Aplicación de procesos híbridos reacción-pervaporación a la esterificación de ácido láctico

Resumen

Los ésteres de ácido láctico, en especial el lactato de etilo, tienen excelentes propiedades como disolventes y baja toxicidad y el interés hacia su utilización está creciendo al ser considerados como disolventes verdes. En este trabajo se ha realizado un estudio de la esterificación de ácido láctico con etanol para la obtención de lactato de etilo. En este tipo de reacciones, las conversiones alcanzadas están limitadas por la condición de equilibrio y son bastante lentas, por lo que se ha propuesto un proceso híbrido de reacción-pervaporación para desplazar esta reacción de equilibrio. Para el diseño correcto del proceso de reacción-pervaporación se ha realizado un estudio cinético de las dos reacciones implicadas en el proceso, esterificación de ácido láctico con etanol e hidrólisis del lactato de etilo, catalizadas de forma heterogénea y se han propuesto varios modelos cinéticos basados en diferentes aproximaciones, asimismo para tener en cuenta la no idealidad de la fase líquida se ha determinado experimentalmente el equilibrio líquido-vapor isobárico del sistema reactivo cuaternario. Se realizaron estudios correspondientes a la deshidratación del medio de reacción mediante pervaporación para mezclas binarias y para la mezcla cuaternaria real implicada en el proceso, buscando un modelo apropiado que describa el proceso de pervaporación; y por último, se estudió el proceso híbrido esterificación-pervaporación, observando la influencia que tiene la retirada selectiva del agua del medio de reacción en la producción de lactato de etilo. Se comprobó que los modelos obtenidos con anterioridad ajustan los datos experimentales del proceso híbrido y posteriormente se realizó una simulación del proceso para estudiar la influencia de distintas variables de operación a tener en cuenta para el funcionamiento y optimización de este proceso.