Fabián Quintana - Academia.edu (original) (raw)

Papers by Fabián Quintana

Journal of Engineering Research, Jun 29, 2022

All content in this magazine is licensed under a Creative Commons Attribution License. Attributio... more All content in this magazine is licensed under a Creative Commons Attribution License. Attribution-Non-Commercial-Non-Derivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).

In this paper the design of state observers or software sensors for a biological process of ethan... more In this paper the design of state observers or software sensors for a biological process of ethanol production by S. cerevisiae is presented. Two observers (non-linear and sliding) were used for monitoring continuous fermentations. Their performances were evaluated using mathematical model for bioreactor (perfect knowledge of both model structure and parameters. The performance of the observers proposed in the present work showed a better adjustment that the classical Extended Luenberger observer.

Journal of Engineering Research

All content in this magazine is licensed under a Creative Commons Attribution License. Attributio... more All content in this magazine is licensed under a Creative Commons Attribution License. Attribution-Non-Commercial-Non-Derivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).

Revista Ion, 2015

Resumen Las propiedades termicas de las pulpas concentradas juegan un papel importante en el dise... more Resumen Las propiedades termicas de las pulpas concentradas juegan un papel importante en el diseno yoptimizacion de evaporadores de multiple efecto, entre estas propiedades se encuentra la elevacion del punto de ebullicion. En esta investigacion se determino la elevacion del punto de ebullicion de pastas de tomate ( Lycopersicon esculentum Mill. ) de las variedades colombianas Chonto, Milano y Rio Grande variando las concentraciones de solidos solubles desde 5 hasta 35oBrix y las presiones de vacio desde 49,33 hasta 949,26mbar. Cada tratamiento fue realizado por triplicado para cada variedad de tomate y se evaluo el ajuste de los datos obtenidos a los modelos matematicos: Duhring, Antoine y Crapiste-Lozano. La concentracion, la presion, la variedad de tomate y las diferentes interacciones de estas variables tuvieron efecto estadisticamente significativo al 5% de significancia en la temperatura de ebullicion de las pastas de tomate. Finalmente, para las tres variedades de tomate se ...

2015 IEEE 2nd Colombian Conference on Automatic Control (CCAC), 2015

In this paper the design of state observers or software sensors for a biological process of ethan... more In this paper the design of state observers or software sensors for a biological process of ethanol production by S. cerevisiae is presented. Two observers (non-linear and sliding) were used for monitoring continuous fermentations. Their performances were evaluated using mathematical model for bioreactor (perfect knowledge of both model structure and parameters. The performance of the observers proposed in the present work showed a better adjustment that the classical Extended Luenberger observer.

Revista Ion, Jul 1, 2015

Efecto de la concentración y presión sobre la elevación del punto de ebullición de pasta de tomat... more Efecto de la concentración y presión sobre la elevación del punto de ebullición de pasta de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) Effect of concentration and pressure on the boiling point elevation of tomato paste (Lycopersicon esculentum Mill.) Efeito da concentração e pressão na elevação do ponto de ebulição de concentrado de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.

Ingeniería e Innovación, 2013

Las propiedades termodinámicas del líquido y vapor de agua saturados son útiles en el diseño de e... more Las propiedades termodinámicas del líquido y vapor de agua saturados son útiles en el diseño de evaporadores, columnas de destilación, líneas de transporte de vapor e intercambiadores de calor en general, y se pueden modelar a través de ecuaciones tradicionales conocidas (Clapeyron, Clausius-Clapeyron, Antoinne, Riedel y Watson, etc.), todas ellas arrojando una sola propiedad termodinámica, razón por la cual el modelo obtenido con RNAs es importante, ya que éste correlaciona muy bien todas las variables termodinámicas con la temperatura de saturación. El objetivo de este trabajo fue modelar las propiedades termodinámicas presión de saturación, entalpía, energía interna y entropía del líquido y vapor de agua saturados por medio de RNAs. Para el desarrollo de RNAs se utilizó la herramienta Simulink de Matlab 7.5, la arquitectura usada fue MLP (perceptrón multicapa), la función de transferencia usada en las neuronas ocultas fue la sigmoidea y en las de salida fue la función lineal, el ...

