Análisis sobre la aplicaciónde distintos modelos matemáticos en procesos de extracción con fluidos presurizados

• Autores: Arce, Florencia Isabel; Bonino, María Trinidad
• Año de publicación: 2021
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de grado
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vélez, Alexis Rafael; Scilipoti, José Antonio
• Materia: Proyecto Integrador IQ; Ingeniería química; Productos naturales; Fluidos; Modelos matemáticos
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Proyecto Integrador (IQ)--FCEFN-UNC, 2022
Fil: Arce, Florencia Isabel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Bonino, María Trinidad. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
La tendencia global por consumir cada vez más productos naturales provenientes de procesos que involucren tecnologías y recursos environmentally-friendly, lleva a la industria a desarrollar nuevas metodologías para la obtención de estos productos. Dentro de las denominadas tecnologías “verdes”, para las extracciones que involucran un solvente en estado líquido y una matriz sólida portadora del soluto de interés, se desarrolló una técnica conocida como Extracción por Fluidos Presurizados (Subcritical Fluids Extraction, SFE). El objetivo de este Proyecto Integrador fue predecir el comportamiento de diferentes sistemas de extracción formados por una matriz sólida, un fluido presurizado como solvente y un soluto de interés al aplicar diversos modelos matemáticos, tales como los modelos de desorción cinética One Site y Two Sites, el modelo termodinámico Partitioning y el modelo empírico Spline. Mediante los ajustes matemáticos realizados fue posible determinar ciertos comportamientos particulares de los sistemas de extracción en las diferentes condiciones de temperatura, presión y caudal de solvente utilizado. A modo de ejemplo, se pueden remarcar algunas discusiones y conclusiones abordadas: la variación de la composición del solvente de extracción influye directamente en la cantidad de soluto que se logra extraer por cuestiones de afinidad química; los modelos matemáticos pueden ser empleados como herramientas para el diseño del equipo y el dimensionamiento del proceso de extracción cuando presentan una buena bondad de ajuste a ciertas condiciones de temperatura, presión y caudal de solvente, pero no permiten predecir el fenómeno limitante de la velocidad de extracción; en las situaciones en las que se varía la temperatura de extracción el ajuste de los modelos matemáticos depende en gran medida de la relación soluto-matriz y pueden presentarse diferentes situaciones al trabajar a temperaturas superiores o inferiores a la óptima; la variación de la presión del sistema ejerce una leve influencia en la cantidad de extracto que es posible obtener en cierto tiempo pero no en la cantidad total final; y en casos donde los modelos teóricos no logren predecir con precisión los fenómenos limitantes de la velocidad de extracción, es posible aplicar modelos de base empírica a fin de conocer cuantitativamente el comportamiento del sistema involucrado.
The global trend to consume more and more natural products from processes that involve environmentally-friendly technologies and resources, leads the industry to develop new methodologies to obtain these products. Within the so-called "green" technologies, a technique known as Subcritical Fluids Extraction (SFE) was developed for extractions involving a liquid solvent and a solid matrix carrying the solute of interest. The objective of this Integrator Project was to predict the behavior of different extraction systems formed by a solid matrix, a pressurized fluid as solvent and a solute of interest by applying different mathematical models, such as the One Site and Two Sites kinetic desorption models, the Partitioning thermodynamic model and the Spline empirical model. The mathematical adjustments made allowed determining certain particular behaviors of the extraction systems in the different conditions of temperature, pressure and solvent flow rate used. As an example, some discussions and conclusions can be highlighted: the variation in the composition of the extraction solvent directly influences the amount of solute that can be extracted due to questions of chemical affinity; mathematical models can be used as tools for the design of the equipment and the dimensioning of the extraction process when they present a good goodness of fit to certain conditions of temperature, pressure and solvent flow, but they do not allow to predict the limiting phenomenon of the extraction rate; in the situations in which the extraction temperature varies, the adjustment of the mathematical models depends to a great extent on the solute-matrix relationship and different situations may arise when working at temperatures higher or lower than the optimum; the variation in the pressure of the system exerts a slight influence on the amount of extract that can be obtained in a certain time, but not on the final total amount; and in cases where the theoretical models fail to accurately predict the limiting phenomena of the extraction rate, it is possible to apply empirical-based models in order to quantitatively know the behavior of the system involved.
Fil: Arce, Florencia Isabel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Bonino, María Trinidad. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.