Modelamiento de un proceso de desacidificación de aceite de cocina usado usando un contactor de película líquida descendente
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Español
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Resumen
A nivel mundial se generan grandes cantidades de aceite vegetal usado (AVU), especialmente en centros urbanos, el cual aún contiene una fracción importante de triacilgliceroles aprovechables en biorrefinerías oleoquímicas. Sin embargo, su reintegración a ciclos productivos se dificulta por la presencia de ácidos grasos libres que afectan procesos catalíticos y enzimáticos posteriores. Los métodos convencionales de desacidificación son intensivos en energía, requieren insumos alcalinos y generan residuos y moléculas tóxicas en el AVU. Como alternativa, se ha propuesto un proceso de extracción alcohólica de los ácidos grasos libres usando etanol azeotrópico en un contactor de película líquida descendente. Esta es una tecnología de intensificación que opera en condiciones suaves y con bajo consumo energético. En este contexto, se desarrolló un modelo matemático para evaluar la transferencia de masa de triacilgliceroles, ácido oleico, etanol y agua entre el AVU y el etanol azeotrópico. El modelo incorporó parámetros que fueron ajustados con base en datos experimentales mediante optimización usando un algoritmo genético. El modelo final presentó un error relativo promedio de ~10% en el cálculo de la acidez en el AVU tratado. El algoritmo genético mostró estabilidad y reproducibilidad (CV=0,18%) y sus resultados evidencian que 4 de los 6 parámetros se identifican correctamente. Finalmente, el modeló se utilizó para evaluar un proceso de desacidificación en cascada. Los resultados del modelo se compararon con experimentos en la escala piloto y se verifico que los errores de predicción fueron mínimos. Esto indica que el modelo se podría utilizar en el diseño conceptual de un proceso a mayor escala. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Large quantities of used vegetable oil (UVO) are generated worldwide, especially in urban centers. This oil still contains a significant fraction of triacylglycerols that can be used in oleochemical biorefineries. However, its integration into production cycles is hampered by the presence of free fatty acids, which affect subsequent catalytic and enzymatic processes. Conventional deacidification methods are energy-intensive, require alkaline inputs, and generate waste and toxic molecules in the UVO. As an alternative, an alcoholic extraction process for free fatty acids using azeotropic ethanol in a falling liquid film contactor has been proposed. This is an intensification technology that operates under mild conditions and with low energy consumption. In this context, a mathematical model was developed to evaluate the mass transfer of triacylglycerols, oleic acid, ethanol, and water between used vegetable oil (UVO) and azeotropic ethanol. The model incorporated parameters that were adjusted based on experimental data through optimization using a genetic algorithm. The final model exhibited an average relative error of approximately 10% in calculating the acidity composition of the treated UVO. The genetic algorithm demonstrated stability and reproducibility (CV = 0.18%), and its results showed that four of the six parameters were correctly identified. Finally, the model was used to evaluate a cascade deacidification process. The model results were compared with pilot-scale experiments, and it was verified that the prediction errors were minimal. This indicates that the model could be used in the conceptual design of a larger-scale process.
Descripción
ilustraciones a color, diagramas, fotografías
Palabras clave propuestas
Términos Normalizados
NEUTRALIZACION (QUIMICA); Neutralization (Chemistry); ACEITES VEGETALES; Vegetable oils; CONTROL DE PROCESOS QUIMICOS; Chemical process control; PROCESOS QUIMICOS; Chemical processes; EXTRACCION (QUIMICA); Extraction (chemistry); 660 - Ingeniería química; 540 - Química y ciencias afines; 620 - Ingeniería y operaciones afines