Revista Ion, 2015

Resumen El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del tratamiento de escaldado y la te... more Resumen El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del tratamiento de escaldado y la temperatura de freido sobre el color y la textura de rodajas de yuca variedad ICA-costena durante el freido por inmersion. Antes del freido, las rodajas de yuca (diametro: 35mm, espesor: 1,31mm) fueron escaldadas en agua caliente a 80°C por 4min. Rodajas de yuca sin escaldar fueron usadas como control. El freido se realizo en aceite de palma a 140, 160 y 180°C hasta alcanzar una humedad final de aproximadamente 1,8g/100g (base humeda). El color y la textura se midieron periodicamente durante el freido. El color se determino por Vision Computacional y la fuerza maxima de fractura normalizada (usada para modelar los cambios de textura) fue medida en un analizador de Textura Shimadzu EZ Test®. La temperatura de freido afecto significativamente los cambios de color de la rodaja frita, aunque el escaldado no afecto dichos cambios. La temperatura de freido y el escaldado tuvieron un efecto signi...

Revista Ion, 2015

The aim of this study was to determine the effect of blanching and frying temperature on the colo... more The aim of this study was to determine the effect of blanching and frying temperature on the color and texture of yucca slices ICA-costena variety during deep-fat frying. Before frying, the yucca slices (diameter: 35mm, thickness: 1,31mm) were blanched in hot water at 80°C for 4min. Unblanched yucca slices were used as control. The frying was performed in palm oil at 140, 160 and 180°C to a final moisture content of 1,8g/100g (wet basis), approximately. The color and texture were measured periodically during frying. The color is determined by Computer Vision and normalized break maximum force (used to model the changes in texture) was measured in a texture analyzer Shimadzu EZ Test ®. The frying temperature had significant effect on changes the color slice of fried yucca, although the blanching did not affect these changes. The temperature frying and blanching had a significant effect (significance level of 5%) on the final texture of the fried slice.

Revista Ion, 2015

El mango Tommy Atkins es una de las variedades mas explotadas en la industria y comercializacion ... more El mango Tommy Atkins es una de las variedades mas explotadas en la industria y comercializacion mundial. Es valorado por su larga vida util y poca degradacion en la manipulacion y transporte. El rendimiento de la pulpa es alto, entre 60 y 75% del peso total del fruto, y es utilizada en la industria de refrescos, nectares, compotas y concentrados de pulpas. En este articulo se muestran los resultados del estudio del comportamiento y los parametros reologicos de la pulpa concentrada de mango ( Mangifera indica L.) variedad Tommy Atkins en el rango de temperatura 15-60°C y en el rango de concentracion 15-30°Brix. Para esto, fue utilizado un viscosimetro Brookfield Modelo DV-II+Pro (R). La pulpa de mango presento un comportamiento no Newtoniano seudoplastico a todas las temperaturas y concentraciones evaluadas. La relacion entre el esfuerzo de corte y la velocidad de cizalla fue modelada por la Ley de Potencia o modelo de Ostwald de Waele. Los modelos de Arrhenius y la ecuacion de pote...

The effect of osmotic dehydration and frying temperature on the color and fracture maximum force ... more The effect of osmotic dehydration and frying temperature on the color and fracture maximum force of yucca root slices, ICA-costeña variety, during deep-fat frying is studied. The yucca root slices were dehydrated in a solution of sodium chloride 3% (w/w). The dehydration process took four hours, the temperature was set to 30°C and the ratio sample/solution was set to 1/20. The frying was performed in palm oil at 140, 160 and 180°C for 240 seconds. The color was determined by Computational Vision and the fracture maximum force was measured in a texture analyzer Shimadzu EZ Test ®. It was found that the frying temperature had significant effect (p<0,05) on the color changes and the fracture maximum force of the yucca root slice. The osmotic dehydration, on the other hand, significantly affected (p<0,05) the fracture maximum force of the yucca root slice.

