3.3 Method
4.3.4 Agricultural labourers
Las membranas de Osmosis Inversa (OI), son membranas nano- compuestas de película fina (TFN) formadas por nano material benigno que han sido incorporados a la capa de poliamida.
Ésta tecnología aumenta significativamente la permeabilidad de la membrana haciéndola equiparable a las mejores de su clase en cuanto a rechazo de sales. (The Down Chemical Company)
3.1. Influencia de la Temperatura.
En los resultados experimentales se presentan en la figura N° 10 y tabla N° 6 (ver Anexo 4), se obtiene que:
Figura 10: Deshidratación de etanol por Pervaporación a temperaturas
de 25, 35 y 45 °C con una membrana de Osmosis Inversa. (Fuente: propia) 90.00 91.00 92.00 93.00 94.00 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Co n cen tr aci ón d e e ta n ol (%) Tiempo (min) 25 °C 35 °C 45 °C
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- Para la temperatura de 25 °C, en los 10 primeros minutos existe una
tendencia ascendente llegando a una concentración de 97.7%, luego en los 10 minutos siguientes desciende hasta alcanzar una concentración de 90.9%; a partir de ese periodo la concentración inicia una oscilación entre 91.4% y 90.2% durante el resto de tiempo del proceso de (PV).
- Para la temperatura de 35 °C, existe una tendencia ascendente en la
concentración de etanol en los 10 primeros minutos, luego existe una tendencia descendente hasta 96.8%, luego vuelve a tener una tendencia ascendente logrando una concentración máxima de 99.4%; a partir de ese periodo de tiempo inicia una oscilación en la concentración de etanol entre 96.4% y 99.4% durante todo el tiempo que se desarrolló el proceso de deshidratación de etanol.
- Para la temperatura de 45 °C, % en los primeros 20 minutos existe una
tendencia ascendente alcanzando una concentración de 98.3%, luego desciende hasta 95.2% manteniéndose constante por 10 minutos, luego vuelve ascender hasta alcanzar una concentración de 97.0% de etanol, a partir de ese periodo de tiempo se inicia una oscilación en la concentración entre 95.2% y 96.5% durante el tiempo que se desarrolló el proceso de deshidratación de etanol.
Según la figura N° 10 a temperaturas superiores a 35 C la concentración de etanol disminuye, esto se verifica con estudio de Rachipudi et al (2013), donde señala que conforme se aumenta la temperatura, la presión de vapor en el lado de la alimentación también aumenta, pero la presión de vapor en el lado del permeado no se ve afectada, esto conduce a una disminución en la interacción de la membrana y el permeado, logrando disminuir su selectividad.
Por lo tanto, se vuelve a verificar que la temperatura óptima para la deshidratación de etanol por el proceso de Pervaporación (PV) es de 35 °C, obteniendo nuevamente concentraciones de 99.4%, aun trabajando con otro tipo de membrana.
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3.2. Influencia de la Presión
Los resultados experimentales que se muestran en la figura N° 11 y tabla N° 7 (Anexo 4) se desarrollaron a condiciones de 1.0, 0.85 y 0.50 Bar y a una temperatura constante de 35ªC.
Figura 11: Deshidratación de etanol por Pervaporación a presiones
de 0.5, 0.85 y 1.0 Bar y 35 °C (Fuente: propia)
- Para la presión de 0.50 Bar, existe una tendencia ascendente en los
primeros 10 minutos alcanzando una concentración de 98.2%, luego en los 20 minutos siguientes existe una tendencia ascendente hasta 96.8%, en los siguientes 10 minutos vuelve ascender hasta lograr una concentración máxima de 99.4%; asimismo en los 20 minutos siguientes mantiene una estabilidad hasta que se inicia una gradiente desde 98.8% hasta 96.4%.
- Para la presión de 0.85 Bar, al transcurrir un periodo de tiempo de 20
minutos la concentración tiene una tendencia ascendente desde 96.0% hasta 97.2%, luego en los siguientes 10 minutos existe una tendencia descendente hasta 96.0%, a partir de ese periodo de tiempo existe una variación en la concentración desde 97.5% hasta 99.0% durante el tiempo que se desarrolló el proceso.
90.00 91.00 92.00 93.00 94.00 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Co n cen tr aci ón d e e ta n ol (%) Tiempo (min)
1.0 Bar 0.85 Bar 0.50 Bar
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- Para la presión de 1.0 Bar, partiendo de una concentración inicial de
96.0% de etanol existe una tendencia ascendente durante un periodo de tiempo de 10 minutos alcanzando una concentración de 98.3%, luego en los siguientes 10 minutos desciende hasta 97.2%, luego vuelve ascender alcanzando una concentración de 98.8%; a partir de ese periodo de tiempo existe una gradiente en la concentración entre 99.4% y 97.6% hasta finalizar el tiempo de desarrollo del proceso.
De los resultados obtenidos observamos que, al aumentar la presión también aumenta la concentración de etanol obtenida en el retenido; esto se debe a que la membrana de osmosis inversa posee una mayor selectividad en comparación con la membrana de Nanofiltración.
De la figura N° 11 concluimos que a 0.50 Bar no hay una estabilidad en la concentración de etanol, mientras que a 0.85 y 1.0 Bar se llega a obtener concentraciones entre 97.5% y 99.4% respectivamente.
Por lo tanto, haciendo una comparación entre las membranas utilizadas en el proceso de deshidratación de etanol, es conveniente trabajar con la membrana de Osmosis Inversa (OI); debido a que presenta una mayor estabilidad en sus resultados obteniendo concentraciones mayores a 96.0%.
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CAPÍTULO IV
CONCLUSIONES
En el trabajo realizado de “Influencia del tipo de Membrana y Presión en la
deshidratación de etanol por el proceso de Pervaporación”, se llega a las siguientes conclusiones:
1. La selectividad de las membranas está influenciada por la presión y la temperatura, así tenemos que a presiones entre 0.1 – 0.3 bar y temperatura de 45 ºC, las membranas de Nanofiltración y Osmosis Inversa no son selectivas para separar el agua del etanol.
2. Mediante el proceso de pervaporación, utilizando la membrana de Nanofiltración (NFW de 300-500 cut off), es posible deshidratar etanol alcanzando una concentración de etanol del 99.4%, bajo las condiciones de operación: 1.5 mL/min, 35 °C y 0.85 Bar.
3. La membrana de Nanofiltración NFW de 300 - 500 cut off es más selectiva que la membrana de Osmosis Inversa, aunque ésta última es más estable en el tiempo.
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CAPÍTULO V
RECOMENDACIONES
1. Estudiar el comportamiento de las propiedades de las membranas de Nanofiltración y Osmosis Inversa a presiones menores de 0.5 bar.
2. Realizar ensayos utilizando otro tipo de membranas poliméricas de Nanofiltración como: NFX 150 – 300 cut off, NFG 600 – 800 cut off. 3. Utilizar otros equipos para determinar la concentración de etanol.