CARRERA Ing. Mecánica Eléctrica. TITULO Reparación y actualización del equipo de digestión y destilación kjeldahl. Autores Teléfonos, E mail

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1 CARRERA Ing. Mecánica Eléctrica TITULO Reparación y actualización del equipo de digestión y destilación kjeldahl Autores Teléfonos, E mail Alcaraz García Noe Marco Antonio elipse26@hotmial.com Buenrostro Rubio José de Jesús Hernández Gabriel Horacio de José , cel h2g_maynard@hotmail.com Razo Montaño Oscar Everardo orazo150583@hotmail.com RESUMEN DEL PROYECTO: Definición del problema Una vez descrito el funcionamiento del equipo, procederemos a definir los principales problemas que tiene. Esperamos que sea más sencilla esta descripción, tomando en cuenta que se han descrito las funciones de cada uno de los componentes, esperando que el lector pueda tener una idea, aunque sea un tanto superficial, sobre las fallas a las que es susceptible. Lo primero que consideramos necesario fue entrevistar al personal del laboratorio que utiliza el aparato, para así corregir los problemas más urgentes y de ser posible, hacer algunas innovaciones con el objeto de facilitar su uso y de que se aprovechen los recursos más eficientemente. Gracias a esta información nos hemos podido enterar de primera mano sobre los requerimientos mínimos del equipo para prestar un servicio adecuado en las clases. La falla principal, y que fue mencionada por todos los maestros entrevistados, es el sistema de calentamiento. Como ya se ha descrito en la sección anterior no lo explicaremos y nos limitaremos a describir las fallas. En las secciones anteriores dividimos las partes del equipo conforme al proceso seguido en el método Kjeldahl, pero para los propósitos de nuestro trabajo creemos que es más fácil dividir los componentes del equipo en secciones, según la disciplina en la que están involucrados y también, según los asesores con los que contamos. Conforme a esto, las secciones en que dividiremos al equipo serán: Sección eléctrica: Incluye los portamatraces de cerámica con sus resistencias, los termostatos, el centro de carga con todos sus componentes y finalmente, la instalación del motor de absorción. Sección de absorción: Incluye todo el filtro de gases de digestión, la tubería de PVC que se conecta entre el filtro y el motor con toda la cimentación del motor. Condensador: Solamente trataremos los problemas de esta sección del equipo y la tubería con la que se relaciona. Es en este punto donde pensamos agregar un sistema nuevo en el equipo, en concreto, el sistema de recirculación de agua. Mantenimiento general: Se trata principalmente del deterioro que ha sufrido el armazón metálico del aparato.