Información tecnológica, 2018

La presente investigación muestra los resultados de rendimiento del proceso de extracción de pect... more La presente investigación muestra los resultados de rendimiento del proceso de extracción de pectina de la cáscara del fruto de maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa) asistida por microondas y el contenido de metoxilo de la pectina obtenida. Se usó un diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial 3 3 por triplicado, con los siguientes factores: tiempo de extracción, potencia del microondas y concentración de la solución de HCl. Se realizó un análisis de varianza y un test de comparación de medias con un nivel de significancia del 5%. Las condiciones que arrojaron el mayor rendimiento en pectina (68,76%) en base húmeda fueron: tiempo de 100 segundos, potencia de 1000 vatios y concentración de solución de HCl de 0,24 N. Para este tratamiento, el porcentaje del contenido de metoxilo de la pectina obtenida fue del 6,86% (p/p), clasificando a la pectina como de bajo metoxilo.

Biochemical Engineering Journal, 2020

Abstract In the bioprocess modeling field, a descriptive methodology that explicity considers the... more Abstract In the bioprocess modeling field, a descriptive methodology that explicity considers the interactions between the environment and cells is lacking. This relationship directly affects all kinetics, which have so far been formulated through empirical relationship. In this research, additional steps were added to a known bioprocess modeling methodology to relate environment and cells to each other. The quantitative validation of the proposed phenomenological-based, semi-physical model was developed for a glucose culture bioprocess carried out by the bacterium Escherichia coli strain BW25113 (a derivative of E. coli K-12 strain BD792). The results indicated that the model obtained through the proposed methodology resulted in more accurate predictions than those in the literature using empirical functions for environment-cell relationship modeling. Therefore, predictability of the model can be improved by linking descriptive and explanatory mathematical models of mass transfer to environment–cellular material interaction in bioprocess modeling. Therefore, environment and cells can be explicitly connected with mathematical expressions from chemical process analogies, mass transfer, and phase equilibrium thermodynamic fundamentals. Thus, valuable model information and total knowledge of the bioprocesses phenomena is obtained. This information is necessary for understanding the integral operation of a bioreactor and, thus, for improving the design, optimization, automatic control, and state estimation of the bioprocess.

Información tecnológica, 2017

Los objetivos del presente trabajo fueron modelar el proceso de escaldado de zanahoria y determin... more Los objetivos del presente trabajo fueron modelar el proceso de escaldado de zanahoria y determinar el coeficiente convectivo de transferencia de calor del proceso. El escaldado se llevó a cabo en un baño de agua con temperaturas de 70±1°C, 80±1°C y 90±1°C. Las temperaturas se midieron utilizando termopares tipo J con transmisor NI-USB-TC01 unido a la interfaz LabVIEW-2012. Se desarrolló un modelo matemático de transferencia de calor en estado no estacionario el cual fue resuelto por el método de elementos finitos asistido por COMSOL Multiphysics 3.5. La zanahoria fue considerada de forma cónica y con dos capas concéntricas de propiedades térmicas diferentes. Los resultados obtenidos con COMSOL son similares a los valores de temperaturas experimentales. Además los valores de los coeficientes convectivos se encuentran entre 433 y 643 W/m 2°C. Se concluye que el modelo desarrollado predice la temperatura con errores menores al 5%.

Información tecnológica, 2019

costeña durante el freído por inmersión. Las rodajas de yuca fueron deshidratadas en solución de ... more costeña durante el freído por inmersión. Las rodajas de yuca fueron deshidratadas en solución de cloruro de Sodio al 3% p/p, con temperatura controlada a 30 °C, por 4 horas y relación muestra/solución 1:20. El freído se realizó en aceite de palma a 140, 160 y 180°C durante un tiempo de 240 segundos. El color se determinó por Visión Computacional y la fuerza máxima de fractura fue medida en un analizador de Textura Shimadzu EZ Test®. La temperatura de freído afectó significativamente (p<0,05) los cambios de color y la fuerza máxima de fractura de la rodaja de yuca, mientras que la deshidratación osmótica sólo afectó significativamente (p<0,05) a la fuerza máxima de fractura de la rodaja de yuca.

