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Estudio de Componentes Puros y en Mezcla - A Partir De Aguacate Diego Andrés Rueda Baquero 1 , Geovanni Gil 2 profesor a cargo, Jeffrey Leon Pulido, director del programa

Facultad de Ingeniería - Ingeniería Química Universidad EAN Bogotá D.C - Colombia [email protected]

Resumen la siguiente investigación se tuvo en cuenta como objetivo principal identificar los principios básicos y las fenomenologías que ocurren con los compuestos en estados puros y en mezcla identificado los comportamientos de los mismos. Considerando el efecto del cambio de composición física y química en sistemas homogéneos, obtenido valores y parámetros que fueron discutidos en términos de las interacciones presentes en solución en combinaciones binarias para comprender de una manera más detalla su comportamiento Palabras claves: interacciones, compuestos, aguacate, mezclas, puros, propiedades Abstrato A pesquisa a seguir foi levada em consideração como objetivo principal de identificar os princípios e fenomenologias básicos que ocorrem com compostos em estados puros e misturar, identificando seus comportamentos. Considerando o efeito da mudança de composição física e química em sistemas homogêneos, obtiveram-se valores e parâmetros discutidos em termos das interações presentes na solução em combinações binárias para entender seu comportamento com mais detalhes. Palavras chaves: interações, compostos, abacate, misturas, puro, propriedades

Contenido Introducción.......................................................................................................................... 3 Diagrama de procesos.......................................................................................................... 4 Compuestos analizados.......................................................................................................4 semilla................................................................................................................................ 4 cáscara............................................................................................................................... 5 Pulpa.................................................................................................................................. 5 Métodos y parte experimental..............................................................................................6 Gráficas............................................................................................................................... 12 peróxido de hidrogeno vs fenol.....................................................................................12 peróxido de hidrogeno vs dihidroxifenol......................................................................14 peróxido de hidrógeno vs Agua.....................................................................................15 Azeótropo......................................................................................................................... 16 Conclusiones...................................................................................................................... 18 Referencias............................................................................................................................ 19 Tabla figuras Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Figura 6 Figura 7 Figura 8 Figura 9 Figura 10 Figura 11 Figura 12 Figura 13 Figura 14 Figura 15 Figura 16 Figura 17 Figura 18 Figura 19 Figura 20 Figura 21 Figura 22 Figura 23

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Introducción El aguacate es una planta originaria de Centroamérica, la clasificación botánica se divide en tres razas: americana, guatemalenses y drymifoli, con diferencias en la madurez de la fruta y el contenido de aceite. Las condiciones edafoclimáticas y de suelo del cultivo, juegan un papel de vital importancia en la formación del fruto donde se logran identificar diferentes especies por la altura de planta, en la forma y tamaño del fruto y color de follaje, así evaluando estos criterios como relevantes para nuestra investigación “El constante crecimiento, que ha llegado a incrementar sus exportaciones en más del 413 % en menos de tres años, el aguacate hass pasa por un buen momento. La producción de los cultivos que se encuentran a lo largo y ancho de Antioquia representa el 52,8 % de la fruta que se vende a otros países. Además, un 80 % de esas 3.916 hectáreas de tierra en la región pertenece a pequeños productores, según datos del Instituto Colombiano Agropecuario” (ICA, 2017) Con lo anterior, la industria alimentaria en procesamiento de aguacate está generando una gran cantidad de estos residuos subproductos orgánicos como cáscara, semilla y algunas pulpas se pueden presentar como un residuo aprovechable pero antes de llevar estos activos a un procesamiento hay que reconocer algunas características antes de realizar un proceso. asimismo, dándonos cuenta que las mezclas líquidas sólidas o gaseosas de diferentes compuestos dan origen a soluciones que generalmente no se comportan idealmente y a pesar de que el peróxido de hidrógeno y el aguacate es relativamente estable a condiciones ambiente. Es por ello que la función de la no idealidad es un dominio muy interesante ya que compuestos como estos en mezcla reaccionan diferente y tienen comportamientos útiles en el estudio de las interacciones moleculares y sus fenomenologías