2 Descripción del equipo En la sección anterior hemos descrito brevemente el funcionamiento del equipo tomando como base el método Kjeldahl. En general, los componentes del aparato trabajan bajo principios de las siguientes disciplinas: hidráulica, mecánica de materiales, electricidad, electrónica y ciencia de materiales. Este equipo sirve para hacer dos partes del método Kjeldahl: digestión y destilación. La sección de digestión comprende los termostatos y calentadores que se indican como 2 y 3 en la figura, por el filtro de digestión y por la tubería de ventilación; la sección de destilación está conformada por los calentadores y termostatos que están arriba del filtro de digestión, por el condensador y por el termómetro. ANTECEDENTES: Bosquejo histórico Johan Kjeldahl (biografía) Johan Gustav Christoffer Thorsager Kjeldahl nació el 16 de agosto de 1849 en Copenhague, Dinamarca. El principal legado de este científico es su método para determinar la cantidad de nitrógeno en una sustancia orgánica. Hoy en día, la mayoría de los aparatos que se utilizan en este tipo de pruebas siguen el mismo principio, aunque utilizan herramientas más sofisticadas para aumentar la velocidad del proceso y hacerlo más eficiente. Kjeldahl ideó este método mientras trabajaba en los laboratorios Carlsberg, pertenecientes a la cervecería del mismo nombre, situados en Copenhague, de la que fue jefe del departamento de química del 1876 al Le fue asignada la tarea de determinar la cantidad de proteína en los granos de malta (a menor cantidad de proteína, mayor cantidad de cerveza). Kjeldahl ideó un método mediante el cual esta cantidad puede ser obtenida indirectamente determinando la cantidad de nitrógeno que se encuentra en la sustancia. En aquel entonces, las técnicas para la determinación de nitrógeno eran muy inexactas, es por ello que Kjeldahl se vio en la necesidad de desarrollar un método mucho más eficiente. Johan Kjeldahl murió el 18 de julio del año 1900 en la ciudad que lo vio nacer a la edad de 53 años. Método Kjeldahl El método Kjeldahl es el más utilizado en la actualidad para la determinación de la cantidad de nitrógeno en una sustancia orgánica. Este procedimiento comprende tres etapas: 1. Digestión. La muestra se combina con ácido sulfúrico y se calienta hasta la temperatura de ebullición de este último, obteniéndose sulfato de amonio. 2. Destilación. El sulfato de amonio se combina con hidróxido de sodio; se coloca en un matraz que se conecta por medio de una trampa de vapor a un condensador de agua; y se calienta hasta que el amoniaco resultante (NH 3 ) se evapora. Éste se hace circular por el condensador hasta que cambia a su estado líquido para finalmente ser depositado en unos matraces con una solución de ácido. 3. Titulación. Se determina la cantidad de amoniaco en la solución que se obtiene de la destilación. A continuación se describen más detalladamente las dos primeras etapas del proceso, que son las que se realizan en el aparato. Nos basaremos en el procedimiento seguido específicamente en el equipo del laboratorio para no generalizar demasiado y tener una relación más estrecha con el problema.

3 Digestión La sustancia orgánica de la que se quiere determinar la cantidad de nitrógeno se combina con ácido sulfúrico. La cantidad de ácido que se agrega a la muestra está determinada por el tamaño de ésta, su cantidad de carbón e hidrógeno, así como por su cantidad de nitrógeno. En pocas palabras, la cantidad de ácido sulfúrico agregada varía de muestra a muestra. Además, para aumentar la temperatura de ebullición del ácido sulfúrico se agrega sal inorgánica. Esta combinación se introduce en un matraz especial denominado matraz Kjeldahl, cuya base se ajusta a las parrillas de calentamiento; éstas se encuentran en la parte inferior del aparato como se muestra en la figura 1. El cuello del matraz se introduce en un colector de cerámica que se encuentra a lo largo de la disposición de las parrillas de calentamiento; cabe decir que las entradas del colector están diseñadas para evitar cualquier fuga. En el colector se absorben los humos (gases de desecho) por medio de un aspirador para posteriormente ser expulsados a la atmósfera. La muestra se calienta hasta la temperatura de ebullición del ácido sulfúrico y se espera a que éste se haya evaporado totalmente; lo que queda en el matraz es sulfato de amonio, que se utilizará para el proceso de destilación. La clave para saber cuándo ha terminado el proceso es que la sustancia residual en el matraz sea transparente. Destilación Una vez que la prueba de digestión ha terminado, el matraz Kjeldahl que contiene sulfato de amonio es combinado con hidróxido de sodio (NaOH) y se coloca en las parrillas de calentamiento idénticas a las del proceso de digestión que se encuentran en la parte superior del aparato, como se muestra en la figura 2. El cuello del matraz es conectado a una trampa de vapor que separará el amoníaco (NH 3 ) de los otros gases que resultan de la reacción. La fórmula es la siguiente: (NH 4 ) 2 SO 4 + 2NaOH 2NH 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O El amoníaco pasa al condensador en el que circula por un serpentín a través de un flujo de agua a contracorriente. Por último, el amoníaco que resulta de este proceso se recibe en un matraz que se encuentra en las salidas del condensador. Este matraz contiene una solución de ácido de aproximadamente 300 ml que servirá para calcular la cantidad de nitrógeno en la muestra. Descripción del aparato En la sección anterior hemos descrito brevemente el funcionamiento del equipo tomando como base el método Kjeldahl. En general, los componentes del aparato trabajan bajo principios de las siguientes disciplinas: hidráulica, mecánica de materiales, electricidad, electrónica y ciencia de materiales. En la figura 3 se numeran las secciones del aparato. Con base en ello se describirá cada una de las secciones (digestión y destilación) tomando en cuenta el método Kjeldahl descrito en la sección anterior para facilitar la comprensión de las partes que se explican. Este equipo sirve para hacer dos partes del método Kjeldahl: digestión y destilación. La sección de digestión comprende los termostatos y calentadores que se indican como 2 y 3 en la figura, por el filtro de digestión y por la tubería de ventilación; la sección de destilación está conformada por los calentadores y termostatos que están arriba del filtro de digestión, por el condensador y por el termómetro. A continuación describimos cada una de las secciones mostradas en la figura: 1. Centro de carga. Sirve para suministrar energía eléctrica y proteger a los 24 calentadores de los procesos de digestión y destilación; además alimenta y protege al motor de 1/3 hp (según especificaciones del fabricante), que expulsa a la atmósfera los gases provenientes de la tubería de ventilación. El centro de carga contiene 2 pastillas de 15 A para evitar que el equipo resulte dañado en caso de una sobrecarga; una de las pastillas se utiliza para alimentar los calentadores de la zona de digestión y otra para los de la zona de destilación. Por medio de 2 tuberías conduit flexibles se conecta el cableado tanto a los calentadores como a los termostatos de las secciones de digestión y destilación.