Advance Journal of Food Science and Technology, 2018

The aim of this research was to measure the effect of maltodextrin and gum Arabic on the rheologi... more The aim of this research was to measure the effect of maltodextrin and gum Arabic on the rheological behavior of the sapote pulp. The rheological behavior of fruit pulp is modified with the addition of encapsulants which in turn influences the energetic performance of spray drying. In such processes, both maltodextrin and gum arabic are used as encapsulants of fruit pulp and acting as sugars protectors and thus reducing caramelization reactions. The experiment was conducted under a completely randomized design with 2×4 factorial arrangements (Factors: encapsulants and concentration). A Rheometer (AR 1500ex) was used for conducting the flow trials on continuous ramp on the pulp with encapsulants concentrations of 15, 20, 25 and 30% (w/w). Ostwald de Waele's model was adjusted to apparent viscosity data with determination coefficients greater than 0.994, apart from that, the consistency index (k) and the flow behavior index (n) showed significant differences (p≤0.05) between encapsulants and concentrations used. Those n values lower than one characterize the encapsulated pulp as pseudoplastic flow and the presence of hysteresis among the ascending and descending curves indicate that this is time-dependent fluid with thixotropic nature. The apparent viscosity of the pulp increased with the rise in the encapsulants concentration for the same shear rate, being the gum arabic the one with the greater values. Results will contribute to the improvement of the pump systems design of spray dryers.

Advance Journal of Food Science and Technology, 2018

The aim of this study was present a Phenomenological Based Semi-physical Model (PBSM) for the mil... more The aim of this study was present a Phenomenological Based Semi-physical Model (PBSM) for the milk evaporation process. The evaporation is the elimination of solvent in form of water steam from a solution. In the dairy industry, the evaporation is a pretreatment for the powder milk processes that reduce the cost of the drying process, storage and transport. Thus, an appropriated mathematical model is necessary in order to get a good control and optimized process of milk evaporation, which allows obtaining a high-quality product. Previous studies have presented mathematical models for the evaporation process. However, the majority of these models are based on maintaining constant values such as the thermal properties of fluids, latent heat of vaporization and global coefficient of heat transfer, among others and this means that there will be high errors of predictions. The aim of this model was to predict the temperature, concentration and milk level in the evaporator. The model obtained was solved using the Runge-Kutta method with the software "LABVIEW 2011" and it was quantitatively validated with experimental data from a real process using the absolute mean error. The experimental data of temperature, concentration and milk level in the evaporator were obtained applying step-like disturbances in the process variables: vacuum pressure in the evaporation chamber, steam flow and milk feeding flow. The quantitative validation showed that the obtained model can predict satisfactorily the dynamic behavior of the target variables of the milk evaporation process because the error was less than 5%.

Revista Ion, Investigación, Optimización y Nuevos procesos en Ingeniería, 2017

Resumen En este artículo se presenta una revisión detallada de las diferentes metodologías para e... more Resumen En este artículo se presenta una revisión detallada de las diferentes metodologías para el modelado de procesos, señalando sus deficiencias y limitaciones al aplicarlas al modelado de bioprocesos. Como resultado del análisis se encuentra que, al aplicar esas metodologías a los bioprocesos, todas fallan porque no consideran explícitamente la interacción existente entre el medio ambiente y el material celular, al menos de forma descriptiva. Se resalta que hasta ahora la forma de unir estos dos mundos ha sido a través de funciones puramente predictivas. Finalmente, se describen las tendencias en el modelado de bioprocesos, concluyéndose que el enfoque está orientado al planteamiento de modelos matemáticos de base fenomenológica, con rasgos descriptivos o explicativos, para representar la relación existente entre la célula y su medio ambiente.

Información tecnológica, 2017

Se determina el coeficiente convectivo de calor del escaldado de zapallo (Cucurbita maxima) a tem... more Se determina el coeficiente convectivo de calor del escaldado de zapallo (Cucurbita maxima) a temperaturas de 70ºC±1, 80ºC±1 y 90ºC±1 y una duración de 320 segundos. La medición de la temperatura del centro geométrico de muestras en forma triangular se realizó con termopares tipo K referencia NIUSB-TC01 (National Instruments). Para la solución del modelo matemático se empleó el método de elementos finitos con la ayuda del software COMSOL Multiphysics 3.5. Para determinar el valor del coeficiente convectivo de calor se resolvió un problema de optimización minimizando el error medio relativo entre los valores de temperatura experimentales y temperatura simulados del centro geométrico. Los resultados del coeficiente convectivo fueron 390±17 W/m 2°C para 70°C, 455±11 W/m 2°C para 80ºC y 535±13 W/m 2°C para 90°C. Además, los porcentajes del error medio relativo obtenidos se encontraron por debajo del 5%, lo cual indica buena predicción del modelo matemático utilizado.

