SEPARACIÓN DE LA MEZCLA ETANOL/AGUA POR PERVAPORACIÓN EMPLEANDO MEMBRANAS DE POLI(3-HIDROXIBUTIRATO)

BRIONES NIEVA, C. A.; VILLEGAS, M.; CASTRO VIDAURRE, E.F; GOTTIFREDI, J.C.

San Rafael, Mendoza

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas a la Industria (CLICAP 2015); 2015

La pervaporación (PV), es un proceso de separación con membranas aplicado a mezclas líquidas de compuestos miscibles, que son difíciles de separar por técnicas convencionales (forman azeotropos, son compuestos sensibles a la temperatura, entre otros). Esta técnica muestra una creciente potencialidad, debido al desarrollo de nuevos materiales utilizados en la síntesis de membranas. La PV tiene lugar en tres etapas fundamentales: sorción de los componentes en la membrana, difusión de los compuestos a través de la membrana y desorción en el lado del permeado. Las membranas de PV deben ser densas (libres de poros) y su desempeño se evalúa mediante medidas de flujo y selectividad. La fuerza impulsora en PV es el gradiente de potencial químico existente entre la alimentación y el permeado. Este gradiente se puede establecer de distintas maneras, las más comunes son: por medio de vacío en el lado permeado o bien haciendo circular una corriente de gas de arrastre (carrier). El primer caso es más costoso tanto económica como técnicamente, por lo que en nuestro grupo de investigación montamos y pusimos a punto el equipo de PV empleando un gas carrier (He) que va conectado directamente a un cromatógrafo de gases, determinando fácilmente la selectividad y siguiendo al evolución hasta llegar al estado estacionario. Las membranas de poli(3-hidroxibutirato) (PHB) se sintetizaron por la técnica de casting, disolviendo el polímero en cloroformo, resultando uniformes y de morfología densa, indispensables en el proceso de PV. Las mismas fueron evaluadas en la deshidratación de etanol trabajando en la concentración azeotrópica (95%p/p), variando la temperatura de alimentación entre 40 y 60°C, y las presiones de permeado entre 1 y 2,5psig. La membrana resultó selectiva al agua con valores del factor de separación entre 3 y 7,5. En cuanto a los efectos de los parámetros de operación, se evidenció una mayor dependencia al cambio de presión (caudal) del carrier que a la temperatura. Para los ensayos realizados a 2 y 2,5 psig, los resultados son prácticamente independientes de la temperatura, indicando que la membrana mantiene su estructura, probablemente debido al elevado porcentaje de cristalinidad de la misma (>50% determinado por DSC) que evita el hinchamiento excesivo con la consecuente pérdida de selectividad. Del estudio realizado se observa que las condiciones óptimas de trabajo corresponden a los ensayos de PV llevados a cabo a 1.5psig y 50°C, indicando que el PHB es un material promisorio para ser utilizando en la deshidratación de etanol.