Modelo matemático para la adsorción de ácido ferúlico en una columna empacada

Dávila Guzmán, Nancy Elizabeth (2009) Modelo matemático para la adsorción de ácido ferúlico en una columna empacada. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y Método del Estudio: El ácido ferúlico (AF) es un ácido orgánico débil, con propiedades antioxidantes, presente en las cáscaras de los granos de diferentes cereales y en diversas frutas. Es utilizado como materia prima de medicinas, químicos para la agricultura, cosméticos, pigmentos, aditivos alimenticios o como precursor de compuestos aromáticos, incluyendo vainillina. Estudios previos muestran que la recuperación del ácido ferúlico puede realizarse mediante un proceso de adsorción utilizando una resina polimérica como la Amberlita XAD-16 (XAD-16). La adsorción puede ser llevada a cabo en sistemas por lotes o continuos, sin embargo, a escalas industriales es preferido el sistema continuo y las columnas empacadas son ampliamente utilizadas para estos propósitos. Con la finalidad de predecir el comportamiento dinámico de la columna de adsorción se ha desarrollado un modelo matemático que permite describir el perfil de concentración-tiempo a diferentes condiciones de operación. Contribuciones y Conclusiones: El pH es un factor que afecta la capacidad de adsorción, se encontró que la mayor cantidad de AF removido (90 %) se obtiene a un pH de 3. El estudio dinámico se realizó a diferentes flujos volumétricos, obteniéndose una mayor eficiencia en la utilización de la columna (78%) y mayor tiempo de ruptura (100min.) al flujo volumétrico de 1.3 ml/min. La simulación de las curvas de ruptura se efectuó exitosamente con el modelo matemático desarrollado, con porcentajes de error absoluto menores al 8% en la predicción del tiempo de ruptura, debido a que el modelo matemático considera los fenómenos de dispersión axial, difusión de poro y el equilibrio de adsorción. Los modelos de Adams-Bohart, Thomas y Yoon & Nelson representan adecuadamente el tiempo de ruptura para un flujo volumétrico de 1.3ml/min; sin embargo para valores mayores (2, 3.9 y 7.7) los modelos son inadecuados debido que presentan porcentajes de error absoluto mayores al 10%.

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