Journal of Engineering Research, Jun 29, 2022

All content in this magazine is licensed under a Creative Commons Attribution License. Attributio... more All content in this magazine is licensed under a Creative Commons Attribution License. Attribution-Non-Commercial-Non-Derivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).

In this paper the design of state observers or software sensors for a biological process of ethan... more In this paper the design of state observers or software sensors for a biological process of ethanol production by S. cerevisiae is presented. Two observers (non-linear and sliding) were used for monitoring continuous fermentations. Their performances were evaluated using mathematical model for bioreactor (perfect knowledge of both model structure and parameters. The performance of the observers proposed in the present work showed a better adjustment that the classical Extended Luenberger observer.

Journal of Engineering Research

All content in this magazine is licensed under a Creative Commons Attribution License. Attributio... more All content in this magazine is licensed under a Creative Commons Attribution License. Attribution-Non-Commercial-Non-Derivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).

Revista Ion, 2015

Resumen Las propiedades termicas de las pulpas concentradas juegan un papel importante en el dise... more Resumen Las propiedades termicas de las pulpas concentradas juegan un papel importante en el diseno yoptimizacion de evaporadores de multiple efecto, entre estas propiedades se encuentra la elevacion del punto de ebullicion. En esta investigacion se determino la elevacion del punto de ebullicion de pastas de tomate ( Lycopersicon esculentum Mill. ) de las variedades colombianas Chonto, Milano y Rio Grande variando las concentraciones de solidos solubles desde 5 hasta 35oBrix y las presiones de vacio desde 49,33 hasta 949,26mbar. Cada tratamiento fue realizado por triplicado para cada variedad de tomate y se evaluo el ajuste de los datos obtenidos a los modelos matematicos: Duhring, Antoine y Crapiste-Lozano. La concentracion, la presion, la variedad de tomate y las diferentes interacciones de estas variables tuvieron efecto estadisticamente significativo al 5% de significancia en la temperatura de ebullicion de las pastas de tomate. Finalmente, para las tres variedades de tomate se ...

2015 IEEE 2nd Colombian Conference on Automatic Control (CCAC), 2015

In this paper the design of state observers or software sensors for a biological process of ethan... more In this paper the design of state observers or software sensors for a biological process of ethanol production by S. cerevisiae is presented. Two observers (non-linear and sliding) were used for monitoring continuous fermentations. Their performances were evaluated using mathematical model for bioreactor (perfect knowledge of both model structure and parameters. The performance of the observers proposed in the present work showed a better adjustment that the classical Extended Luenberger observer.

Revista Ion, Jul 1, 2015

Efecto de la concentración y presión sobre la elevación del punto de ebullición de pasta de tomat... more Efecto de la concentración y presión sobre la elevación del punto de ebullición de pasta de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) Effect of concentration and pressure on the boiling point elevation of tomato paste (Lycopersicon esculentum Mill.) Efeito da concentração e pressão na elevação do ponto de ebulição de concentrado de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.

Ingeniería e Innovación, 2013

Las propiedades termodinámicas del líquido y vapor de agua saturados son útiles en el diseño de e... more Las propiedades termodinámicas del líquido y vapor de agua saturados son útiles en el diseño de evaporadores, columnas de destilación, líneas de transporte de vapor e intercambiadores de calor en general, y se pueden modelar a través de ecuaciones tradicionales conocidas (Clapeyron, Clausius-Clapeyron, Antoinne, Riedel y Watson, etc.), todas ellas arrojando una sola propiedad termodinámica, razón por la cual el modelo obtenido con RNAs es importante, ya que éste correlaciona muy bien todas las variables termodinámicas con la temperatura de saturación. El objetivo de este trabajo fue modelar las propiedades termodinámicas presión de saturación, entalpía, energía interna y entropía del líquido y vapor de agua saturados por medio de RNAs. Para el desarrollo de RNAs se utilizó la herramienta Simulink de Matlab 7.5, la arquitectura usada fue MLP (perceptrón multicapa), la función de transferencia usada en las neuronas ocultas fue la sigmoidea y en las de salida fue la función lineal, el ...

