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Diseño y construcción de un electrodializador a escala de laboratorio para la separación del ácido láctico
Autor
Contreras, C.
Cárdenas Rodulfo, Antonio Luis
Institución
Resumen
Electrodialysis is a technique used to separate ions from liquid solutions. In the process, membranes with positive fixed charges let anions pass and membranes with fixed negative charges let the cations pass when an electric field is applied. In this way some liquid streams can be diluted in ions as other liquid streams are concentrated in ions and a separation is achieved. In the Laboratorio de Mezclado, Separación y Síntesis Industrial (LMSSI) a small pilot module of the K’elf type has been used to separate salts and lactic acid from lactoserum and model solutions presenting a low efficiency of separation. Because of this, a new electrodialysis pilot was designed and constructed which enhances the efficiency if compared with the K’elf model. This is achieved mainly because there is an increase in fluid velocity, which reduces the polarization layer and enhances the mass transfer, as results show: the removal of lactic acid is 26.3% in the K’elf model vs 74% in the equipment built in the LMSSI. The new equipment obtains results closer to the industrial scale equipment, fact that permits a better prediction of the industrial behavior of the fluids treated. La electrodiálisis es una técnica que se utiliza para separar iones de diversas corrientes líquidas. El proceso se basa en utilizar membranas con cargas fijas positivas que dejan pasar a los aniones (membranas aniónicas) y membranas con cargas fijas negativas que dejan pasar a los cationes (membranas catiónicas) al aplicárseles un campo eléctrico. De esta forma es posible concentrar los iones en una corriente de alimentación y diluir otra corriente de alimentación. En el Laboratorio de Mezclado, Separación y Síntesis Industrial (LMSSI) existe un módulo tipo K’elf de electrodiálisis en el cuál se realizaron estudios de separación de sales y ácido láctico del lactosuero y de soluciones modelo que presenta un rendimiento bajo. Debido a esto, se diseñó y construyó un nuevo equipo de electrodiálisis que aumenta significativamente la eficiencia al compararlo con el equipo tipo K’elf. Esto se logra al aumentar la velocidad de flujo de las corrientes en contacto con las membranas, lo que reduce la capa de polarización de concentración y por ende se mejora significativamente la transferencia de masa, como se demuestra al comparar el porcentaje de remoción del ácido láctico del 26,3% en el equipo K’elf vs un 74% en el equipo diseñado y construido en el LMSSI. El equipo construido obtiene resultados mucho mas parecidos a los obtenidos con equipos a escala industrial que el piloto tipo K’elf utilizado anteriormente, lo que permite realizar el escalado con mayor confianza.