4 2. Termostatos. Controlan la temperatura de los calentadores por medio de una perilla infinita (sin tope), limitando la corriente que circula a través de las resistencias de los calentadores. Estas resistencias variables limitan la corriente a un máximo de 5 A. En la figura se indican solamente los termostatos de la sección de digestión, pero como se puede ver, en la sección de destilación se encuentran otros 12 que controlan la temperatura de los calentadores. 3. Calentadores eléctricos. Están compuestos de portamatraces fabricados de cerámica, los cuales contienen resistencias de nicromo que permiten alcanzar potencias hasta de 600 W. Además, están especialmente diseñados para ajustarse a la forma de la base del matraz para permitir una mejor distribución del calor. Trabajan a 120 V y sus cables de conexión están revestidos de un aislante térmico. En la figura se indican solamente los calentadores de la sección de digestión (12) y en la parte superior se encuentran los otros 12, que se utilizan para la sección de destilación. 4. Colector de humos. Está fabricado de cloruro de polivinilo tratado con cloro (CPVC) resistente a los químicos, el cual sirve para aspirar los gases que expulsa el matraz Kjeldahl durante el proceso de digestión. Los pequeños orificios que se muestran en la figura sirven para absorber los humos y están fabricados de Teflón. El cuello del matraz se coloca en estos orificios, denominados niples, que absorben los gases y los hacen circular a través de la tubería. Estos niples están diseñados especialmente para evitar fugas. 5. Tubería de ventilación. En la imagen no se muestra completamente esta sección del proceso, sólo se muestra el cople, conectado con un extremo del colector, con el que se conecta la tubería de aspiración. El aire que absorbe el colector circula a través de esta tubería de PVC con un diámetro 6 que se conecta al motor de 1/3 hp, localizado una planta arriba del laboratorio, al aire libre, que absorbe los gases procedentes del matraz para finalmente expulsarlos a la atmósfera. 6. Condensador. Los gases que despiden los matraces que se colocan en los calentadores de la sección de destilación se hacen circular a través de un serpentín y por medio de un flujo de agua a contracorriente, que circula en la parte exterior del serpentín, se condensa el gas para ser depositado en recipientes que se encuentran en las salidas del condensador. 7. Termómetro. Este termómetro mide la temperatura del agua que fluye en el condensador durante el proceso de digestión. La temperatura puede ser ajustada por medio de una válvula de flujo localizada debajo de los calentadores de destilación. Definición del problema Una vez descrito el funcionamiento del equipo, procederemos a definir los principales problemas que tiene. Esperamos que sea más sencilla esta descripción tomando en cuenta que se han descrito las funciones de cada uno de los componentes y esperando que el lector pueda tener una idea, aunque sea un tanto superficial, sobre las fallas a las que es susceptible. Lo primero que consideramos necesario fue entrevistar al personal del laboratorio que utiliza el aparato, para así corregir los problemas más urgentes y de ser posible, hacer algunas innovaciones con el objeto de facilitar su uso y de que se aprovechen los recursos más eficientemente. Gracias a esta información nos hemos podido enterar de primera mano sobre los requerimientos mínimos del equipo para prestar un servicio adecuado en las clases. La falla principal, y que fue mencionada por todos los maestros entrevistados, es el sistema de calentamiento. Como ya se ha descrito en la sección anterior no lo explicaremos y nos limitaremos a describir las fallas. En las secciones anteriores dividimos las partes del equipo conforme al proceso seguido en el método Kjeldahl, pero para los propósitos de nuestro trabajo creemos que es más fácil dividir los componentes del equipo en secciones según la disciplina en la que están involucrados y también según los asesores con los que contamos. Conforme a esto, las secciones en que dividiremos al equipo serán:

5 Sección eléctrica: Incluye los portamatraces de cerámica con sus resistencias, los termostatos, el centro de carga con todos sus componentes y, finalmente, la instalación del motor de absorción. Sección de absorción: Incluye el filtro de gases de digestión, la tubería de PVC que se conecta entre el filtro y el motor y la cimentación del motor. Condensador: Solamente trataremos los problemas de esta sección del equipo y la tubería con la que se relaciona. Es en este punto donde pensamos agregar un sistema nuevo en el equipo, en concreto, el sistema de recirculación de agua. Mantenimiento general: Se trata principalmente del deterioro que ha sufrido el armazón metálico del aparato. A continuación describiremos los problemas que se presentan en cada una de estas secciones. Sección eléctrica Procedimos a tomar algunas mediciones para detectar claramente cuáles son las causas de los desperfectos y tener datos precisos. Se tomaron mediciones de voltaje cuando el termostato estaba a su mínima y máxima capacidad; y de corriente cuando estaba en su máxima capacidad. Teniendo esto en cuenta, a continuación mostramos una tabla con los resultados obtenidos: Mediciones realizadas el 23 de septiembre con autorización del personal de laboratorio Portamatraz V med V máx I , , , , ,2 Sección de digestión , , * Portamatraz V med V máx I Sección de destilación