Revista Ion, 2015

Resumen El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del tratamiento de escaldado y la te... more Resumen El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del tratamiento de escaldado y la temperatura de freido sobre el color y la textura de rodajas de yuca variedad ICA-costena durante el freido por inmersion. Antes del freido, las rodajas de yuca (diametro: 35mm, espesor: 1,31mm) fueron escaldadas en agua caliente a 80°C por 4min. Rodajas de yuca sin escaldar fueron usadas como control. El freido se realizo en aceite de palma a 140, 160 y 180°C hasta alcanzar una humedad final de aproximadamente 1,8g/100g (base humeda). El color y la textura se midieron periodicamente durante el freido. El color se determino por Vision Computacional y la fuerza maxima de fractura normalizada (usada para modelar los cambios de textura) fue medida en un analizador de Textura Shimadzu EZ Test®. La temperatura de freido afecto significativamente los cambios de color de la rodaja frita, aunque el escaldado no afecto dichos cambios. La temperatura de freido y el escaldado tuvieron un efecto signi...

Revista Ion, 2015

The aim of this study was to determine the effect of blanching and frying temperature on the colo... more The aim of this study was to determine the effect of blanching and frying temperature on the color and texture of yucca slices ICA-costena variety during deep-fat frying. Before frying, the yucca slices (diameter: 35mm, thickness: 1,31mm) were blanched in hot water at 80°C for 4min. Unblanched yucca slices were used as control. The frying was performed in palm oil at 140, 160 and 180°C to a final moisture content of 1,8g/100g (wet basis), approximately. The color and texture were measured periodically during frying. The color is determined by Computer Vision and normalized break maximum force (used to model the changes in texture) was measured in a texture analyzer Shimadzu EZ Test ®. The frying temperature had significant effect on changes the color slice of fried yucca, although the blanching did not affect these changes. The temperature frying and blanching had a significant effect (significance level of 5%) on the final texture of the fried slice.

Revista Ion, 2015

El mango Tommy Atkins es una de las variedades mas explotadas en la industria y comercializacion ... more El mango Tommy Atkins es una de las variedades mas explotadas en la industria y comercializacion mundial. Es valorado por su larga vida util y poca degradacion en la manipulacion y transporte. El rendimiento de la pulpa es alto, entre 60 y 75% del peso total del fruto, y es utilizada en la industria de refrescos, nectares, compotas y concentrados de pulpas. En este articulo se muestran los resultados del estudio del comportamiento y los parametros reologicos de la pulpa concentrada de mango ( Mangifera indica L.) variedad Tommy Atkins en el rango de temperatura 15-60°C y en el rango de concentracion 15-30°Brix. Para esto, fue utilizado un viscosimetro Brookfield Modelo DV-II+Pro (R). La pulpa de mango presento un comportamiento no Newtoniano seudoplastico a todas las temperaturas y concentraciones evaluadas. La relacion entre el esfuerzo de corte y la velocidad de cizalla fue modelada por la Ley de Potencia o modelo de Ostwald de Waele. Los modelos de Arrhenius y la ecuacion de pote...

The effect of osmotic dehydration and frying temperature on the color and fracture maximum force ... more The effect of osmotic dehydration and frying temperature on the color and fracture maximum force of yucca root slices, ICA-costeña variety, during deep-fat frying is studied. The yucca root slices were dehydrated in a solution of sodium chloride 3% (w/w). The dehydration process took four hours, the temperature was set to 30°C and the ratio sample/solution was set to 1/20. The frying was performed in palm oil at 140, 160 and 180°C for 240 seconds. The color was determined by Computational Vision and the fracture maximum force was measured in a texture analyzer Shimadzu EZ Test ®. It was found that the frying temperature had significant effect (p<0,05) on the color changes and the fracture maximum force of the yucca root slice. The osmotic dehydration, on the other hand, significantly affected (p<0,05) the fracture maximum force of the yucca root slice.

Información tecnológica, 2018

La presente investigación muestra los resultados de rendimiento del proceso de extracción de pect... more La presente investigación muestra los resultados de rendimiento del proceso de extracción de pectina de la cáscara del fruto de maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa) asistida por microondas y el contenido de metoxilo de la pectina obtenida. Se usó un diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial 3 3 por triplicado, con los siguientes factores: tiempo de extracción, potencia del microondas y concentración de la solución de HCl. Se realizó un análisis de varianza y un test de comparación de medias con un nivel de significancia del 5%. Las condiciones que arrojaron el mayor rendimiento en pectina (68,76%) en base húmeda fueron: tiempo de 100 segundos, potencia de 1000 vatios y concentración de solución de HCl de 0,24 N. Para este tratamiento, el porcentaje del contenido de metoxilo de la pectina obtenida fue del 6,86% (p/p), clasificando a la pectina como de bajo metoxilo.

