El citrato de dietilo (DEC) es uno de los intermedios de reacción presentes en la esterificación de ácido cítrico con etanol para formar citrato de trietilo (TEC). Presenta dos isómeros estructurales el 1,3 citrato de dietilo y el 1,5 citrato de dietilo con propiedades fisicoquímicas muy similares[1]. El DEC, se ha propuesto recientemente como anticoagulante para remplazar al citrato trisódico [2]. Sin embargo, la ausencia de un proceso industrial establecido para su producción limita su comercialización e introducción en el mercado como sustituto de las sales del ácido cítrico.
Además de la necesidad de obtener la información necesaria para el diseño de un proceso de producción de DEC, la caracterización de este producto intermedio permitirá adelantar el modelamiento de procesos para producción de plastificantes a partir de esteres de ácido cítrico. Estudios anteriores realizados por nuestro grupo de investigación han permitido identificar la presencia de DEC como producto intermedio en la producción de TEC usando cromatografía liquida (HPLC) [3]. Sin embargo, la calibración rigurosa de la técnica cromatográfica requiere mejoramiento debido a que no se dispone de DEC comercialmente puro, y los factores de respuesta utilizados para la caracterización de las mezclas reactivas se han asumido similares a los de otras especies cítricas. Lo anterior dificulta la tarea de consolidar los balances de materia en la caracterización de la reacción entre ácido cítrico y etanol.
En trabajos anteriores desarrollados en nuestro laboratorio se aplicaron dos tecnologías diferentes para separar el DEC del producto de una reacción incompleta. La primera tecnología fue la cromatografía preparativa. Se utilizaron dos fases fijas diferentes: una resina de intercambio ionico Amberlite XAD7 (buscando separar las especies por diferencia de polaridad) y una resina de nylon (buscando separar las especies por diferencia de tamaño). La segunda tecnología fue la destilación molecular utilizando alto vacío para separar las especies por diferencia de volatilidad. A pesar de los intentos, ninguna de estas tecnologías evaluadas logró aislar el DEC de la mezcla reactiva de forma eficiente.
Un estudio reciente reporta la separación del DEC de una mezcla reactiva a través de una serie de extracciones liquido-líquido con éter de petróleo, acetato de etilo y agua a pH controlado.[2] Si bien en el estudio mencionado permitió la purificación del DEC obtenido, no se realizaron estudios de caracterización de propiedades ni de los equilibrios de fases necesarios para el modelamiento del proceso.
El equilibrio termodinámico de fases comprende la estabilidad de las propiedades macroscópicas de dos o más fases en contacto, y este supone la igualdad de potenciales químicos de cada componente en ambas fases. Existen modelos termodinámicos que permiten calcular las condiciones y composiciones en las cuales este equilibrio tiene lugar, y son justamente estos modelos los utilizados en el diseño de las operaciones de separación tradicionales. En ese orden de ideas, el conocimiento de los equilibrios de fase entre el DEC y los otros componentes del sistema reactivo para la producción de TEC permitirá obtener los parámetros de interacción binarios necesarios en el modelo termodinámico que describe la mezcla.
El sistema reactivo del ácido cítrico con etanol ha sido estudiado previamente a partir de equilibrios binarios de las especies H2O + ácido cítrico and TEC + etanol [4]. Sin embargo los parámetros de interacción para estos estudios fueron obtenidos por predicción del método de contribución UNIFAC y no tienen soporte experimental por la falta de disponibilidad de patrones de laboratorio. Por lo tanto, después de lograr la separación de los productos intermedios de la reacción, se podrán obtener datos experimentales de equilibrios para mejorar el diseño de procesos realizado con los modelos disponible actualmente.[5]
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