6 Leyenda Voltaje medido en la mitad del giro del termostato Voltaje medido en el máximo giro del termostato I Corriente medida en el máximo giro del termostato * Medición dudosa - Medición nula V med V máx Apoyándonos en la figura 3, los calentadores se numeran, para el proceso de digestión, del uno al doce de izquierda a derecha; y para el proceso de destilación, del 13 al 14 de derecha a izquierda. Una vez aclarado esto, procederemos a analizar los datos de la tabla. Como puede verse, los seis primeros calentadores presentan datos correctos, ya que el voltaje nominal de alimentación es de 127 V y la corriente nominal de los termostatos es de 5 A (la pequeña caída en el valor de la corriente puede deberse al desgaste de los reóstatos o de los cables de alimentación de los calentadores). En el portamatraz número siete no apareció ningún dato de voltaje máximo en el medidor a pesar de que existía un flujo de corriente. Es probable que esta falla se deba al reóstato, que abre el circuito en algún punto del giro de la perilla entre el voltaje medio y el máximo. Al revisar uno de los reóstatos nos dimos cuenta de que están casi totalmente oxidados, lo que ocasiona que la corriente no fluya adecuadamente o incluso se abra el circuito. El portamatraz número ocho no necesita descripción, la medición se realizó correctamente. A partir de este dato todos los demás presentaron fallas, excepto el 13, ya que es efectivamente el único portamatraz de la sección de destilación que está en uso. Algunos otros datos, como el 12, presentan datos dudosos. Conforme a las mediciones tomadas puede verse qué clase de limitaciones tienen los maestros para la impartición de sus prácticas. Una vez finalizadas las mediciones, se procedió a quitar un panel de la sección de destilación para poder retirar un termostato y llevarlo como muestra para ir a cotizarlo. Se pudo comprobar que están muy desgastados (oxidados), lo que ocasiona que la corriente no fluya según conforme a las especificaciones del equipo; que todos los calentadores tengan temperaturas diferentes; y que incluso muchos de ellos no funcionen. Otro de los problemas que presentan estas secciones son los cables quemados. Están recubiertos de un aislamiento especial para resistir las altas temperaturas que se utilizan para el funcionamiento de los calentadores (arriba de 400º C), pero tantos años de uso han terminado por desgastar considerablemente este recubrimiento y ello impide que la corriente fluya como es debido, ocasionando que la temperatura máxima que puedan alcanzar los conductores disminuya en muy alto grado; incluso en muchos casos puede atribuirse directamente a esta causa las fallas mencionadas anteriormente en los equipos (nulo flujo de corriente). Los paneles que recubren la zona de cableado presentan mucha corrosión y mugre. Aunque esto no pueda considerarse un factor directo de los problemas en el funcionamiento del equipo, es necesario prevenir el deterioro de estos componentes para evitar desperfectos aún mayores. Por último, retiramos uno de los portamatraces de cerámica, incluyendo su resistencia. Como las demás partes descritas, estos componentes presentan un alto deterioro, hasta el punto en que muchos están rotos o cuarteados. Incluso se ha mandado fabricar algunos calentadores por parte del laboratorio, pero descubrimos que están hechos con materiales de muy baja calidad (asbesto), es por ello que los materiales químicos con los que están en contacto los han carcomido. Las causas que suponemos han podido ocasionar estos diversos fallos en la zona eléctrica se enlistan como sigue: - Corrosión de los materiales: Aunque el cableado está aislado, el tiempo que se ha utilizado este equipo es considerable. Suponemos que de una u otra forma se han podido filtrar diversos materiales a través de los paneles de la carcasa ocasionando que exista deterioro en los cables, ya que el recubrimiento que poseen está diseñado para resistir las altas temperaturas, pero no los materiales que se manejan en los procesos del digestor (ácidos). Otras de las partes que presentan corrosión son los

7 paneles que soportan los portamatraces y recubren la zona de cableado. Esta puede ser precisamente la causa de que se hayan podido filtrar algunos químicos que han sido dañinos para los cables y para las conexiones con los calentadores. - Tiempo de uso: En este momento no tenemos la fecha a partir de la cual fue adquirido el equipo, pero oscila alrededor de 30 años. Esto obviamente es una causa crucial del deterioro considerable que ha sufrido, tomando en cuenta que se le debe dar mantenimiento regularmente. Esperamos que con el manual que proporcionaremos al personal de laboratorio se implemente un sistema de mantenimiento regular del equipo, para minimizar lo más posible las grandes reparaciones como la que estamos realizando ahora. - Altas temperaturas: Esta consecuencia se deriva de la anterior, ya que, aunque el equipo esté diseñado para resistir este factor, el tiempo que lleva en funcionamiento resistiendo estas altas temperaturas es una de las causas principales del deterioro de los componentes (aislamiento de los cables, desgaste en los portamatraces de cerámica, corrosión en algunos de los paneles que recubren el cableado, etc.). - Roturas en los portamatraces: Muchos de estos componentes están prácticamente inservibles debido a que presentan roturas o están carcomidos, lo que ocasiona que no se puedan colocar de forma adecuada en el canal donde normalmente se ubican, y que sus resistencias estén desprendidas de la base del portamatraz. Debemos tomar en cuenta los portamatraces que, aunque estén un poco deteriorados, todavía se puedan utilizar; posiblemente se les pueda pulir para que proporcionen un servicio adecuado y se cambien solamente aquéllos que no sirven. Entre ellos todos los que están fabricados de asbesto, los cuales se encuentran en buena parte de la zona de destilación. - Las tuberías conduit que parten del centro de carga están muy corroídas, sobre todo la que está conectada con la sección de destilación. De cualquier modo consideramos que ambas presentan un grado de corrosión que hace riesgoso seguir utilizándolas. Asimismo, los paneles del centro de carga están algo oxidados; esto no puede considerarse una causa directa de fallas pero se tiene que tener en cuenta ya que a la larga puede ser riesgoso para la protección del equipo. - Los cables que alimentan al motor entran por el tubo de PVC del extractor, por medio de un orificio hecho de manera totalmente rústica, y salen por un orificio similar en donde está el motor. Obviamente esto provoca fugas, lo que ocasiona que se fuerce el motor y no pueda absorber los humos como es requerido. Otro punto es que entre los gases que transporta esta tubería existen muchos ácidos, en específico ácido sulfúrico, el cual puede corroer los cables de alimentación del motor. - El motor del extractor es de menor capacidad que la especificada por el fabricante. El motor que tienen en el laboratorio tiene una potencia nominal de 0.25 hp, y la especificada por Labconco, fabricante de este tipo de aparatos, es de 1/3 de hp. Esta disminución en la potencia del motor ha provocado que los gases no se absorban con la presión requerida. Además, esta baja potencia en las especificaciones del motor, agregando el problema de su cableado, hace que trabaje sumamente forzado. Prácticamente esto es todo en lo que respecta al sistema eléctrico del equipo. A continuación seguiremos describiendo los problemas que se presentan, basándonos en la guía que hemos realizado sobre los componentes. Sección de absorción En esta sección se presentan algunos problemas importantes ya que tienen que ver directamente con la salud de las personas que utilizan cotidianamente el equipo. Como ya hemos mencionado anteriormente, en la sección de digestión que incluye el sistema de absorción se manejan muchos gases peligrosos, principalmente ácido sulfúrico, y uno de los problemas de los que hablamos tiene que ver directamente con este asunto. Pensamos que es prioritario y urgente darle atención, pero además existen muchos otros que también la requieren en la misma sección. Ya que, aunque no directamente, pueden provocar riesgos en la seguridad de las personas que manejan el equipo.

