Estudio de factibilidad de la producción de acido láctico a partir de glicerina proveniente de la industria del biodiesel

Abstract

El trabajo desarrollado tiene como objetivo evaluar la factibilidad técnica y económica para la producción de ácido láctico a partir de glicerina cruda, un subproducto de la industria del biodiesel. Este proyecto surge como respuesta al excedente de glicerina generado en Argentina, proponiendo una alternativa innovadora y sustentable para poner en valor este recurso de bajo costo, generando un producto con múltiples aplicaciones industriales. El proyecto analiza el potencial de la glicerina cruda como materia prima para producir ácido láctico mediante reacción hidrotermal catalizada en medio básico. Se plantea una capacidad nominal de 31.000 toneladas anuales de ácido láctico con pureza superior al 90%. La planta se ubicará en el Parque Industrial de San Lorenzo, Santa Fe, aprovechando su cercanía a productores de biodiesel y al puerto, favoreciendo la logística y costos operativos. Aunque existen barreras de mercado, se identifican oportunidades en aplicaciones emergentes como biopolímeros, fertilizantes y solventes. El proceso incluye etapas clave como mezclado, reacción, separación gas-líquido, neutralización y purificación. Se seleccionó un reactor slurry continuo debido a sus ventajas en transferencia de masa y control térmico. El diseño del reactor consideró condiciones óptimas, como temperatura de 230 °C, presión de 28 bar y un sistema de agitación eficiente. Además, se eligieron materiales resistentes a condiciones corrosivas y de alta presión, asegurando la durabilidad y seguridad del equipo. Se diseñaron sistemas para separar subproductos y purificar el ácido láctico, integrando técnicas como destilación flash y recuperación de catalizador mediante hidrociclones. Se buscó minimizar el consumo de agua mediante recirculación y optimizar el uso energético. El análisis energético se realizó mediante la metodología pinch, maximizando la eficiencia mediante el intercambio térmico entre corrientes frías y calientes. Esto permitió reducir el uso de energía externa y costos operativos. Se diseñaron sistemas auxiliares como calderas, intercambiadores de calor y transporte de fluidos, priorizando la seguridad, eficiencia y sostenibilidad. El análisis económico determinó una inversión total de 26.3 millones de dólares, con costos operativos anuales de aproximadamente 37.4 millones. Aunque tecnológicamente viable, el proyecto presentó una tasa interna de retorno (TIR) del 5%, inferior a lo esperado. Un análisis de sensibilidad reveló que una reducción del 20% en el costo de la glicerina podría mejorar significativamente la rentabilidad, destacando la dependencia de este insumo en la viabilidad del proyecto. Se diseñó una ampliación de la planta para valorizar el sulfato de sodio, un subproducto del proceso, mediante un sistema de secado rotativo que logra una pureza comercial del 99%. Esta expansión generaría ingresos adicionales de 5.2 millones de dólares anuales, mejorando la rentabilidad global y alineándose con los principios de economía circular. En conclusión, el trabajo integra conocimientos adquiridos durante la carrera, aplicando metodologías de diseño, análisis técnico-económico y optimización de procesos industriales. Se destacó por su enfoque en la sustentabilidad, proponiendo soluciones innovadoras para problemas actuales de la industria. A pesar de la incertidumbre técnica y económica, el proyecto permitió desarrollar habilidades en toma de decisiones bajo condiciones complejas, consolidando competencias clave del ingeniero químico. Si bien la rentabilidad inicial fue limitada, las propuestas de expansión evidencian un potencial significativo para mejorar la viabilidad del proyecto, posicionándolo como un modelo prometedor en la valorización de residuos industriales. Este trabajo no solo refleja un logro académico, sino también una contribución relevante a la industria química.