Diagrama de procesos

Figura 1

Compuestos analizados Se analizaron los siguientes compuestos tanto en forma pura como en forma binaria con las gráficas P vs XY , T vs XY, y XY para conocer el comportamiento de estas cuando se encuentran en mezcla a su vez esto se realizó para poder analizar si había comportamientos especiales como sería los patamar y los azeótropos, logrando a así poder comprender de una forma más detallada el comportamiento de todas estas sustancias cuando se encuentran en mezcla, igualmente se analizaron con la sustancia que reaccionaron que fue el peróxido de hidrogeno. A Continuación estarán divididas por semilla cáscara y pulpa: semilla ● Tetrahydroxycyclohexane ● Catechin ● Epicatechin ● Citric acid

● Hydroxyphenethyl ● Peroxido de hidrogeno

cáscara ● Catechin ● Quercetin ● Perseitol ● tetrahydroxycyclohexane ● Rutin ● Peroxido de hidrogeno Pulpa ● Agua ● Calcio ● Hierro ● Magnesio ● Fósforo ● Potasio ● Sodio ● Zinc ● Cobre ● Manganesio ● Selenio ● ascobic acid ● Riboflavin ● Niain ● Pyridoxin ● Carboxymethyl ● Tocopherol ● Vitamina k ● Peroxido de hidrogeno

Métodos y parte experimental El programa usado para poder realizar la parte de simulación como los análisis fue por aspen plus v11.0, en el cual se procedió principalmente realizarlos con el primer modelo termodinámico que es NTRL el cual es muy usado para componentes líquidos y posteriormente se realizó el Peng Robinson usado para gases, al igual que al realizar el inicio de la simulación para que estimara los datos se realizó con estos dos modelos termodinámicos. para esta simulación se sustentó principalmente de paper los cuales para la parte de los componentes del aguacate como sus composiciones están referenciados, para la reacción del aguacate con el peróxido de hidrógeno también se sustenta de un paper del cual sacamos la siguiente reacción para poder usarla en la simulación C6H6O + 2H2O2 ---> C6H6O3 + 2H2O en el cual se está observando el monofenol reaccionando con el peróxido de hidrógeno produciendo así dihydrofenol más agua el procedimiento para esta simulación fue la siguiente: -

Entramos al simulador y buscamos los componentes que vamos a usar

Figura 2

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Una vez ya introducidos en el programa se procede a escoger el método termodinámico

Figura 3

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una vez realizado nos dirigimos a la parte de simulación para poder proceder poner los equipos que vamos usar para este caso será un reactor Rstoic el cual nos permite la reacción

Figura 4

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Colocamos el reactor en la simulación con su entrada y salida correspondiente

Figura 5

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Ahora entramos en la primera línea “S1” la cual será la corriente de alimentación del reactor para poder categorizarla y que esta cumpla la función en el programa de decirle al reactor que está entrando en el

Figura 6

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En el cual se pone una presión atmosférica y temperatura estándar posteriormente en la composición se le pone una cantidad mayor de peróxido de hidrogeno y una más pequeña de fenol debido que en el paper referencia que es muy poquito lo que reacciona. igualmente se continúa con el reactor

Figura 7

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En este caso se pone también en condiciones estándar ya que así es la entrada del alimento “S1” entrante y debido que la reacción reacciona a condiciones normales luego a esto es el momento más importante agregar la reacción para el reactor

Figura 8

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en el cual ponemos los reactantes a la izquierda y los productos a la derecha para esto es muy importante que la reacción esté balanceada para evitar errores al correr la simulación una vez realizado se da a next quedando la reacción añadida

Figura 9

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El cual nos aparece la reacción antes descrita una vez hecho esto salimos del reactor y procedemos a correr la simulación para que realice los cálculos correspondientes

Figura 10

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en el cual solo nos falta correr la simulación con next para que el programa calcule

Figura 11

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Esperamos a que realice los cálculos y no nos aparezcan errores los cuales pueden ser rojo y amarillo siendo el rojo un error grave y el amarillo uno leve

Figura 12

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En este caso los resultados fueron correctos procedemos abrir la corriente de salida para ver los resultados

