Actual
Producción del ácido cítrico a nivel industrial
Fundación Universidad de América
nº
Grupo I: Alejandro Prieto, Katherin Rodriguez, Juan Tovar, Santiago Zambrano
Diseño de procesos
Nota para el lector
Introducción
Resumen
Caminos de reacción
Índice de contenidos
Caminos de reacción
Segunda parte
Factores a tener en cuenta
Cinética microbiologica
Análisis termodinámico
Diagrama del proceso
CASO AMONIACO
Influencia del inerte
Introducción
Análisis termodinámico
Opiniones
Subtítulo aquí
Influencia del inerte
Nota para el lector
En la primera edición de nuestra revista podrás encontrar los aspectos generales que se deben desarrollar y tener en cuenta para el diseño conceptual de un proceso, más específicamente la producción de ácido cítrico a nivel industrial. Podrás contar con unas ayudas audiovisuales bastante completas con el fin de hacer más fácil el entendimiento de las etapas y los aspectos importantes que se deben analizar antes de tomar una decisión . Esta revista cuenta con una amplia gama de referencias para la caracterización del proceso, además de ser una guía frente al diseño, con el fin de optimizar el sistema productivo y evidenciar el tipo de estrategias implementadas en cada propuesta. Esperamos disfrutes de nuestro primer volumen, tanto como nosotros disfrutamos realizándolo.
Existen distintos procesos para su obtención, pero solo uno es el mejor.
Los iconos que encuentran en cada una de las páginas son información a tener en cuenta e importante, los puede encontrar de distintos colores los azules son ventanas emergentes, las fucsia son etiquetas con información complementaria y los negros representan los videos explicativos.
Palabras clave
Abstract
INTRODUCCIÓN
El ácido cítrico se encuentran habitualmente en la naturaleza, sobre todo en una gran parte de frutas siendo un producto intermediario en el ciclo de Krebs. Este compuesto fue aislado a comienzos del siglo pasado por medio de sumo de limones al disolverse con H2SO4, sin embargo, la extracción del ácido cítrico a partir de los limones no era rentable en lo absoluto, dado a la poca cantidad que se obtenía. Fue a mediados del siglo XX que la producción de este compuesto fue a través de la fermentación del Aspergillus Nigger.
El ácido cítrico tiene una variedad de usos, comenzando desde la industria alimenticia como saborizante, conservante así como en la elaboración de bebidas y otros productos.
Title 1
CAMINOS DE REACCIÓN
Aplicados en la industria moderna
El ácido cítrico es ampliamente empleado en muchos sectores manufactureros dentro de los que destacan el sector alimenticio y de bebidas, además del farmacéutico y el de cosméticos, se encuentra como aditivo fundamental en gran parte de los productos ofrecidos por sectores básicos de la industria En la actualidad existen distintas tecnologias aplicables para la obtención del ácido cítrico, dentro de las cuales podemos encontrar la extracción a partir de frutas citricas, procesos biotecnológicos y la síntesis química.
Para este proceso cuenta con 5 etapas , las cuales son:
1. Acondicionamiento de la materia prima.
2. Obtención de la pulpa.
3. Extracción del zumo.
4. Fermentación.
5. Destilación y concentración
A partir de frutas citricas
Cuando hablamos de la producción a partir de frutas citricas se debe tener en cuenta que el Ácido Cítrico se encuentra como constituyente en diversas plantas, pero con mayor abundancia en los limones (4.0 - 8.0%), uvas (1.2 - 2.1%), mandarinas (0.9 - 1.2%), naranjas (0.6 - 1.0%). El limón, por su mayor contenido de ácido es utilizado por excelencia en este tipo de proceso. (Herrera M., 2006)
Diagrama+
Síntesis química
Proceso biotecnológico
El proceso utiliza la cepa del hongo Aspergillus níger como microorganismo
fermentador y como materia prima suelen usarse en mayor grado sustratos a partir de
melaza con alto contenido de azúcares (por su bajo costo). La preparación del ácido consiste, en términos generales, en una fermentación
aeróbica del azúcar seguido de un proceso de recuperación y purificación del producto.
