Desarrollo de un proceso intensificado para la producción de acetato de isoamilo mediante tecnología de membranas (2014)
El aceite de fusel es un residuo agroindustrial obtenido durante la producción de etanol por fermentación, el cual está constituido por una mezcla de alcoholes pesados. El principal componente del aceite de fusel es el alcohol isoamílico. En este trabajo se propone el uso de dicho alcohol isoamílico en un proceso de esterificación con ácido acético para la obtención de acetato de isoamilo, un producto de valor agregado con múltiples aplicaciones en la industria química, alimenticia y farmacéutica. Para ello, se propone el uso de un proceso simultáneo de reacción-separación con membranas denominado pervaporación. El diseño de este proceso involucra el estudio de cuatro aspectos básicos: las características termodinámicas de la mezcla reactiva, la cinética de la reacción química, la síntesis, preparación, caracterización y evaluación de una membrana selectiva al agua y el diseño conceptual del proceso, simulación, optimización y evaluación económica. Se presenta un modelo de actividad para el sistema bajo estudio correlacionado a partir de datos experimentales, que resulta tener mejores capacidades predictivas que los previamente disponibles. Se ajustaron modelos cinéticos tanto para la reacción no-catalizada como para la reacción catalizada por la resina de intercambio Amberlite IR-120. Una membrana cerámica del tipo xerogel hidrofílico de sílice fue fabricada, caracterizada y probada experimentalmente para la realización del proceso, correlacionándose un modelo de permeación. Se presenta el diseño y evaluación experimental de dos prototipos a escala de laboratorio para el proceso de pervaporación reactiva. Finalmente, se presenta un estudio de simulación del proceso que hace uso de los modelos termodinámicos, cinéticos y de permeación previamente validados. Entre diferentes alternativas tecnológicas evaluadas, los procesos con membrana resultan ser más competitivos que las tecnologías convencionales, por usar las materias primas de una manera más eficiente, así como por su menor costo y consumo energético.