Parámetros cinéticos y equilibrio de fases en el proceso de destilación reactiva para la purificación de ácido láctico vía esterificación con metanol

Résumé

En este trabajo se presenta el estudio de la purificación de ácido láctico procedente de caldos acuosos obtenidos en procesos fermentivos, utilizando la tecnología de la destilación reactiva, proceso híbrido de separación que combina las operaciones de destilación y reacción química en una única unidad de operación. En concreto, se propone la purificación del ácido láctico mediante su esterificación con metanol para realizar posteriormente la hidrólisis de éster formado en un proceso continuo de destilación reactiva. Para un diseño correcto de una columna de destilación reactiva, hay que disponer de información básica sobre la cinética de la reacción y el equilibrio termodinámico entre las fases implicadas, equilibrio líquido. Se ha realizado un estudio cinético de las dos reacciones implicadas en el proceso, esterificación de ácido láctico con metanol e hidrólisis del lactato de metilo. El estudio cinético realizado se ha centrado en el desarrollo de las cinéticas catalizadas de forma heterogénea. A partir de los datos cinéticos experimentales, se han propuesto varios modelos cinéticos basados en diferentes aproximaciones. Asimismo, se han determinado las conversiones de equilibrio y su variación con los distintos parámetros. Para conocer la termodinámica del proceso de destilación reactiva se ha determinado el equilibrio líquido-vapor de las mezclas implicadas en el proceso de esterificación del ácido láctico. Se ha determinado experimentalmente el equilibrio líquido-vapor isobárico del sistema reactivo cuaternario ácido láctico + metanol + lactato de metilo + agua. Asimismo, se ha determinado el ELV de algunos de los sistemas binarios no reactivos con el fin de reducir el número de parámetros binarios de interacción molecular a determinar a partir del equilibrio cuaternario. Por último, se han realizado experiencias en una columna de destilación reactiva a escala laboratorio,