El ácido cítrico se sintetiza a partir del glicerol por Grimoux y Adams (1880).
Posteriormente, a partir de la dicloroacetona simétrica por tratamiento con ácido cianhídrico y ácido hidroclórico para su descomposición y conversión en ácido dicianoacético (Kristiansen, B., Mattey, 1999). Luego, se somete a un tratamiento con cianuro de potasio y por hidrólisis formar el ácido cítrico (Herrera M., 2006)
Reacción biológica
Explicación de los tres caminos de reacción
+info
Con el paso del tiempo al irse guiando el desarrollo industral por metodos más sostenibles y rentables la obtención de este metabolito mediante la fermentación de residuos azucareros con ayuda de microorganismos como el hongo aspergillus niger resultaron ser la opción idonea.
Todos los métodos químicos por ahora son poco competitivos e inapropiados técnica y económicamente, pues los materiales de partida suelen ser más costosos que el propio producto.
Cuadro Comparativo de los caminos de reacción
Potencial economico
Title 1
MODELOS CINÉTICOS
Caracteristicas del medio de cultivo, en donde para este caso la fuente de carbono corresponde a melazas obtenidas apartir de la remolacha.
Según la literatura existen distintos modelos que se ajustan al crecimiento del microorganismo
El modelo que se desarrolló es el modelo cinético de RÖRH, ZHENTGRUBER
Y KUBICEK (1981)
con dos set de datos experimentales, la cual esta conformada por 6 pasos:1.Determinar los datos correspondientes a cada una de las fases de crecimiento del microorganismo. 2. Implementar la función logaritmica con la primera fase de crecimiento y así determinar la tasa de crecimiento especifica en cada instante. 3. Usando regresión cúbica se determinan los parámetros X0 y KC. 4. Mediante regresión lineal se hallan X0 y KT de la última expresión.
5. Una vez hallada todas las constantes, se halla el valor de la integral para cada sub-fase en cada instante de tiempo. 6. Una vez hallados los valores de las integrales con el tiempo, se representa Se obtendrá K1 y K2 con la regresion lineal, Posteriormente se calculan, para cada set de datos, los siguientes
coeficientes de rendimiento:
− Rendimiento biomasa-sustrato (YX/S )
− Rendimiento producto-sustrato (YP/S )
Con la Cepa ATCC 11414 se realizarón dos estudios para determinar los rendimientos y la velocidad en las tres sub-fases. Las siguientes gráficas demuestran el comportamiento de la concentración de biomasa, metabolito y sacarosa con respecto al tiempo de fermentación:
Siguiendo los pasos anteriormente descritos, se determinaron los rendimientos de los dos set de datos, donde el que genera mayor cantidad de ácido con respecto a consumo de sustrato es el segundo, con un rendimiento del 63%.
Title 1
pH, El control del pH es bastante importante ya que a rangos menores se inhibe el microorganismo y en el caso contrario se produciria otro tipo de metabolito como lo es el ácido oxálico.La tercera gráfica da a conocer como es el proceso a diferentes tiempos de fermentación, donde el tiempo optimo es de 144 horas con una concentración de 95 g/l de ácido cítrico, por esta razon se debe estar haciendo La recolección de muestras periodicas cuando el proceso se desarrolle con alguna variación, para podteriormente poder encontrar las condiciones optimas del proceso. Existen muchos otros aspectos que influyen dentro del proceso como lo es la aireación, la agitación y las condiciones del microorganismo inoculado.
