Principios de la QUIMICA VERDE

TEMA 2: 4/11/22

12 Principios de la QUIMICA VERDE

1. Prevención
2. Economía atómica
3. Síntesis menos peligrosa
4. Diseño compuestos mas seguros
5. Reducir disolvente y auxiliares: disolventes alternativos a los convencionales. Ejm co2 para quitar cafeína del café
6. Diseño eficiencia energética: eficiencia en el consumo energético. Cualquier proceso tiene una huella de carbono, la idea es diseñar sistema que disminuya esa huella, entonces los procesos (calentamiento, enfriamiento, separación..) son mas favorables porque utilizas menos energía por lo tanto mas económicos. Fuentes de energía renovable = adapatar la tecnología
7. Uso materia prima renovables. Ejem sustituir petróleo por materias renovables. Materia renovable. Ejemplo papel, que viene de la fibrosa, que viene de la madera, es un sistema regenerable (si se hace organizada y programada, ajuste producción y consumo). Otro material es biosiesel que viene esterificación (¿) de acidos grasos. Problemas de las fuentes renovables: competición de recursos ejmplo: fermentación de celulosa a partir del maíz para producir etanol (combustible autos) pero el maíz también es un alimento. Ejm piel de la naranja obtengo celulosa, limonero, etc pero con la naranja se hace jugos (COMPETICION DE PRODUCTOS). Todo esto depende después de las políticas y legislaciones. Utilizar biomasa para convertirla en productos, esto es tecnología nueva, lo que significa hacer cambios a tecnologías establecidas (transición). Ejm: a partir de glucosa puedo hacer polímeros biodegradables, menos impacto ambiental. Ejemplo: en vez de PET está el PEF (ventaja: absorbe menos gases que el PET, favorece a las bebidas carbonatadas)
8. Reducción derivados: a mayor complejidad en grupos funcionales existen problemas de selectividad, por eso utilizan protectores de grupos, desde el punto de economía atómica es negativo el uso de sistemas protección/desprotección ya que hay mayor utilización de atomos, mas cant de pasos. Naturaleza no hace sistemas protección/desprotección sino sistemas selectivos, entonces la idea es imitar a la naturaleza. Ejemplo: enzimas (proteínas). Ejemplo: Formación de amidas es poco sostenible porque necesitas un intermediario, y esto es importante porque industria farmacéutica usa este compuesto. Amina + carbonilo = amida (se necesita activación). Alternativa: utilización de enzimas para formación enlaces pettilicos (¿)
9. Catálisis: reducción de energía, aumento selectividad=disminución desechos. Ejemplo. Reacción metátesis
10. Diseño para la degradación: productos químicos deben diseñarse que al final de su función puedan descomponerse en productos inofensivos y que no persistan en el ambienta: ejemplo. DDT elimina las plagas pero mataba las aves al final. Ejemplo: surfactantes (detergentes) Dif entre esteres y enlace carbono: el ester se puede hidrolizar a alcohol y acido graso, lo que hace que se rompa la molecula y sea mas biodegradable, entonces la idea es que los detergentes tengan su parte polar y apolar y tengan enlaces ejemplo esteres que puedan hidrolizar después de utilizarlo para que se degrade mas rápido. Ejemplo CASO DE ESTUDIO: pastificante, son muy buenos aditivos para elaboración de plástico ya que disminuye temperatura, pero es un agente toxico, entonces la idea es utilizar esteres a partir de almidon por ejemplo, que pasa a ser glucosa se hidrogena y pasa a sorbitol, que pasa después a un ester, que pasa a ser un plastificante BIODEGRADABLE. CASO ESTUDIO: PLASTICOS: proceso alternativo es la síntesis de acido polilactico (PLA). CASO ESTUDIO: EXTINTORES: utilización espumantes biodegradables
11. Analisis en tiempo real para prevenir la contaminación: seguimiento y control en tiempo real de la formación sustancias toxicas o peligrosa. Ejemplo: proceso exotermico, control de la temperatura
12. Procesos químicos más seguros para evitar accidentes

NOTA: para los casos de estudio se compara ejemplo elaboración de plastificantes convencionales y analizar su proceso y compararlo con los plastificantes biodegradables

GRUPO: edgar y yo: CASO 4

Principios de la INGENIERIA VERDE

• Desarrollo y comercialización de procesos industriales que son factibles económicamente y reducir riesgos para la salud humana y conservación del ambiente
• Minimizar polucion ambiental
• Crear productos recicables o biodegradables
• Procesos eficientes en consumo de energía y materias primas

1. Inherente mas que circunstancial: que todas las entradas y salidas del balance de materia y energía sea inherentemente inocuas. Ejemplo (métodos físicos en vez de sustancias químicas): en la desinfección de un fluido, utilizar microfiltracion o radiación UV, en lugar de cloro u otro bactericida. Ejemplo (materiales más seguros): utilización pinturas en base acuosa en vez de tradicionales con disolventes organicos

7/11/22

Cual proceso es más sostenible, tiene menos impacto

1. Prevenir en vez de tratamiento: prevenir la contaminación que tratar o limpiar el residuo ya producido.

• Uso reactores mas eficientes
• Sustitucion de disolventes
• Eliminar intermedio toxicos
• Nuevos caminos de reacción
• Diseño de las tuberías para disminuir la perdida de carga
• Pintar depósitos blancos para que no absorba la energía y no se caliente

1. Minimizar consumo de energía y materias primas: la mayoría de los procesos se utiliza la destilación lo cual lleva mucha energía  y la extracción liquido-liquidolleva gran consumo de disolventes, estas operaciones de separación y purificación deben diseñarse para minimizar huella carbono. Biorefineria ir de material con oxígenos (glucosa) protonar y deshidratar para pasar a un alqueno para pasar a un alcano con deshidrogenacion. En cambio la refinería va al revés del alcano a compuesto con oxigeno.

Alternativas:

• Uso disolventes inocuos CO2, supercríticos
• Uso de mebranos
• Uso de reactores extractivos en los que le producto de interés se separa inmediatamente

Ejemplo: separación acido acético con agua es muy difícil por separación de destilación. Alternativa: extracción con acetato de etilo

Hidrogeno como energía-problema: el transporte. Lo que se puede hacer es almacenarlo en una sustancia liquida que se puede transportar. Un candidato es amoniaco, acido fórmico. Diseño de un reactor con membranas microporosas que adsorban el hidrogeno para desplazar el equilibrio, asi  se obtiene una conversión cercana 100%

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