8 Con base en las revisiones que hemos realizado, a continuación enlistamos los problemas que pensamos requieren atención más urgente: 1. Los cables (fase y neutro) que se conectan al motor del sistema de extracción, ubicado en el techo del laboratorio, se mandaron del centro de carga al motor haciendo unas perforaciones en la tubería de PVC por la que fluyen los gases que absorbe el filtro de digestión, e insertando los cables en esta tubería. Una de las perforaciones se encuentra en un codo de la ductería del filtro de digestión (como se muestra en la figura 1), y la otra en el tramo de tubo PVC que va conectado al cople que a su vez se conecta al motor (no se muestra en la figura). Esto ocasiona que existan riesgos tanto para el funcionamiento del equipo como para la salud de las personas que lo utilizan. Los problemas inmediatos que esto ocasiona son los siguientes: a) Los gases que fluyen por la tubería son muy corrosivos, lo cual, entre otras cosas, puede dañar los cables. b) Las perforaciones que se hicieron en la tubería provocan fugas de los gases que extrae el filtro de digestión. Entre otras sustancias, por este sistema se extrae ácido sulfúrico, lo que puede provocar daños a la salud de las personas que utilizan el equipo. Incluso, en las entrevistas que realizamos a los maestros, se nos mencionó que al trabajar con el equipo se siente irritación en la garganta y dolor de cabeza. c) El motor trabaja forzado a causa de la fuga que existe en los orificios por donde se insertaron los cables. Esto provoca mucho desperdicio de energía y que el sistema extraiga los gases de los matraces con menor presión que la requerida. 2. La tubería de PVC por donde se extraen los gases de digestión tiene menor diámetro que el especificado por el fabricante (figura 1). Según Labconco, fabricante de este equipo, la tubería de PVC debe tener un diámetro de 6 pulgadas 1, y el que tiene el equipo que se encuentra en el laboratorio es de El motor del sistema de extracción es de menor potencia que la especificada por el fabricante del equipo Kjeldahl. El motor que utiliza el aparato del laboratorio es de 1/4 hp, y el que requiere, según la especificación 2, es de 1/3 hp. Sumado a que el motor se encuentra forzado por las perforaciones en el tubo y por la estrechez de éste, la baja potencia nominal del motor lo fuerza aún más, provocando que no se extraigan los gases adecuadamente, entre otras consecuencias que ya se han mencionado arriba. 4. Una de las secciones de la tubería está hecha de asbesto (figura 1). De nuevo, esto no es lo que especifica el fabricante del equipo. Labconco recomienda solamente utilizar tubo de PVC o fibra de vidrio 3, ya que son los únicos materiales que garantizan resistencia a los gases que maneja el sistema de extracción. DESARROLLO: Cálculos Resistencia de nicromo utilizada en la sección de calentamiento R = V / I = 120V / 5ª = 60 Ω Pot = V * I = 120 V * 5 A = 600 W Resistencia de nicromo a 20 C R = (ρ * l) / A = (600 * 8.5m) / 20 = 5100 / 20 = 255 Ω Cálculo para el calibre del cableado del motor