Biochemical Engineering Journal, 2020

Abstract In the bioprocess modeling field, a descriptive methodology that explicity considers the... more Abstract In the bioprocess modeling field, a descriptive methodology that explicity considers the interactions between the environment and cells is lacking. This relationship directly affects all kinetics, which have so far been formulated through empirical relationship. In this research, additional steps were added to a known bioprocess modeling methodology to relate environment and cells to each other. The quantitative validation of the proposed phenomenological-based, semi-physical model was developed for a glucose culture bioprocess carried out by the bacterium Escherichia coli strain BW25113 (a derivative of E. coli K-12 strain BD792). The results indicated that the model obtained through the proposed methodology resulted in more accurate predictions than those in the literature using empirical functions for environment-cell relationship modeling. Therefore, predictability of the model can be improved by linking descriptive and explanatory mathematical models of mass transfer to environment–cellular material interaction in bioprocess modeling. Therefore, environment and cells can be explicitly connected with mathematical expressions from chemical process analogies, mass transfer, and phase equilibrium thermodynamic fundamentals. Thus, valuable model information and total knowledge of the bioprocesses phenomena is obtained. This information is necessary for understanding the integral operation of a bioreactor and, thus, for improving the design, optimization, automatic control, and state estimation of the bioprocess.

Información tecnológica, 2017

Los objetivos del presente trabajo fueron modelar el proceso de escaldado de zanahoria y determin... more Los objetivos del presente trabajo fueron modelar el proceso de escaldado de zanahoria y determinar el coeficiente convectivo de transferencia de calor del proceso. El escaldado se llevó a cabo en un baño de agua con temperaturas de 70±1°C, 80±1°C y 90±1°C. Las temperaturas se midieron utilizando termopares tipo J con transmisor NI-USB-TC01 unido a la interfaz LabVIEW-2012. Se desarrolló un modelo matemático de transferencia de calor en estado no estacionario el cual fue resuelto por el método de elementos finitos asistido por COMSOL Multiphysics 3.5. La zanahoria fue considerada de forma cónica y con dos capas concéntricas de propiedades térmicas diferentes. Los resultados obtenidos con COMSOL son similares a los valores de temperaturas experimentales. Además los valores de los coeficientes convectivos se encuentran entre 433 y 643 W/m 2°C. Se concluye que el modelo desarrollado predice la temperatura con errores menores al 5%.

Información tecnológica, 2019

costeña durante el freído por inmersión. Las rodajas de yuca fueron deshidratadas en solución de ... more costeña durante el freído por inmersión. Las rodajas de yuca fueron deshidratadas en solución de cloruro de Sodio al 3% p/p, con temperatura controlada a 30 °C, por 4 horas y relación muestra/solución 1:20. El freído se realizó en aceite de palma a 140, 160 y 180°C durante un tiempo de 240 segundos. El color se determinó por Visión Computacional y la fuerza máxima de fractura fue medida en un analizador de Textura Shimadzu EZ Test®. La temperatura de freído afectó significativamente (p<0,05) los cambios de color y la fuerza máxima de fractura de la rodaja de yuca, mientras que la deshidratación osmótica sólo afectó significativamente (p<0,05) a la fuerza máxima de fractura de la rodaja de yuca.

