Thesis Evaluación del escalamiento a nivel industrial sobre la primera etapa de la síntesis de análogos de brasinoesteroides del tipo 22(S)-2,6-dioxo-24-nor.-5α-colanos
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Date
2023-01
Authors
Jorquera Hernández, Sebastián Nicolás
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Abstract
Los brasinoesteroides (BRs) representan un grupo de hormonas vegetales que regulan el crecimiento y desarrollo de las plantas a lo largo de su ciclo vital. Son destacados por su potencial hormonal que protege a estos seres vivos bajo condiciones de estrés biótico y abiótico. Este trabajo de memoria describe el escalamiento desde nivel de laboratorio sobre un paso de una ruta de síntesis asignada para la formulación de nuevos análogos de BRs del tipo 22(S)-2,6-dioxo-24-nor-5α-colanos, a un nivel industrial de producción masiva realizando los estudios técnicos, económicos y de mercado para la evaluación de su factibilidad.
La investigación de mercado proporcionó información sobre el alto valor de oportunidad que posee el producto dado a su alto grado de pureza y eficacia dirigido hacia un mercado emergente en nuestro país, con una demanda cada vez mayor a raíz de los diversos cambios climáticos y escasez de recursos hídricos, lo que induce a nuevas soluciones a estas problemáticas medioambientales en corto plazo. El nicho de mercado para los reguladores de crecimiento vegetal en Chile es pequeño, por lo que la competitividad es baja y su demanda se proyecta en base al cultivo de las 6 hortalizas más comunes en el país, determinando así una cantidad anual de producción de 5,000 [ton].
Para el trabajo en planta se consideran 48 semanas hábiles con una jornada laboral de 8 [h] diarias, una capacidad productiva del compuesto (34) igual a 3,04 [ton/ciclo] demorando 1,2 [h] cada ciclo. Dentro del balance de masa del proceso productivo se tienen 1,34 [ton/h] de solución de ácido crómico (Jones) en un 25% de exceso para oxidar a 2,69 [ton/h] de reactivo orgánico (10) disuelto con 42,1 [ton/h] de acetona y posteriormente con 0,12 [ton/h] de metanol (98% de rendimiento de la reacción). Luego se procede a evaporar los solventes más volátiles para entrar a la etapa de extracción en matriz líquida con 3,46 [ton/h] de diclorometano en la fase orgánica, obteniendo una corriente de extracto de 6,12 [ton/h] y 39,65 [ton/h] de refinado. Finalmente, en la etapa de cristalización se evapora a presión reducida todo el solvente orgánico, obteniendo un flujo final de 2,60 [ton/h] de producto dioxidado (34) para ser almacenado y empacado. El volumen del reactor R-201 diseñado con un sobredimensionamiento del 10% corresponde a 80,2 [m3], determinado en base a la concentración alcanzada de producto (34) igual a 0,107 M a los 10 [min] que toma la reacción. Los estudios cinéticos mediante espectrofotometría UV-VIS revelaron que la reacción de dioxidación posee una cinética de primer orden con respecto al agente oxidante, con una constante de velocidad de pseudo-primer orden igual a 8,19x10-4 [s-1] a 20 [°C].
El estudio económico consideró el costo de todos los equipos involucrados en el proceso, costo de inversión (CAPEX) y costos de operación (OPEX) que junto con el ingreso por ventas lograron estimar los indicadores económicos del VAN igual a $49,814,677.40, un %TIR igual a 5,2% y un Payback de 1 años, lo que se traduce en una alta rentabilidad y viabilidad financiera para el proyecto.
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Keywords
FITOHORMONAS , ESCALAMIENTO , FACTIBILIDAD