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SE MUESTRAN LOS RESULTADOS DE LA PRACTICA NO 12 DE LABORATORIO INTEGRAL 3
Tipo: Exámenes
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Un reactor químico se puede definir como un equipo en el cual se forma un producto o productos a partir de dos o más reactantes, por medio de una serie de transformaciones químicas (Smith, J. M. 1997). Los reactores continuos CSTR constituyen una operación bastante compleja, dado que requieren procedimientos tales como llenado, mezclado, calentamiento, control del punto final, adición de alimentación, remoción de productos de enfriamiento y vaciado. En las industrias de procesos, los reactantes químicos se convierten en productos de manera bien definida y controlada. El descontrol de las reacciones químicas ocurre bajo condiciones anormales, por ejemplo, por un mal funcionamiento del sistema de refrigeración o por una carga incorrecta de reactantes, temperatura, presión, catálisis y contaminaciones tales como el agua, oxígeno del aire y lubricantes de equipos pueden modificar las condiciones de las reacciones en el reactor. Si además se tiene una reacción exotérmica, la misma que muchas veces es inestable en estado estacionario (Shinskey, F. G. 1988). Debido a la importancia de estas unidades de proceso y a lo costoso que implicaría su estudio a partir de plantas piloto a nivel de pregrado, el presente trabajo se enfoca en el diseño de un esquema de control para un reactor continuo exotérmico, teniendo el modelo matemático y la simulación por computadora como puntos de apoyo para todo el desarrollo de dicho diseño; y utilizando el software.
durante la reacción química entre los componentes de la mezcla. Es así, que para una reacción de primer orden donde r = -kC (López, 2009) Reactor CSTR Un equipo de este tipo es un tanque dentro del el cual los reactantes son continuamente agitados, razón por la cual se considera como una mezcla completa, es decir, sus propiedades se asumen uniformes. Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, tenemos que (Galeon, s.f) La saponificación es un proceso químico en el cual los triglicéridos (las moléculas que componen las grasas) reaccionan con una base (compuesto alcalino, con pH alto), como la sosa caustica, dando como resultado la formación de jabón y glicerina. En el proceso que se denomina como “en frio”, los aceites y la sosa se mezclan hasta completar la reacción, se vierte la mezcla en moldes y se dejan “curar” los jabones por hasta 6 semanas, para mejorar su textura y hacerlos más durables. El uso de la sosa caustica en el proceso de saponificación suele causar confusión, hay quienes evitan los jabones saponificados buscando opciones “libres de sosa”, pero la realidad es que estos jabones, aunque se formulan con sosa, no tienen sosa en su composición final. Un jabón correctamente formulado, contiene una proporción de aceite y sosa adecuada para que toda la sosa reaccione y se agote, dejando incluso una cantidad extra de aceite (que se conoce sobre engrasado) que además de darnos la seguridad de que la sosa se consumirá completamente, da humectación a la piel, mejorando el sensorial del producto final. La cantidad de sosa que se utiliza para hacer un jabón depende del tipo de grasas que contenga, cada aceite tienen una composición diferente, y tendrá más o menos moléculas de triglicéridos capaces de reaccionar con la sosa, la cantidad de sosa que usa para saponificar 1 g de aceite se conoce como índice de saponificación, es diferente para cada aceite y es el parámetro que nos permite calcular la cantidad de sosa que se debe usar. El tipo grasas usadas en la saponificación también tendrá un efecto en el sensorial del jabón obtenido (en la textura, la duración, la cremosidad, la formación de espuma). Todos nuestros jabones contienen una base que mezcla aceites de oliva, coco y ricino con mantecas de cacao y karité, con lo que logramos jabones que limpian tu piel, dejándola suave y humectada.
Además, en cada jabón añadimos diferentes ingredientes extras, como arcillas que ayudan a limpiar tu piel, exfoliarla y remover células muertas; aceites esenciales de lavanda, bergamota o pinabete, con propiedades antisépticas y un aroma delicioso, y hasta nuestros ingredientes chiapanecos consentidos: café, cacao y vainilla.
