Preparación de un surfactante para uso industrial empleando como materia prima el lodo colectado en las lagunas de oxidación de la industria de aceite de palma

Chaparro Acosta, Javier

Preparación de un surfactante para uso industrial empleando como materia prima el lodo colectado en las lagunas de oxidación de la industria de aceite de palma

dc.contributor.advisor	Urbina González, Juan Manuel
dc.contributor.author	Chaparro Acosta, Javier
dc.contributor.evaluator	Sánchez Torres, Viviana
dc.contributor.evaluator	Mercado Ojeda, Ronald Alfoso
dc.date.accessioned	2023-09-06T14:10:54Z
dc.date.available	2023-09-06T14:10:54Z
dc.date.created	2023-08-16
dc.date.issued	2023-08-16
dc.description.abstract	En los últimos años ha aumentado la producción de aceite de palma, el cual es usado para la producción de biodiesel y oleína de uso doméstico, dando como resultado que en la producción se generen varios subproductos y residuos (lodos) que generan vectores de contaminación. Para afrontar la problemática de los lodos que se obtienen en las piscinas facultativas se hace una modificación química para convertirlos en un producto útil para industria. En este trabajo de investigación inicialmente se dispuso de un lodo proveniente de las lagunas de oxidación de la industria de aceite de palma y se trató, mediante una extracción Soxhlet, usando éter de petróleo como disolvente para extraer el contenido de material orgánico útil, liberándolo de lignina y solidos inorgánicos, se utilizó la espectroscopia infrarroja para caracterizarlo. En la segunda parte se modificó el lodo mediante una esterificación seguida de una transesterificación usando metanol sobre el lodo; la escogencia del metanol se basa en la comparación con etanol mediante la simulación con el software Aspen HYSYS®, donde se observó que la reacción de esterificación del ácido palmítico con metanol se da más fácilmente debido a menor impedimento estérico y favorecimiento termodinámico; además, el costo en el mercado del metanol es menor, por lo que du uso es viable pensando en su aplicación industrial. Se usa ácido sulfúrico como catalizador, ya que es el catalizador más común para la esterificación de aceites. En este proceso se esterificaron los ácidos grasos libres produciendo el etil éster: se empleó un reactor batch, 5.00 gramos de lodo tratado, 10 ml de metanol, 0,13 g de ácido sulfúrico, calentamiento de 60 °C y tres horas de calentamiento a 300 rpm. Los productos de la reacción se neutralizaron con solución de carbonato de sodio, se separan mediante una extracción líquido – líquido, después evaporar al vacío el producto se caracterizó por espectroscopia infrarroja. Luego se hizo cromatografía de capa fina y de columna utilizando sílica gel para obtener un producto de mayor pureza. y por cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas GC/MS. Por último, se prepararon emulsiones en agua destilada para concentraciones de los etil ésteres (surfactante) y aceite de pino comercial del 1, 5, 10, 20%; se evaluó la estabilidad en el tiempo y se analizaron las emulsiones por microscopia. De otro lado, se midió la tensión interfacial con el método de perfil de gota del surfactante en aceite de pino en concentraciones de 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 ppm, se calculó la CMC.
dc.description.abstractenglish	In recent years the production of palm oil has increased, which is used to produce biodiesel and olein for domestic use, resulting in the production of several by-products and wastes (sludge) the generate pollution vectors. In order to face the problem of the sludge obtained in the facultative pools, a chemical modification is made to convert it into a useful product for industry. In this research work, the palm oil sludge was initially characterized by means of a main stage in which Soxhlet extraction was performed, using petroleum ether as solvent to extract the content of useful organic material, freeing it from lignin among other impurities, and infrared spectroscopy was used to characterize it. In the second part, the sludge was modified with an esterification and interesterification using methanol with the treated sludge; the choice of methanol is based on the comparison with ethanol through simulation with the Aspen HYSYS software, where it was observed that the esterification reaction of palmitic acid with methanol occurs more easily due to steric and thermodynamic effects; in addition, the cost of methanol in the market is lower, so it is viable for its industrial application. Sulfuric acid is used as a catalyst, since is the most common catalyst for oil esterification. In this process the free fatty acids are reduced producing the methyl ester under the following reaction conditions: a batch reactor was used, 5 grams of treated sludge, 10 ml of methanol, 0.13g of sulfuric acid, temperature of 60°C and three hours of heating at 300 rpm. The reaction products were neutralized with bicarbonate solution, separated with a liquid-liquid extraction, rotatory evaporator with vacuum and the product was characterized with an infrared spectrum. Then, thin layer chromatography and column were performed using silica gel to obtain a product of higher purity, and thus characterized in gas chromatography coupled to GC/MS mass spectrometry. Finally, emulsions were prepared in concentrations of methyl ester and commercial pine oil of 1,5,10, 20%, stability over time was evaluated and analyzed by microscopy. On the other hand, the interfacial tension was measured with the drop profile method in emulsions with concentrations of 200, 400, 600, 600, 800, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 ppm, the CMC was calculated.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería Química
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14993
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Lodo proveniente de la industria de aceite de palma
dc.subject	Transesterificación
dc.subject	Concentración micelar crítica
dc.subject.keyword	Palm Oil Sludge (POS)
dc.subject.keyword	Transesterification
dc.subject.keyword	Critical Micellar Concentration
dc.title	Preparación de un surfactante para uso industrial empleando como materia prima el lodo colectado en las lagunas de oxidación de la industria de aceite de palma
dc.title.english	Preparation of a Surfactant for Industrial Use Using as Raw Material the Sludge Collected in the Oxidation Ponds of the Palm Oil Industry
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría