RECUPERACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS DE CORRIENTES ACUOSAS MEDIANTE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO EMPLEANDO CONTACTORES DE MEMBRANA DE FIBRAS HUECAS

Autor: GONZÁLEZ MUÑOZ M. JESÚS
Año: 2003
Universidad: OVIEDO
Centro de realización: FACULTAD DE QUÍMICA
Centro de lectura: QUÍMICA
Director: LUQUE RODRÍGUEZ SUSANA
Tribunal: COCA PRADOS JOSÉ , TEJERINA GARCÍA FERNANDO , ORTIZ URIBE INMACULADA , PALET BALLÚS CRISTINA , SCHIOSSER STEFAN
Resumen de la tesis

En el presente trabajo se estudia la viabilidad de llevar a cabo el proceso e extracción líquido-líquido utilizando contactores de membrana de fibras huecas para la recuperación de distintos compuestos orgánicos. Los compuestos estudiados (fenol, ácido láctico y fenilglicina) son importantes en la industria química, biotecnológica y farmacéutica. La extracción asistida con membranas (empleando contactores) es un proceso híbrido que integra en un solo dispositivo las dos etapas que se precisan en una operación de extracción líquido-líquido: contacto entre las fases (y transferencia del soluto) y separación de las fases, permitiendo una operación no dispersiva, con gran flexibilidad en los parámetros de operación y un volumen de equipo reducido. Comparado con la extracción líquido-líquido convencional, el volumen se reduce más de 500 veces cuando se utilizan contactores de fibras huecas. El fenol se encuentra en el agua residual de gran cantidad de industrias (petroquímica, papelera, farmacéutica, del plástico, de producción de coque, etc.) y es un compuesto de difícil degradación utilizando las técnicas convencionales de tratamiento biológico, ya que es altamente tóxico, incluso a muy bajas concentraciones. Por lo tanto, la eliminación de fenol de aguas residuales industriales utilizando extracción líquido-líquido está completamente justificada. En la producción de ácidos orgánicos, los procesos de separación son los responsables del mayor coste de producción. La eliminación continua del ácido láctico del caldo de fermentación permite aumentar el rendimiento del proceso, ya que se evita la disminución del pH, y por lo tanto la inhibición del proceso fermentativo. Por otra parte, la fenilglicina es un compuesto utilizado principalmente en la industria farmacéutica como precursor de la síntesis de antibióticos b-lactámicos, como las cefalosporinas. Estos antibióticos son, dentro de los productos farmacéuticos, uno de los grupos con mayor volumen de producción. La extracción utilizando contactores de membrana es una alternativa adecuada para separar y purificar la fenilglicina de las corrientes de proceso. El estudio se desarrolló siguiendo las siguientes etapas: Se seleccionó el sistema extractante (diluyente y extractante) más adecuado en función tanto de sus características como extractante como de sus propiedades fisicoquímicas. Se determinaron las isotermas de equilibrio y se analizó la influencia de la temperatura sobre el equilibrio de extracción del sistema seleccionado. Se estudió el empleo de contactores de membrana como técnica de extracción no dispersiva, para la recuperación de los solutos mencionados. Se analizó la influencia de la hidrodinámica: número de Reynolds y tipo de flujo (corrientes paralelas y contracorriente), así como el efecto de la temperatura sobre el coeficiente global de transferencia de materia. Se llevó a cabo la reextracción utilizando un contactor de membrana, desde la fase orgánica a una disolución reextractante, capaz de recuperar la mayor cantidad posible de soluto. Se estudió el efecto de la fase reextractante sobr el grado de recuperación del soluto. Se estudió la viabilidad de llevar a cabo el proceso integrado de extracción-reextracción, utilizando dos contadores de fibras huecas en serie. Utilizando este modo de operación, es posible regenerar la fase orgánica continuamente, y concentrar el soluto utilizando la relación de volúmenes y concentración de fase reextractante adecuadas. El trabajo se completó con la modelización matemática del proceso de extracción con contactores de membrana, tanto de las etapas por separado (extracción y reextracción), como del proceso integrado.
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