3 vasos de precipitados de 100 ml 1 probeta de 100 ml cronómetro equipos de reactores marcador indeleble cubrebocas, lentes de seguridad, bata, guantes de nitrilo NaOH Acetato de etilo Acético glacial Etanol
Corrida Taza de flujo de NaOh Taza de flujo de H2O Velocidad de agitación Concentración final de NaOH Conversión De NaOH 1 55 53.9 106 0 1. 2 55 54.1 106 0 1. 3 55 54.1 107 0 1. 4 55 54.1 107 0 1. 5 55.1 54 106 0 1. 6 55 53.9 107 0 1. 7 55.1 54.1 106 0 1. NaOH reed Concentr ation (mol/dm' )
Feed Concentr ation (mol/dm' ) Initial Feed Conduct ivity (mS) Final Na0H Concentr ación (mol/dm) Final NaAC Concentr ación (mol/dm) Calculat ed Final Conduct ivity (m S) Current NaOH Concentr ation (mol/dm) 0.03 0.02 5.3 0 0.02 2 -0. 0.03 0.02 5.3 0 0.02 2 -0. 0.03 0.02 5.3 0 0.02 2 -0. 0.03 0.02 5.3 0 0.02 2 -0. 0.03 0.02 5.3 0 0.02 2 -0. 0.03 0.02 5.3 0 0.02 2 -0. 0.03 0.02 5.3 0 0.02 2 -0. Final NaOH Concentració n mol/dm) Final NaAC Concentra ción (mol/dm) Calculated Final Conductiv ity (Ms) Current NaOH Concentrati on (mol/dm) Current NaAC Concentration (mol/dm2) Conversion of NaOH (%) Producti on of NaAC (%) 0 0.02 2 -0.01 0.04 1.58 1 61 0 0.02 2 -0.01 0.04 1.58 1 61 0 0.02 2 -0.01 0 04 1.58 1. 0 0.02 2 -0.01 0 04 1.58 1. 0 0.02 2 -0.01 0.04 1.58 1 61 0 0.02 2 -0.01 0 04 1.58 1. 0 0.02 2 -0.01 0.04 1.58 1.
temperatura que se tuvo en el reactor fue constante y fue de 25°C. Al igual que se tuvo un volumen constante de 1 L Corrida Taza de flujo de NaOh Taza de flujo de H2O Velocidad de agitación Concentración final de NaOH Conversión De NaOH 1 55 53.9 106 0 1. 2 55 54.1 106 0 1. 3 55 54.1 107 0 1. 4 55 54.1 107 0 1. 5 55.1 54 106 0 1. 6 55 53.9 107 0 1. 7 55.1 54.1 106 0 1. Por lo que, de manera ilustrativa se obtuvo lo siguiente:
Y en la cuestión del gráfico solicitado se obtuvo lo siguiente:
Para concluir con la práctica No.12 “Reacción de la saponificación en reactores”, podemos decir que la saponificación es un proceso ampliamente implementado en la industria para la síntesis del jabón a partir de la reacción de aceites o grasas en un medio alcalino, generalmente implementando hidróxido de sodio para controlar el pH. Dicha reacción consiste en una hidrólisis en medio básico de lípidos o grasas, las cuales se descomponen en sales de potasio o sodio según sea el caso y glicerina, generando a su vez desprendimiento de calor, siendo este de vital importancia para garantizar la calidad del proceso, es decir, a mayor desprendimiento de energía en forma de calor, son mejores los productos de la reacción. Nosotros en esta práctica trabajamos con agua destilada y NaOH, llevamos a cabo el montaje dicho reactor, supimos como debíamos ajustar todo el equipo (entradas y salidas), para después llevar a cabo el proceso y de esta manera poder obtener los datos arrojados como por ejemplo el tiempo, conductividad, concentración etc., por el software de cada corrida, la práctica se realizó exitosamente, entendimos el proceso que conlleva dicho reactor con la reacción de saponificación y nos llevamos de dicha práctica un nuevo aprendizaje.
