Mejoramiento Energético y Ambiental de Procesos

INTRODUCCION

La catálisis es un proceso en el cual una reacción química se ve acelerada su velocidad de reacción por el uso de una sustancia o compuesto capaz de lograrlo sin reaccionar con reactivos promoviendo la formación de los productos. En la industria química se usa gran cantidad de los denominados catalizadores, logrando sintetizar productos, optimizando el tiempo de reacción y en el aspecto económico facilitando los procesos de producción.

El presente trabajo tiene como objetivo el abordar de manera explicativa el concepto de:

• Catálisis Ambiental mediante la presentación de diversos subtemas de interés en los cuales se ven envueltos procesos catalíticos que conllevan beneficios para el medio ambiente, con el fin deponer en conocimiento métodos que se llevan a cabo en la industria y que involucran este tipo de procedimientos.

Mejoramiento Energético y Ambiental de Procesos

Los catalizadores son ampliamente utilizados en la industria para producir medicamentos, combustibles, plásticos, fertilizantes, etc. Los catalizadores de hoy son más eficientes que los sintetizados en el pasado, por lo que ayudan a ahorrar energía creando procesos volverse más seguros, reduciendo así el impacto ambiental. Como se mencionó anteriormente, los catalizadores tienen un campo de aplicación muy importante en tecnologías y procesos relacionados con el medio ambiente, mejorando así los sistemas de producción y reduciendo el número de especies contaminantes, evitando en gran medida la contaminación de las aguas residuales o los procesos de las fábricas. Obviamente, estos procesos no son los únicos que intervienen en los catalizadores, pero son los más conocidos porque se utilizan todos los días, lo que los convierte en aliados del medio ambiente.

Fijación de Gases de Efecto invernadero y Control de la Contaminación del Aire

El dióxido de carbono es una fuente de carbono potencialmente abundante en la Tierra. El uso de energías renovables y la reducción del consumo de combustibles fósiles son algunas de las acciones que la sociedad está tomando para evitar que aumente la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. Otra alternativa interesante que ha suscitado interés y controversia es la reducción electroquímica de CO2. Los métodos electroquímicos para reducir el dióxido de carbono son más simples y menos costosos que otros métodos reportados en la literatura porque generalmente operan a temperatura ambiente.

El proceso, respetuoso con el medio ambiente y que reduce el consumo de energía, minimiza el consumo de reactivos y permite el uso de energía renovable para impulsar la reacción, lo que significa que no se produce dióxido de carbono adicional. Los avances recientes en este campo apuntan a desarrollar catalizadores capaces de reducir el dióxido de carbono a un bajo poder residual y mayor rendimiento. El principal desafío que surge es la fuerte dependencia de las propiedades del solvente, en medios acuosos el potencial de reducción de CO2 es muy cercano al potencial de reducción ambiental. Durante el desarrollo, en condiciones operativas moderadas, elimine los contaminantes biológicamente dañinos y las causas de la degradación ambiental y/o use dióxido de carbono en el proceso de síntesis de productos químicos para satisfacer la demanda.

Proyectos completados

Mejora de la eficiencia de la síntesis directa de carbonatos lineales a partir de dióxido de carbono y alcoholes a temperaturas moderadas.

Reducción de las emisiones de material particulado y NOx de Sumicol S. Colciencias-Sumicol-UdeA.

Fijar el CO2 producido durante la fermentación de la biomasa mediante procesos respetuosos con el medio ambiente.

Catalizadores biológicos

Las enzimas son catalizadores biológicos con gran potencial para aplicaciones en procesos químicos tradicionales. Su aplicación a la síntesis química ha simplificado procesos, reducido la energía que consumen y reducido la cantidad de residuos químicos contaminantes producidos. La introducción de procesos catalizados por enzimas en las industrias química y farmacéutica avanza, lo que nos beneficia no solo en términos de costo del producto, sino también en términos de creación de procesos más limpios y amigables con el medio ambiente.

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Las enzimas obtenidas a partir de microorganismos (bacterias, hongos o levaduras) se seleccionan mediante cribado y luego se cultivan mediante fermentación (en un matraz o en un reactor). A partir del medio de cultivo se realiza la purificación de la enzima que cataliza la reacción de interés. La purificación se realizó mediante técnicas cromatográficas y se utilizaron técnicas de concentración.

Una vez purificado, se realiza Caracterización funcional Esta capacidad se logró mediante estudios de estabilidad y actividad de en función del pH y la temperatura, así como como estudios de las propiedades del sustrato del y la determinación de los mecanismos cinéticos y químicos del. Los datos obtenidos permiten abordar estudios de ingeniería de proteínas mediante técnicas de mutagénesis dirigida al sitio, con el objetivo de tener su uso industrial en enzimas de biorreactores. Por otro lado, la enzima que codifica el gen está siendo aislada, clonada y secuenciada, lo que permite obtener grandes números, así como realizando estudios de ingeniería de proteínas.

Eliminación catalítica de compuestos orgánicos volátiles

Los compuestos orgánicos volátiles incluyen una gama de productos químicos de peso molecular relativamente bajo que se emiten en muchos procesos industriales. Una de las principales fuentes de emisiones de COV (COMPUESTOS ORGANICOS VOLÁTILES) es el uso de disolventes que normalmente contienen compuestos aromáticos y grasos, alcoholes, glicoles y ésteres. Los procesos típicos que se utilizan para minimizar las emisiones de estos compuestos son la adsorción del mismo, la oxidación térmica, la eliminación foto catalítica y la combustión catalítica.

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A continuación, veremos un proceso más fácil de usar que la oxidación o la combustión catalítica.

"La eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV) utilizando un catalizador estructurado basado en esponjas de alúmina impregnadas de paladio o platino". Los gases que salen del reactor, después de la reacción de oxidación, se analizaron en un cromatógrafo con detector de masas GCD plus HP G1800B, para cada uno de los compuestos orgánicos volátiles, y se sumergió el catalizador 1087 impregnado de platino o paladio, y se ha determinado que el de estos gases están compuestos principalmente por dióxido de carbono y el por agua en menor proporción. Por lo tanto, no se realizó el cálculo de selectividad debido a que los catalizadores utilizados fueron muy selectivos con respecto a la generación de CO2. Esto nos dice que la combustión es completa y que las condiciones son favorables para el uso de catalizadores de esta estructura como convertidores catalíticos, ya que se evitan emisiones nocivas al medio ambiente.

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