Determinación de la velocidad lineal en el interior de los canales de un agitador monolítico usado como catalizador en la hidrogenación de aceite vegetal

SANCHEZ J.; TONETTO G.; DAMIANI D.

Bahía Blanca

Congreso; Primer Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica; 2008

La hidrogenación de aceites es el proceso de modificación de aceites comestibles más difundido. Éste se utiliza para aumentar la temperatura de fusión e intensificar la resistencia a la oxidación. Este proceso se lleva a cabo industrialmente desde hace casi un centenar de años. Sin embargo está lejos de ser un problema totalmente resuelto. Un enfoque que todavía es incipiente en esta industria es la aplicación de sistemas catalíticos estructurados, el cual permitiría eliminar la etapa de filtración. Los soportes estructurados son estructuras rígidas tridimensionales (cerámico o metálico) con canales que aseguran el paso de los fluidos con bajas pérdidas de carga y que exponen una gran superficie lateral sobre la que se puede adherir una delgada capa de catalizador [[i],[ii]]. Se estudió la reacción de hidrogenación de aceite de girasol en un reactor semibatch equipado con agitador monolítico. Es preciso que el hidrógeno y el aceite vegetal alcancen la superficie del catalizador (cuya fase activa es paladio). Para analizar las condiciones de transferencia de masa (a través del número de Sherwood) [[iii]] es necesario conocer la velocidad del fluido en el interior de los canales (u). Ésta se puede determinar conociendo las propiedades del fluido (m, r) y las características geométricas de los canales (longitud y diámetro hidráulico: L y dh) a partir de la siguiente ecuación [[iv]]:                              (1) donde Re es el número de Reynolds y DP es la caída de presión a través de los canales, la cual se  puede determinar a partir de mediciones experimentales del torque en el agitador. El cálculo de la velocidad también nos permitirá establecer si se presenta flujo de Taylor en los canales del monolito. En ese caso, la pared de los canales es cubierta por un delgado film de aceite y el hidrógeno es transportado eficientemente a través de esta película permitiendo altas velocidades de transferencia de masa. [[i]] V. Toma?ić, F. Jović, State-of-art in the monolithic catalysts/reactors, App. Cat. A, 311, 112, 2006. [[ii]] A. Cybulski, J. Moulijn, Monoliths in Heterogeneous Catalysis, Catal. Rev.-Sci. Eng. 36, 179, 1994. [[iii]] R. Edvinsson, J. Houterman. T. Vergunst, E. Grolman, J. Moulijn, Novel monolithic stirred reactor, AIChE Journal, 44, 2459, 1998. [[iv]] R. Perry, D. Green, Perry´s Chemical Engineers´ Handbook, McGraw-Hill (7th Edition), 1997