Dentro de las condiciones a tener en cuenta para llevar a cabo un alto rendimiento en el fermentador es necesario llevar un control de factores tales como la temperatura, la cual según la gráfica debe no ser mayor a los 30°C, teniendo en cuenta claramente que el microorganismo no es apto para las altas temperaturas las cuales lo degradarian haciendo nula la producción del metabolito, pero si se analiza la situación contraria se puede deducir que el organismo reduciria su velocidad de manera significativa, restingiendo al mismo tiempo la producción del ácido cítrico. De ahí la importancia de su monitoreo. En la segunda gráfica se puede encontrar el comportamiento del proceso a distintos valores de pH, lo que se puede observar es que donde hay mayor producción de biomasa y rendimiento de producto es en 6 de
FACTORES QUE INFLUYEN (ANÁLISIS)
pH
Temperatura
Info
(Herrera O., 2006)
Tiempo de fermentación
Title 1
DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROCESO
Analisis Termodinámico
Energia libre de gibbs vs temperatura
Reacción de Formación del Ácido Cítrico
Entalpía vs Temperatura
Entropía vs Temperatura
Analisis termodinamico
Constante de Equilibrio vs Temperatura
Cantidad de Sacarosa vs Cantidad de oxígeno vs Conversión
Conversión vs Temperatura
Title 1
Analisis
Los analisis del proceso con respecto a la termodinamica del proceso se encuentran en los siguientes vinculos
Analisis de las propiedades termodinamicas y la conversion
Analisis de la influencia de inertes en la conversion y flujos en exceso
Influencia de un inerte
La influencia de un inerte reside en las condiciones internas de un reactor como es el caso de la variación de volumen para alcanzar las concentraciones necesarias de nutrientes, también puede provocar la variación de las presiones parciales. Además, este elemento podría provocar cambios en el proceso, generando estrés al microorganismo aumentando la presión osmótica, dismuyendo la absorción de nutrientes y en algunos casos podría versen afectadas las condiciones de operación (pH y tiempos de fermentación).
- Se decide tomar el camino de reacción por via fermentativa debido al potencial economico que presenta.
- La conversión esta limitada por el microorganismo.
- Con el modelo cinético podemos obtener las concentraciones y velocidades de formación del ácido cítrico y de la biomasa.
- Se determina que el mejor caminio de reacción con respecto al potencial económico es por la vía fermentativa.
- Se estima que las propiedades biológicas influyen por encima de la termodinámica del proceso.
Conclusiones
Caso de estudio
AMONIACO
INTRODUCCIÓN
Esta reacción es bastante exotérmica, por lo que en el diseño del convertidor se debe proteger la unidad del sobrecalentamiento, tanto para asegurar el control a la temperatura óptima para la conversión como para proteger la coraza contra el deterioro metalúrgico debido a las elevadas presiones y temperaturas. El gas sintético de amoniaco se prepara por reformación catalítica a alta presión de los hidrocarburos alimentados, usualmente gas natural libre de azufre, en presencia de vapor, sobre un catalizador de níquel en el reformador primario, que luego se somete a un "cambio" catalítico a una temperatura inferior, en presencia de aire, en uno o más reformadores secundarios.
.
Efectos de la temperatura en la conversion
En este caso el catalizador utilizado fue el amberlyst 15; la pendiente positiva y la disminucion de la conversion con respecto a la temperatura dan veracidad de lo exotermica de la reaccion, no obstante no es termodinamicamente espontanea.
La reacción Nitrógeno e hidrógeno reaccionan en proporción 1:3, a una temperatura de 350-550 °C y a 140 – 320 atm de presión utilizando en algunos casos Fe3O4 como catalizador. La reacción consiste en un equilibrio químico en fase gaseosa.
- Conversion vs temperatura
- Energia libre de gibbs vs temperatura
influencia combinada de la presion y la temperatura
+info
Title 1
Analisis
Los analisis del proceso con respecto a la termodinamica del proceso se encuentran en los siguientes vinculos
Influencia de un inerte
Otro aspecto a tener en cuenta es el potencial envenenamiento del catalizador por la presencia del inerte, al mismo tiempo se podría generar acumulaciones indeseadas dentro del reactor las cuales ponen en riesgo el proceso. Por esta razón se desea manejar una baja concentración de inertes.
La influencia de un inerte es un factor que no altera la reacción, al menos de forma directa. Su presencia se destaca en la velocidad de reacción dado que disminuye la posibilidad de interacción entre los reactivos.
