Aplicacion de Modelos Termodinamicos Y Conceptos de Equilibrio de Fases a Sistemas Polimericos, Biologicos Y Quimicos

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  • Published : April 19, 2008
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APLICACIÓN DE MODELOS TERMODINÁMICOS Y CONCEPTOS DE EQUI-LIBRIO DE FASES A SISTEMAS POLIMÉRICOS, BIOLÓGICOS Y QUÍMICOS

Cuando se habla del equilibrio de fases, este se relaciona fácilmente con operaciones como la destilación o la extracción líquido – líquido, pero fijándonos en los diferentes campos en los cuales participa el ingeniero químico, se cae en cuenta de que el campo de acción de este conocimiento del equilibrio de fases no puede estar tan sesgado. Para demostrar ello, vamos a trabajar el equilibrio de fases en los campos de los polímeros, los bioprocesos y la bio-química.

1.OBJETIVOS

Investigar y analizar el papel del equilibrio de fases en diferentes campos de inves-tigación relacionados con la Ingeniería Química. •Desarrollar y comprender los modelos matemáticos empleados por diferentes auto-res para el modelamiento de sistemas poliméricos, bioquímicos y biotecnológicos. •Simular el modelo en estudio generando un programa que permita estimar sus parámetros para de esta forma comparar sus resultados con los obtenidos usando programas de simulación (Aspen o Pro II.) y los obtenidos por el autor. •Participar en el concurso nacional de artículos a través de la investigación realizada.

2.PROCEDIMIENTO

Los estudiantes deberán organizarse en grupo de a 4 personas. •Cada grupo deberá escoger uno de los campos que se van a desarrollar a lo largo del proyecto. Dichos campos a desarrollar son: soluciones poliméricas, bioquímica, so-luciones electrolíticas y biotecnología. Cada tema puede tener por máximo (2) dos grupos de trabajo. Los temas se asignarán por orden de solicitud vía correo electró-nico. •El desarrollo de cada uno de los temas partirá de un artículo del que a continuación se muestra la información de acuerdo al tema:

-Bioprocesos: SUNG, T., MARTIN, A., Thermodynamic equilibrium model in anaerobic digestion process, Biochemical Engineering Journal, Vol. 34, Pp. 256-266, 2007.

Resumen: Las reacciones catabólicas son fundamentales para la supervivencia de los mi-croorganismos dado que generan la energía química que ellos necesitan. Dicho tipo de re-acciones en la digestión anaeróbica deben realizarse en condiciones cercanas al equilibrio pero ello depende del tipo de microorganismo. Dicho equilibrio es modelado por el autor para condiciones isotérmicas e isobáricas considerando tres tipos de modelos: ideal, Debye-Huckel-Prautnitz y Pitzer-Prautnitz.

-Soluciones de electrolitos: KOSINSKI, J., WANG, P., et al., Modeling acid-base equilib-ria and phase behaviour in mixed-solvent electrolyte systems, Fluid phase equilibria J., Vol. 256, Pp. 34-41, 2007.

Resumen: Se parte de la termodinámica como marco de referencia para el modelamiento y análisis del comportamiento de las fases y el equilibrio ácido – base para sistemas de mez-clas de solventes con electrolitos. Dicho modelamiento emplea el modelo de energía libre de Gibbs para un estado estándar de las propiedades de las especies puras. Con esto se halla una expresión a partir de la cual se puede determinar el pH de la mezcla. Este modelamiento trata de demostrar si algunas propiedades de la solución son reproducibles.

-Bioquímica: SADEGHI, R., Thermodynamic representation of phase equilibrium behav-iour of aqueous solutions of amino acids by the modified Wilson model, Fluid phase equi-libria J., Article in press, 2007.

Resumen: El modelo de Wilson para sistemas polímero – electrolito tiene un marco de refe-rencia en la termodinámica molecular. Este modelo se ha extendido para analizar el equili-brio vapor – líquido y líquido – sólido de los aminoácidos y cadenas de péptidos en solu-ciones acuosas como función de la temperatura, fuerza iónica y la composición del aminoá-cido. Se comparan los resultados obtenidos con los del modelo NRTL con relación a la so-lubilidad de los aminoácidos en diferentes soluciones acuosas.

-Polímeros: SADEGHI, R., Representation of vapor – liquid equilibria of aqueous polymer – salt...
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