Tecnologia de destilacion molecular : Modelado matematico y aplicacion a la revalorizacion de subproductos de la industria de produccion de bioalcohol

Abstract

Un proceso de separación muy utilizado en la purificación de compuestos debaja volatilidad relativa o termolábiles es la operación de destilación molecular Mediante esta tecnología es posible obtener productos de aplicaciones farmacéuticas yproductos lipídicos de alto nivel nutricional. Mayormente se utiliza a escala laboratoriopara usos de investigación o para la separación de pequeñas cantidades de productos Sin embargo, el número de posibilidades de aplicación de esta operación ha crecido detal manera que se ha tornado necesaria la implementación y puesta en marcha de estetipo de procesos a escalas industriales, las cuales requieren de herramientas de diseño yoptimización desarrolladas según los conceptos utilizados por la Ingeniería Química Dadas las dimensiones de las plantas industriales de destilación molecular se requierede simuladores capaces de representar su funcionamiento de tal manera de poderpredecir su performance, tanto para el diseño como para la puesta en marcha, parada yoptimización de estos procesos Dado que esta operación particular en general no se encuentra en la lista deoperaciones convencionales de los simuladores comerciales de procesos más conocidos,(Pro II, Aspen, Hysys, ChemCad, etc.), en este trabajo se desarrolla un modelomatemático para simular la destilación molecular de mezclas líquidasmulticomponentes. Este modelo consiste en un sistema de ecuaciones diferenciales enderivadas parciales, está basado en los principios de los Fenómenos de Transporte y seresuelve mediante un método implícito de diferencias finitas implementadas en Matlabmediante un código computacional. En este trabajo de tesis, dicho modelo se aplica alestudio de la destilación molecular de mezclas oleosas, las más usadas en estaoperación, aunque el modelo puede ser utilizado para cualquier otro tipo decomponentes a tratar Para su resolución se presenta un procedimiento de predicción de propiedadesfísicas, termodinámicas y de transporte de una mezcla, en este caso lipídica, paraobtener las constantes físicas mediante el método de contribución de grupos de Joback El modelo matemático propuesto se valida con datos experimentales disponiblesen bibliografía, encontrándose buena concordancia entre los resultados de la simulacióny los respectivos datos experimentales utilizados. De un análisis de sensibilidad delmodelo se observa que las propiedades intervinientes de mayor influencia son laspresiones de vapor de los componentes destilados en mayor cantidad, y en menor gradola densidad de la mezcla Se presenta además una metodología de análisis de los resultados de lasimulación destinada a obtener puntos de operación factibles para un equipo dedestilación molecular tanto de escala piloto como escala industrial. Dicha metodologíaluego se aplica a la predicción de las condiciones de operación para la purificación delaceite de maíz acido (residuo de la industria de bioalcohol), a escala laboratorio y suconsiguiente verificación con el logro de los objetivos de calidad buscados para esteproducto de mayor valor agregado.