Title 1
Analisis cinetico
Para este analisis re realiza dos tipos de curvas isocinetica e isoconversa. En estas se desarrolan un par de conceptos fundamentales dentro del diseño de procesos y de los reactores. las cuevas isocineticas e isoconversas a una presion de 100 bares basados en el estudio de la produccion de amoniaco mediante la siguiente reaccion.
El analisis cinetico se trata de contemplar el estudio de las velocidades de la reacciones quimica asi como las leyes que rigen estas. Se trata sobre observar y analizar como cambia la velocidad de reaccion y la conversion dependiendo de la temperatura.
Aqui se pude ver detalladamente el proceso y analisis de las curvas.
Title 1
- F, Rivada. (2008). Planta Industria de producción de ácido a partir de melazas de remolacha. Recuperado de https://rodin.uca.es/xmlui/bitstream/handle/10498/6411/34254675.pdf?sequence=1&isAll
O,
- Navarro; N, Chong; K, Rodríguez; E, González. (2016). Oportunidades de producción de ácido cítrico por vía fermentativa a partir de sustratos azucarados en Cuba. Recuperado de http://scielo.sld.cu/pdf/caz/v43n2/caz09216.pdf
- M, Guadalupe; M, Parada; L, Flores; P, Manobanda. (2020). Diseño de un proceso de producción de ácido cítrico por simulación computacional. Recuperado de https://cienciadigital.org/revistacienciadigital2/index.php/CienciaDigital/article/view/1063/3002#figures
- Formulario de termodinámica. Recuperado de https://www.uv.mx/personal/tangarcia/files/2013/07/FormularioTermo13.pdf
- Bases termodinámicas de las reacciones bioquímicas. Introducción al metabolismo. Recuperado de http://www3.uah.es/bioquimica/Tejedor/BBM-II_farmacia/T1-INTRO-MET.pdf
- Valencia, G. y Garín, M.E. (2007). Termodinámica. En Modelos fisicoquímicos: conceptos básicos. Recuperado de http://metabase.uaem.mx/bitstream/handle/123456789/2784/497_06.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- NIST National Institute of Standards and Technology. U.S. Department of Commerce. Citric acid. Recuperado de https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C77929&Mask=2#Thermo-Condensed
Bibliográfia
- J, Medina, (2014). Optimización de variables en un biorreactor para la síntesis de ácido cítrico empleando melaza como sustrato. Recuperado de http://energia.azc.uam.mx/images/PDF/ProyecINVES/Procss_Ind_Quim/OPTIMIZACIN-DE-VARIABLES-EN-UN-BIORREACTOR-PARA-LA-SNTESIS-DE-CIDO-CTRICO-EMPLEANDO-MELAZA-COMO-SUSTRATO.pdf
- Carlos R. Soccol, Luciana P. S. Vandenberghe, Cristine Rodrigues y Ashok Pandey. (2006). New perspectives for Citric Acid Production and Application.
- Herrera M., Oscar E. Silva B., Brenly V. (2006). Factibilidad técnica-económica de un proceso para la obtención industrial de ácido cítrico. Recuperado de http://mriuc.bc.uc.edu.ve/bitstream/handle/123456789/8031/osherrera.pdf?sequence=3
- M,, Guadalupe. (2019). Evaluación del proceso de producción de ácido cítrico por fermentación con el uso de Aspergillus niger. Recuperado de http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/11269/1/20T01227.pdf
- S.A.AhmedJ.E.SmithJ.G.Anderson. Volume 59, Issue 1, August 1972. Mitochondrial activity during citric acid production by Aspergillus niger. Recuperado de https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0007153672800408
Title 1
¡gracias!