9 Datos de placa del motor actual: V = 127 V HP = 0.25 Corriente del motor actual: I 1 = HP * 746 / ( 3 * V * fp * η) = 0.25 * 746 / ( 3 * 127 * 0.9 * 0.85) = 1.10 A Corriente del motor requerido: I 2 = HP * 746 / ( 3 * V * fp * η) = 0.3 * 746 / ( 3 * 127 * 0.9 * 0.85) = 1.32 A Calibre de cable del motor actual: S 1 = 2 l * I * 3 / ( V * %e) = 2 (4.7)(1.10) 3 / (127 * 1) = mm 2 12 AWG Calibre de cable del motor requerido: S 1 = 2 l * I * 3 / ( V * %e) = 2 (6) (1.32) 3 / (127 * 1) = mm 2 12 AWG Nota: Se necesita mayor protección debido a las condiciones atmosféricas Calibre de los cables de los calentadores S cable de resistencias = 2 l * I * 3 / ( V * %e) = 2 (3) (5) 3 / (127 * 1) = mm 2 14 AWG Nota: Calibre del cable de aluminio con aislamiento de fibra de vidrio para altas temperaturas

10 Resistencia de un conductor de aluminio a 20 C R = ρ * l / A = (17)(0.20m)/14 = Ω Figura 1. Digestor en el equipo Kjeldahl. Figura 2. Destilador del equipo Kjeldahl

11 Figura 3. Imagen completa del equipo de digestión y destilación Kjeldahl Figura 4. Sección de la ductería del sistema de extracción

12 CONCLUSIONES: 1) Disponemos entre todos los integrantes de un capital inicial de $20,000.00, y además esperamos recibir apoyo por parte del departamento de química para completar todas las mejoras que tenemos contempladas. Cada uno de los integrantes aportará $5,000, y facturaremos cada componente que compremos para recibir una remuneración por parte de la Universidad.

13 2) Esperamos dejar el equipo funcionando como si fuera prácticamente nuevo. Además con las mejoras a la sección de destilación con la instalación de un sistema de recirculación; y con el sistema de monitoreo de temperatura, se tendrá el equipo actualizado y funcionando con componentes útiles y eficientes que hacen uso de la tecnología más moderna para que de este modo se brinde un servicio adecuado al personal de laboratorio y a la comunidad estudiantil durante mucho tiempo. 3) Con el reacondicionamiento se obtendrán resultados más confiables. Los alumnos que utilizan este equipo podrán realizar más fácilmente, y con mejores resultados, sus prácticas. Además esperamos que los perjuicios a la salud de las personas que utilizan este equipo se minimicen a tal grado que sean prácticamente nulas. Esto es primordial para que tanto el maestro como el alumno realicen las pruebas requeridas en el equipo Kjeldahl de manera totalmente segura y confiable. 4) Se ahorrará agua gracias al sistema de recirculación, y se podrá minimizar el tiempo que se utiliza para realizar las prácticas gracias al sistema de monitoreo de temperatura que instalaremos, con lo que se determinará eficientemente el tiempo en el que termina la prueba. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: Classical and Rapad Kjeldahl Systems, Labconco Corporation, p. 4. Internet: Open Kjeldahl Apparatus, Instruction Manual, Labconco Corporation, p. 16 Internet: Biografía de Johan Kjeldahl en.wikipedia.org/wiki/johan_kjeldahl Proceso de titulación Química orgánica, Morrison/Boyd