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Título : Diseño y construcción de un reactor de polimerización para la síntesis de ácido poliláctico
Autor : Jiménez Calderón, Edward Henry
Escobar Ramírez, Cristian Danilo
Naranjo Tinoco, Cristhian Alexis
Palabras clave : ÁCIDO POLILÁCTICO
DIMENSIONAMIENTO
POLIMERIZACIÓN
CONSTRUCCIÓN
Fecha de publicación : 2021
Editorial : Quito: UCE
Citación : Escobar Ramírez, C. D.; Naranjo Tinoco, C. A. (2021). Diseño y construcción de un reactor de polimerización para la síntesis de ácido poliláctico. [Trabajo de titulación previo a la obtención del Título de Ingeniero Químico. Carrera de Ingeniería Química]. UCE
Resumen : El presente trabajo incluye el diseño y dimensionamiento de los componentes principales de un reactor de polimerización; así como también la cinética de reacción de polimerización y la construcción de dicho reactor. En función de la bibliografía consultada se procedió a diseñar y construir un reactor químico que cumpla con las condiciones de operación óptimas recomendadas, para la obtención de ácido poliláctico (PLA). Las variables de operación a tomar en cuenta fueron temperatura, presión, tiempo de operación y concentración del catalizador. Además, el sistema de calefacción y agitación fueron dimensionados mediante cálculos y balances propios para cada sistema; tomando en cuenta que la construcción y el dimensionamiento del reactor debieron realizarse en función de la existencia y disponibilidad de los componentes en el mercado. Una vez ensamblado y puesto en marcha el equipo se procedió a tomar una muestra del producto obtenido PLA, la misma que fue sometida a un análisis de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) del producto obtenido. Se concluye que las condiciones de operación establecidas para el diseño del reactor son adecuadas (160 °C de temperatura, 0.1 bar de presión y una concentración de catalizador del 7% p/p) ya que el producto obtenido fue sometido a un análisis FTIR observando que el espectro resultante de este análisis es similar al espectro estándar de PLA de la bibliografía consultada; ya que se observó una disminución de la banda característica del grupo hidroxilo (rango 3100 cm-1) y un desplazamiento de la banda del carbonilo ácido a carbonilo éster (rango de 1722 a 1749 cm-1) lo cual demuestra que se trata de ácido poliláctico.
Construction, design, and sizing of the main components of a polymerization reactor to obtain polylactic acid (PLA). Based on the parameters of the Arrhenius equation, the operating variables to be considered when sizing the reactor are temperature, pressure, operating time, and catalyst concentration. The sizing and capacity of the reactor were carried out through the Arrhenius equation, the Lim and Katime kinetic model, and the ASME section VIII Division I standard. In addition, the heating and stirring system was sized up by suitable calculations and balances of each system; It is necessary to mention that the construction and sizing of the reactor had to be adjusted to the components available in the market. Once the equipment was assembled and started up, a sample of the obtained product (PLA) was taken and subjected to a Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR) analysis. The spectrum gotten from this analysis at the established operating conditions of 160 ° C of temperature, 0.1 bar of pressure, a catalyst concentration of 7% p/p and 6 hours of operation is similar to the standard spectrum of PLA. There was a decrease in the characteristic band of the hydroxyl group (range 3100 cm) and a shift of the band from acid carbonyl to carbonyl ester (range 1722 to 1749 cm-1)) which proved that it is polylactic acid.
URI : http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/24484
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