photografía: Thought Catalog
Revista diseño - Proceso del ácido cítrico
juan.tovar4
Created on March 15, 2021
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Actual
Producción del ácido cítrico a nivel industrial
Fundación Universidad de América
nº
Grupo I: Alejandro Prieto, Katherin Rodriguez, Juan Tovar, Santiago Zambrano
Diseño de procesos
Nota para el lector
Introducción
Resumen
Caminos de reacción
Índice de contenidos
Caminos de reacción
Segunda parte
Factores a tener en cuenta
Cinética microbiologica
Análisis termodinámico
Diagrama del proceso
CASO AMONIACO
Influencia del inerte
Introducción
Análisis termodinámico
Opiniones
Subtítulo aquí
Influencia del inerte
Nota para el lector
En la primera edición de nuestra revista podrás encontrar los aspectos generales que se deben desarrollar y tener en cuenta para el diseño conceptual de un proceso, más específicamente la producción de ácido cítrico a nivel industrial. Podrás contar con unas ayudas audiovisuales bastante completas con el fin de hacer más fácil el entendimiento de las etapas y los aspectos importantes que se deben analizar antes de tomar una decisión . Esta revista cuenta con una amplia gama de referencias para la caracterización del proceso, además de ser una guía frente al diseño, con el fin de optimizar el sistema productivo y evidenciar el tipo de estrategias implementadas en cada propuesta. Esperamos disfrutes de nuestro primer volumen, tanto como nosotros disfrutamos realizándolo.
Existen distintos procesos para su obtención, pero solo uno es el mejor.
Los iconos que encuentran en cada una de las páginas son información a tener en cuenta e importante, los puede encontrar de distintos colores los azules son ventanas emergentes, las fucsia son etiquetas con información complementaria y los negros representan los videos explicativos.
Palabras clave
Abstract
INTRODUCCIÓN
El ácido cítrico se encuentran habitualmente en la naturaleza, sobre todo en una gran parte de frutas siendo un producto intermediario en el ciclo de Krebs. Este compuesto fue aislado a comienzos del siglo pasado por medio de sumo de limones al disolverse con H2SO4, sin embargo, la extracción del ácido cítrico a partir de los limones no era rentable en lo absoluto, dado a la poca cantidad que se obtenía. Fue a mediados del siglo XX que la producción de este compuesto fue a través de la fermentación del Aspergillus Nigger. El ácido cítrico tiene una variedad de usos, comenzando desde la industria alimenticia como saborizante, conservante así como en la elaboración de bebidas y otros productos.
Title 1
CAMINOS DE REACCIÓN
Aplicados en la industria moderna
El ácido cítrico es ampliamente empleado en muchos sectores manufactureros dentro de los que destacan el sector alimenticio y de bebidas, además del farmacéutico y el de cosméticos, se encuentra como aditivo fundamental en gran parte de los productos ofrecidos por sectores básicos de la industria En la actualidad existen distintas tecnologias aplicables para la obtención del ácido cítrico, dentro de las cuales podemos encontrar la extracción a partir de frutas citricas, procesos biotecnológicos y la síntesis química.
Para este proceso cuenta con 5 etapas , las cuales son: 1. Acondicionamiento de la materia prima. 2. Obtención de la pulpa. 3. Extracción del zumo. 4. Fermentación. 5. Destilación y concentración
A partir de frutas citricas
Cuando hablamos de la producción a partir de frutas citricas se debe tener en cuenta que el Ácido Cítrico se encuentra como constituyente en diversas plantas, pero con mayor abundancia en los limones (4.0 - 8.0%), uvas (1.2 - 2.1%), mandarinas (0.9 - 1.2%), naranjas (0.6 - 1.0%). El limón, por su mayor contenido de ácido es utilizado por excelencia en este tipo de proceso. (Herrera M., 2006)
Diagrama+
Síntesis química
Proceso biotecnológico
El proceso utiliza la cepa del hongo Aspergillus níger como microorganismo fermentador y como materia prima suelen usarse en mayor grado sustratos a partir de melaza con alto contenido de azúcares (por su bajo costo). La preparación del ácido consiste, en términos generales, en una fermentación aeróbica del azúcar seguido de un proceso de recuperación y purificación del producto.