Advance Journal of Food Science and Technology, 2018

The aim of this research was to measure the effect of maltodextrin and gum Arabic on the rheologi... more The aim of this research was to measure the effect of maltodextrin and gum Arabic on the rheological behavior of the sapote pulp. The rheological behavior of fruit pulp is modified with the addition of encapsulants which in turn influences the energetic performance of spray drying. In such processes, both maltodextrin and gum arabic are used as encapsulants of fruit pulp and acting as sugars protectors and thus reducing caramelization reactions. The experiment was conducted under a completely randomized design with 2×4 factorial arrangements (Factors: encapsulants and concentration). A Rheometer (AR 1500ex) was used for conducting the flow trials on continuous ramp on the pulp with encapsulants concentrations of 15, 20, 25 and 30% (w/w). Ostwald de Waele's model was adjusted to apparent viscosity data with determination coefficients greater than 0.994, apart from that, the consistency index (k) and the flow behavior index (n) showed significant differences (p≤0.05) between encapsulants and concentrations used. Those n values lower than one characterize the encapsulated pulp as pseudoplastic flow and the presence of hysteresis among the ascending and descending curves indicate that this is time-dependent fluid with thixotropic nature. The apparent viscosity of the pulp increased with the rise in the encapsulants concentration for the same shear rate, being the gum arabic the one with the greater values. Results will contribute to the improvement of the pump systems design of spray dryers.

Advance Journal of Food Science and Technology, 2018

The aim of this study was present a Phenomenological Based Semi-physical Model (PBSM) for the mil... more The aim of this study was present a Phenomenological Based Semi-physical Model (PBSM) for the milk evaporation process. The evaporation is the elimination of solvent in form of water steam from a solution. In the dairy industry, the evaporation is a pretreatment for the powder milk processes that reduce the cost of the drying process, storage and transport. Thus, an appropriated mathematical model is necessary in order to get a good control and optimized process of milk evaporation, which allows obtaining a high-quality product. Previous studies have presented mathematical models for the evaporation process. However, the majority of these models are based on maintaining constant values such as the thermal properties of fluids, latent heat of vaporization and global coefficient of heat transfer, among others and this means that there will be high errors of predictions. The aim of this model was to predict the temperature, concentration and milk level in the evaporator. The model obtained was solved using the Runge-Kutta method with the software "LABVIEW 2011" and it was quantitatively validated with experimental data from a real process using the absolute mean error. The experimental data of temperature, concentration and milk level in the evaporator were obtained applying step-like disturbances in the process variables: vacuum pressure in the evaporation chamber, steam flow and milk feeding flow. The quantitative validation showed that the obtained model can predict satisfactorily the dynamic behavior of the target variables of the milk evaporation process because the error was less than 5%.

Revista Ion, Investigación, Optimización y Nuevos procesos en Ingeniería, 2017

Resumen En este artículo se presenta una revisión detallada de las diferentes metodologías para e... more Resumen En este artículo se presenta una revisión detallada de las diferentes metodologías para el modelado de procesos, señalando sus deficiencias y limitaciones al aplicarlas al modelado de bioprocesos. Como resultado del análisis se encuentra que, al aplicar esas metodologías a los bioprocesos, todas fallan porque no consideran explícitamente la interacción existente entre el medio ambiente y el material celular, al menos de forma descriptiva. Se resalta que hasta ahora la forma de unir estos dos mundos ha sido a través de funciones puramente predictivas. Finalmente, se describen las tendencias en el modelado de bioprocesos, concluyéndose que el enfoque está orientado al planteamiento de modelos matemáticos de base fenomenológica, con rasgos descriptivos o explicativos, para representar la relación existente entre la célula y su medio ambiente.

Información tecnológica, 2017

Se determina el coeficiente convectivo de calor del escaldado de zapallo (Cucurbita maxima) a tem... more Se determina el coeficiente convectivo de calor del escaldado de zapallo (Cucurbita maxima) a temperaturas de 70ºC±1, 80ºC±1 y 90ºC±1 y una duración de 320 segundos. La medición de la temperatura del centro geométrico de muestras en forma triangular se realizó con termopares tipo K referencia NIUSB-TC01 (National Instruments). Para la solución del modelo matemático se empleó el método de elementos finitos con la ayuda del software COMSOL Multiphysics 3.5. Para determinar el valor del coeficiente convectivo de calor se resolvió un problema de optimización minimizando el error medio relativo entre los valores de temperatura experimentales y temperatura simulados del centro geométrico. Los resultados del coeficiente convectivo fueron 390±17 W/m 2°C para 70°C, 455±11 W/m 2°C para 80ºC y 535±13 W/m 2°C para 90°C. Además, los porcentajes del error medio relativo obtenidos se encontraron por debajo del 5%, lo cual indica buena predicción del modelo matemático utilizado.