the Spearman correlation coefficient and multivariable linear regression models. Results: No significant differences were found among groups in the MG morphology of the upper or lower eyelids. In all CL wearers, a significant correlation with CLDEQ-8 was found in the upper eyelid for the number of MG (rho = 0.47, p = 0.003). In symptomatic wearers, significant correlations with CLDEQ-8 were found in the lower eyelid for the number of partial MG (rho = 0.49, p = 0.03) and the percentage of partial MG (rho = 0.61, p = 0.005). In all CL wearers, multivariable models were fitted to explain CLDEQ-8 score including the number of MG, the number of partial MG and the percentage of MG loss from the lower eyelid (R2 = 0.19; p = 0.007), and the number of MG from the upper eyelid (R2 = 0.19; p = 0.001). In symptomatic wearers, a model was fitted including the percentage of MG loss from the lower eyelid (R2 = 0.30; p = 0.016). Conclusions: Alterations of MG morphology, without clinically apparent alteration of MG function, can be involved in causing CL discomfort and influence the degree of symptoms. The differences in findings between eyelids indicate the need to monitor both eyelids, especially the lower one, in CL wearers.Depto. de Optometría y VisiónFac. de Óptica y OptometríaTRUEpu

Análisis del estado de conservación de la Iglesia de Omnium Sanctorum (Sevilla)

En este trabajo se presenta el análisis de los indicadores de alteración de las tres fachadas de La Iglesia de Omnium Sanctorum, situada en el centro histórico de la Ciudad de Sevilla y su relación con los principales agentes contaminantes y condiciones ambientales. Para ello se ha realizado el estudio sistemático de los materiales y de sus patologías in situ, y el análisis de la calidad de los materiales a través de ensayos de alteración acelerada de la roca empleada en la Iglesia

Estado de conservación de la fachada de la Iglesia de Santa Cruz (Sevilla)

El presente trabajo tiene como objetivo el análisis del estado de alteración de la Fachada principal de la Iglesia de Santa Cruz de Sevilla con el fin de conocer la influencia del entorno ambiental en el proceso de degradación de sus materiales y evaluar la eficacia de los tratamientos de conservación, para disponer de los criterios nesarios que permitan adoptar medidas de protección capaces de paliar, en lo posible, el deterioro de los materiales

FODMAP Intake in Spanish Population: Open Approach for Risk Assessment

Fermentable oligo-, di- and monosaccharides and polyols’ (FODMAP) were related with intestinal complications. The present study aimed to determine the FODMAP consumption of Spanish children, adolescents and adults, analyzing the real FODMAP risk of foods, and to set an open methodology for the measurement of this intake in other regions as well as nutrient intake assurance. Total fructan analysis was performed analytically in eighty-seven food samples. Daily intake of FODMAPs, fiber and micronutrients was calculated by combining the food composition for selected fermentable carbohydrates with the national food consumption stratified by age in an open software. Spanish child and adolescent total FODMAP consumption was settled as 33.4 ± 92.4 and 27.3 ± 69.0 g/day, respectively. Both intakes were higher than that of the adult population (21.4 ± 56.7 g/day). The most important food sources of lactose, excess of fructose and total fructan, considering their content and dietary intake were different between age groups. The contribution of these foods to dietary calcium and fiber and the consequent risk of deficiency if they are withdrawn was highlighted. We demonstrated the relevance of stratifying the total FODMAP intake by age. An open approach for FODMAP intake quantification and nutrient control was provided.Maialen Vazquez-Polo and Gesala Perez-Junkera are IKASIKER fellowships of the Education Department of the Basque Government. This research was supported by a grant (University-Society US18/15 and GIU 18/78) from the University of the Basque Country, UPV/EHU

Diez años de innovación docente en filología clásica en la comunidad autónoma de Madrid (III): Organización de congreso

Resultados del PIMCD 3 206/2017 con el enlace para descargar el PDF con el volumen del Congreso de Innovación Docente en Clásicas en la Comunidad de Madrid: Enseñanza Secundaria y Universidad (Facultad de Filología de la Universidad Complutense de Madrid, 25-1-2017)