El ácido cítrico se sintetiza a partir del glicerol por Grimoux y Adams (1880). Posteriormente, a partir de la dicloroacetona simétrica por tratamiento con ácido cianhídrico y ácido hidroclórico para su descomposición y conversión en ácido dicianoacético (Kristiansen, B., Mattey, 1999). Luego, se somete a un tratamiento con cianuro de potasio y por hidrólisis formar el ácido cítrico (Herrera M., 2006)
Reacción biológica
Explicación de los tres caminos de reacción
+info
Con el paso del tiempo al irse guiando el desarrollo industral por metodos más sostenibles y rentables la obtención de este metabolito mediante la fermentación de residuos azucareros con ayuda de microorganismos como el hongo aspergillus niger resultaron ser la opción idonea.
Todos los métodos químicos por ahora son poco competitivos e inapropiados técnica y económicamente, pues los materiales de partida suelen ser más costosos que el propio producto.
Cuadro Comparativo de los caminos de reacción
Potencial economico
Title 1
MODELOS CINÉTICOS
Caracteristicas del medio de cultivo, en donde para este caso la fuente de carbono corresponde a melazas obtenidas apartir de la remolacha.
Según la literatura existen distintos modelos que se ajustan al crecimiento del microorganismo
El modelo que se desarrolló es el modelo cinético de RÖRH, ZHENTGRUBER Y KUBICEK (1981) con dos set de datos experimentales, la cual esta conformada por 6 pasos:1.Determinar los datos correspondientes a cada una de las fases de crecimiento del microorganismo. 2. Implementar la función logaritmica con la primera fase de crecimiento y así determinar la tasa de crecimiento especifica en cada instante. 3. Usando regresión cúbica se determinan los parámetros X0 y KC. 4. Mediante regresión lineal se hallan X0 y KT de la última expresión.
5. Una vez hallada todas las constantes, se halla el valor de la integral para cada sub-fase en cada instante de tiempo. 6. Una vez hallados los valores de las integrales con el tiempo, se representa Se obtendrá K1 y K2 con la regresion lineal, Posteriormente se calculan, para cada set de datos, los siguientes coeficientes de rendimiento: − Rendimiento biomasa-sustrato (YX/S ) − Rendimiento producto-sustrato (YP/S )
Con la Cepa ATCC 11414 se realizarón dos estudios para determinar los rendimientos y la velocidad en las tres sub-fases. Las siguientes gráficas demuestran el comportamiento de la concentración de biomasa, metabolito y sacarosa con respecto al tiempo de fermentación:
Siguiendo los pasos anteriormente descritos, se determinaron los rendimientos de los dos set de datos, donde el que genera mayor cantidad de ácido con respecto a consumo de sustrato es el segundo, con un rendimiento del 63%.
Title 1
pH, El control del pH es bastante importante ya que a rangos menores se inhibe el microorganismo y en el caso contrario se produciria otro tipo de metabolito como lo es el ácido oxálico.La tercera gráfica da a conocer como es el proceso a diferentes tiempos de fermentación, donde el tiempo optimo es de 144 horas con una concentración de 95 g/l de ácido cítrico, por esta razon se debe estar haciendo La recolección de muestras periodicas cuando el proceso se desarrolle con alguna variación, para podteriormente poder encontrar las condiciones optimas del proceso. Existen muchos otros aspectos que influyen dentro del proceso como lo es la aireación, la agitación y las condiciones del microorganismo inoculado.
