Obtención de datos ELV

Independientemente del sistema, la primera mezcla que se introduce en el equipo posee una composición rica en uno de los compuestos. Después, se van añadiendo los otros compuestos con cada nuevo punto experimental, de forma que al finalizar el estudio de un sistema se haya cubierto todo el intervalo de composiciones miscibles. El objeto de este procedimiento es minimizar el consumo de productos.

Una vez la muestra ha sido introducida en el sistema, se pone en marcha el agitador magnético y se ajusta su velocidad de giro hasta que el sistema sea completamente homogéneo, aunque siempre evitando la formación de vórtices que puedan alterar el equilibrio. El volumen de muestra introducido en el equipo es aproximadamente 100 ml, cantidad suficiente para llenar el matraz mezclador y el calderín del equipo.

114 - Selección de entrainers de bajo impacto ambiental

Además, el volumen introducido es lo suficientemente grande como para permitir una recirculación continua del líquido desde el calderín al matraz mezclador a través de la bomba Cottrell. El siguiente paso es encender el circuito del agua de refrigeración para que pueda fluir a través del condensador. Después, se fija la presión de trabajo (1013 mbar en este caso) y se enciende la calefacción mediante la unidad de control.

El valor de potencia de calefacción seleccionado depende de la naturaleza de la mezcla a hervir, y se regula en función del caudal de vapor condensado que se recircula al mezclador. Solamente se requieren potencias de calefacción elevadas en aquellos sistemas con algún componente con una temperatura de ebullición alta, como en los casos del etilenglicol o el glicerol. Un valor idóneo es aquel que permita un flujo de vapor condensado de unas 30 gotas por minuto (una gota cada dos segundos).

No existe un valor fijado para el tiempo que transcurre desde que se enciende la resistencia hasta que el sistema alcanza el equilibrio. En este sentido, el tiempo varía principalmente en función del número de componentes que formen la mezcla inicial, así como de la naturaleza de los mismos. Normalmente, se necesita más tiempo para alcanzar el equilibrio en aquellos sistemas cuyos componentes tienen valores de la temperatura de ebullición muy distintos entre sí, como por ejemplo en el caso del etanol, agua y glicerol. La toma de muestras, que se realiza en estos casos de forma directa utilizando una jeringuilla, comienza cuando los valores de presión y temperatura permanecen constantes en el tiempo, con variaciones menores al 0.1% en ambos casos.

A la toma de muestra le sigue de inmediato el análisis de su composición en el cromatógrafo de gases. Se considera que el equilibrio se ha alcanzado cuando las composiciones de dos muestras consecutivas de la fase líquida o de la fase vapor poseen valores muy semejantes entre sí (diferencias por debajo del 0.001 en fracción molar). El cromatógrafo de gases utilizado para determinar las composiciones de ambas fases varía dependiendo del tipo de sistema estudiado. Así, para los sistemas etanol + agua + glicerol o + 2-metoxietanol se utilizó un cromatógrafo Varian CP-3800 con un detector de conductividad térmica (TCD) y una columna empacada modelo Haysep Q con 1.8 m de longitud y 1/8’’ de diámetro interno, el cual se muestra en la Figura 5.6.

Procedimiento experimental - 115

Figura 5.6 Cromatógrafo Varian CP 3800

El cromatógrafo utilizado en el análisis de la composición en el resto de sistemas (incluido aquellos sistemas con compuestos parcialmente miscibles) fue otro cromatógrafo manufacturado por la compañía CE Instruments GC 8000 Top con un detector de conductividad térmica (TCD). La columna empleada en este caso fue una columna empacada (Porapack Q 80/100) de 3 m de longitud y 1/8’’ de diámetro interno. El análisis de la respuesta obtenida se realiza mediante la aplicación informática Chrom- Card diseñada para Windows 98.

116 - Selección de entrainers de bajo impacto ambiental

Las condiciones de operación de cada cromatógrafo se establecieron dependiendo de los componentes que formaban el sistema, aunque por lo general se mantuvo el valor del caudal de gas portador, así como las temperaturas del inyector y detector para la gran mayoría de experimentos. En este sentido, la variable más modificada fue la temperatura del horno, así como la duración de los análisis. En el Apéndice 10.3 se recogen las condiciones de operación para cada sistema.

La relación entre las áreas cromatográficas y las composiciones de las muestras se obtienen, para ambos cromatógrafos, mediante una ecuación polinómica que relaciona las áreas obtenidas del cromatógrafo y la fracción másica de los distintos compuestos que forman la mezcla. Así, se prepararan distintos patrones de muestra de forma que se cubra todo el intervalo de composiciones de la zona homogénea del sistema. A continuación, se obtienen las áreas cromatográficas de dichos patrones y se calculan los parámetros del polinomio de la ecuación que relaciona las composiciones másicas con las áreas.

Las muestras patrón del calibrado gravimétrico se prepararon en una balanza METTLER TOLEDO AE200 de precisión ± 0.00001 g. La diferencia entre los valores experimentales y los calculados con el polinomio no superó, en ninguno de los casos, 0.001 en términos de fracción másica, un valor que se consideró aceptable.

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