Figura 13

-El cual podemos observar que tenemos ahora flujo molar, flujo másico, entalpía másica entalpía molar, entropías y densidades, también podemos encontrar azeótropos como fue este caso

Figura 14

Gráficas

A Continuación, se presentan las gráficas de la reacción

peróxido de hidrogeno vs fenol

Figura 15

Figura 16

Figura 17

peróxido de hidrogeno vs dihidroxifenol

Figura 18

Figura 19

peróxido de hidrógeno vs Agua

Figura 20

Figura 21

Figura 22

Azeótropo Para el azeótropo localizado el cual ocurre a 99.95 °C subimos la temperatura a 110 °c para poder mostrar que si sucede un azeótropo en estas condiciones

Figura 23

el cual se puede apreciar cómo corta la línea ideal demostrando la presencia de un azeótropo

Conclusiones ● Se presenta un azeótropo sin embargo este no causaría una modificación en la reacción debido que esta se está haciendo a condiciones estándar de 25°C y el azeótropo ocurre a una temperatura de 99.95°C n ● Aspen plus es una gran herramienta la cual además de poder analizar muchos componentes también nos permite realizar reacciones y así mismo poder entender un poco más qué es lo que ocurre al hacer estas reacciones ● Al trabajar con elementos como el hierro, magnesio, cobres presentes en el aguacate y no con su ion presenta muchas variaciones tanto en las gráficas como en el análisis debido que el programa interpreta estos como componentes y no como iones llevando a temperaturas altas de ebullición y muchos de estas presentes gráficas muy extrañas en el comportamiento binario ● Debido a las limitaciones en el manejo total del programa a su vez de muchas características no disponibles no se puedo realizar o poner muchos compuestos que son del aguacate ya que en este proceso muchos componentes no estaban presentes en aspen y otros estaban, pero no en ion haciendo no poder predecir con exactitud el comportamiento de los diversos componentes

Referencias [1] Bojorquez, R. (2019) composición nutricional del aguacate hass. tomado de https://es.slideshare.net/NUTRICIONUDEOGUAMUCHIL/composicin-nutricionaldel-aguacate-hass?from_action=save [2] Araújos, Rodríguez, Héctor, Pintado, Aguilar (2004) Changes in dry matter, oil content and fatty acids composition of avocado during harvesting time and post-harvesting ripening period.(Pp, 51-60) tomado de https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092422441730643X [3] Paez, Lans, Cantero. (2013)densidades y propiedades volumétricas de la mezcla n,n-dimetilformamida (dmf) + 1-butanol a diferentes temperaturas, tomado de http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v80n177/v80n177a16.pdf [4]Araújos, Rodríguez, Héctor, Pintado, Aguilar (2004) Changes in dry matter, oil content and fatty acids composition of avocado during harvesting time and post-harvesting ripening period.(Pp, 79-83) tomado de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030881460300428X [5] (Descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno, s.f. p,1). https://dqino.ua.es/es/laboratorio-virtual/descomposicion-catalitica-del-peroxido-dehidrogeno.html [6] martínez, (s.f) Termodinámica de las mezclas (PP 143- 173) capítulo 7 tomado de http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/bk3/c07/Termodinamica%20de%20las %20mezclas.pdf [7] (12 increíbles propiedades de la palta o aguacate,2015, p.1). https://www.elnuevoherald.com/noticias/finanzas/acceso-miami/cuidadomedico/article23740186.html [8].Varda, Kahn.(1998),Fitoquímica, [versión PDF Document], recuperado de https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0031942200801363 [9]. Bertling, I. (07 de noviembre de 2015) Niveles antioxidantes en varios tejidos durante la maduración del aguacate 'Hass' ( Persea americana Mill.). Recuperado de https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/14620316.2010.11512639? journalCode=thsb20 [10]. Ozdemir, F. (2004), Química de Alimentos, Vol 86, Núm 1, (pp,79-83) recuperado de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030881460300428X

[11].Rafael G. Araújo M. Rodríguez A. Maria Manuela y Aguilar C. (2018), Trends in Food Science & Technology, Vol 80, (pp 51-60) recuperado de https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092422441730643X