Dentro de las condiciones a tener en cuenta para llevar a cabo un alto rendimiento en el fermentador es necesario llevar un control de factores tales como la temperatura, la cual según la gráfica debe no ser mayor a los 30°C, teniendo en cuenta claramente que el microorganismo no es apto para las altas temperaturas las cuales lo degradarian haciendo nula la producción del metabolito, pero si se analiza la situación contraria se puede deducir que el organismo reduciria su velocidad de manera significativa, restingiendo al mismo tiempo la producción del ácido cítrico. De ahí la importancia de su monitoreo. En la segunda gráfica se puede encontrar el comportamiento del proceso a distintos valores de pH, lo que se puede observar es que donde hay mayor producción de biomasa y rendimiento de producto es en 6 de
FACTORES QUE INFLUYEN (ANÁLISIS)
pH
Temperatura
Info
(Herrera O., 2006)
Tiempo de fermentación
Title 1
DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROCESO
Analisis Termodinámico
Energia libre de gibbs vs temperatura
Reacción de Formación del Ácido Cítrico
Entalpía vs Temperatura
Entropía vs Temperatura
Analisis termodinamico
Constante de Equilibrio vs Temperatura
Cantidad de Sacarosa vs Cantidad de oxígeno vs Conversión
Conversión vs Temperatura
Title 1
Analisis
Los analisis del proceso con respecto a la termodinamica del proceso se encuentran en los siguientes vinculos
Analisis de las propiedades termodinamicas y la conversion
Analisis de la influencia de inertes en la conversion y flujos en exceso
Influencia de un inerte
La influencia de un inerte reside en las condiciones internas de un reactor como es el caso de la variación de volumen para alcanzar las concentraciones necesarias de nutrientes, también puede provocar la variación de las presiones parciales. Además, este elemento podría provocar cambios en el proceso, generando estrés al microorganismo aumentando la presión osmótica, dismuyendo la absorción de nutrientes y en algunos casos podría versen afectadas las condiciones de operación (pH y tiempos de fermentación).
Conclusiones
Caso de estudio
AMONIACO
INTRODUCCIÓN
Esta reacción es bastante exotérmica, por lo que en el diseño del convertidor se debe proteger la unidad del sobrecalentamiento, tanto para asegurar el control a la temperatura óptima para la conversión como para proteger la coraza contra el deterioro metalúrgico debido a las elevadas presiones y temperaturas. El gas sintético de amoniaco se prepara por reformación catalítica a alta presión de los hidrocarburos alimentados, usualmente gas natural libre de azufre, en presencia de vapor, sobre un catalizador de níquel en el reformador primario, que luego se somete a un "cambio" catalítico a una temperatura inferior, en presencia de aire, en uno o más reformadores secundarios. .
Efectos de la temperatura en la conversion
En este caso el catalizador utilizado fue el amberlyst 15; la pendiente positiva y la disminucion de la conversion con respecto a la temperatura dan veracidad de lo exotermica de la reaccion, no obstante no es termodinamicamente espontanea.
La reacción Nitrógeno e hidrógeno reaccionan en proporción 1:3, a una temperatura de 350-550 °C y a 140 – 320 atm de presión utilizando en algunos casos Fe3O4 como catalizador. La reacción consiste en un equilibrio químico en fase gaseosa.
influencia combinada de la presion y la temperatura
+info
Title 1
Analisis
Los analisis del proceso con respecto a la termodinamica del proceso se encuentran en los siguientes vinculos
Influencia de un inerte
Otro aspecto a tener en cuenta es el potencial envenenamiento del catalizador por la presencia del inerte, al mismo tiempo se podría generar acumulaciones indeseadas dentro del reactor las cuales ponen en riesgo el proceso. Por esta razón se desea manejar una baja concentración de inertes.
La influencia de un inerte es un factor que no altera la reacción, al menos de forma directa. Su presencia se destaca en la velocidad de reacción dado que disminuye la posibilidad de interacción entre los reactivos.
Title 1
Analisis cinetico
Para este analisis re realiza dos tipos de curvas isocinetica e isoconversa. En estas se desarrolan un par de conceptos fundamentales dentro del diseño de procesos y de los reactores. las cuevas isocineticas e isoconversas a una presion de 100 bares basados en el estudio de la produccion de amoniaco mediante la siguiente reaccion.
El analisis cinetico se trata de contemplar el estudio de las velocidades de la reacciones quimica asi como las leyes que rigen estas. Se trata sobre observar y analizar como cambia la velocidad de reaccion y la conversion dependiendo de la temperatura.
Aqui se pude ver detalladamente el proceso y analisis de las curvas.
Title 1
Bibliográfia
Title 1
¡gracias!
photografía: Thought Catalog