Proyectos
Evaluación técnico-económica del escalado industrial del proceso de producción de tributil citrato por destilación reactiva
Resumen
Entre la gran diversidad de productos de la industria química que se utilizan en la vida cotidiana, los plastificantes han sido señalados entre los de mayor riesgo potencial para la salud pública y los ecosistemas. Estos componentes son utilizados como aditivos en la fabricación y transformación de materiales plásticos, y tienen un mercado global alrededor de 8 millones de toneladas anuales. La problemática del uso de plastificantes radica en el hecho de que cerca del 80% del mercado está dominado por ftalatos, los cuales son productos tóxicos y con potencial carcinogénico. Por esta razón, los ftalatos han sido prohibidos en Estados Unidos y Europa como aditivos en aplicaciones sensibles (empaques de alimentos, productos para niños, dispositivos médicos, productos cosméticos y farmacéuticos, entre otros) y se prefiere el uso de plastificantes biobasados. Por lo anterior, la industria de plastificantes ha enfocado sus esfuerzos al desarrollo de productos alternativos, más seguros, biodegradables, biocompatibles, y preferiblemente de origen natural. Entre los diversos plastificantes bioderivados, los ésteres del ácido cítrico han sido identificados como potenciales sustitutos de los ftalatos, y en particular, el citrato de tributilo (TBC), con y sin acetilación, ha demostrado su ser un plastificante eficaz en diferentes aplicaciones. Debido a que, según las entidades reguladoras internacionales, el TBC es un componente seguro, este es ampliamente utilizado en aplicaciones nicho de alto valor agregado. A pesar de su gran potencial comercial, la competitividad del TBC en el mercado solo se podrá garantizar si se logran reducir sus costos de producción. En la actualidad, el TBC se produce por reacción entre ácido cítrico y butanol en operación por lotes, utilizando exceso de alcohol, catalizadores ácidos, y largos tiempos de procesamiento. En estos procesos, los mayores costos de producción están asociados al consumo elevado de materias primas, al uso intensivo de energía durante las etapas de separación y purificación, y a la ineficiencia inherente de los procesos batch. Como respuesta a esta problemática, el grupo de investigación en procesos químicos y bioquímicos de la Universidad, junto con el mayor fabricante nacional de ácido cítrico (SUCROAL S.A.), han venido desarrollando estudios para la implementación de un proceso más eficiente en la producción de TBC, a través del uso de tecnologías de destilación reactiva. Como consolidación de estas investigaciones, se logró diseñar y validar en la escala piloto un proceso de destilación reactiva para la producción de TBC. El proceso obtenido se caracteriza por tener una mayor productividad que el convencional, con menor consumo de energía y mejor desempeño ambiental. La innovación lograda se encuentra se encuentra en etapa previa a la solicitud de patente, con el acompañamiento de la oficina de Transferencia de Conocimiento y Gestión de Propiedad Intelectual de la Universidad. En esta misma dirección, y como etapa necesaria en el proceso de trasferencia de tecnología a la industria, a través de este proyecto se pretende realizar un estudio de factibilidad técnica y económica de la implementación del proceso de producción de TBC por destilación reactiva, en la planta industrial de SUCROAL S.A. Inicialmente, se realizará el escalado computacional del proceso, evaluando el uso de catalizadores homogéneos y/o heterogéneos, diferentes geometrías de equipos, materias primas de diferente pureza, y el impacto de las diferentes variables del proceso (p. ej. presión, relación molar, número y localización de etapas reactivas, reflujo, etc.). En estas evaluaciones se tendrán en cuenta las restricciones asociadas a las condiciones actuales de la planta industrial de SUCROAL (p. ej. disponibilidad de servicios, capacidad instalada de ácido cítrico, permisos de manejo de butanol, equipos y espacio disponibles, etc.). Como resultado, se establecerá el conjunto de variables que optimizan el
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:"UN INNOVA": CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INNOVACIÓN, EN LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA A PARTIR DE DESARROLLO DE PROTOTIPOS Y EXPERIENCIAS PILOTO 2016-2018 SEGUNDA COHORTE
Modalidad:Modalidad 3: Propuestas de prototipos o escalamientos, presentadas por grupos de investigación en alianza con empresas o instituciones del sector productivo o solidario, de origen nacional o internacional, hasta por treinta millones de pesos ($ 30.000.000).
Responsable