Optimización de la hidrólisis alcalina de bixina con hidróxido de sodio en el proceso de obtención de norbixina en la empresa Activ International S.A.C.

Abstract

La presente investigación se llevó a cabo en la empresa Activ International S.A.C. abarca desde la caracterización del extracto de bixina hasta la obtención cuantitativa de Norbixina. La investigación surge por la necesidad de implementar un proceso de obtención de norbixina en la empresa Activ International S.A.C., el cual debe ser optimo y rentable, es por ello que se realizó un estudio de su producción a nivel de laboratorio y a nivel industrial, el principal problema es que se desconoce el efecto de las variables Temperatura (ºC), Tiempo de contacto (tc) y concentración de hidróxido de sodio (gr/L), las cuales son las variables de mayor relevancia en la optimización de la hidrolisis alcalina de bixina para la obtención de Norbixina. Para abordar esta problemática se fijaron objetivos, como caracterizar físico-químicamente el extracto de bixina, determinar las variables que permitan obtener la mayor cantidad de norbixina por la hidrolisis alcalina de bixina con hidróxido de sodio. El diseño de las pruebas estuvo basado en la bibliografía recopilada de investigaciones acerca del procesamiento de bixina. Para determinar el número de pruebas experimentales a realizar se utilizó el diseño factorial 2K, de tres factores (temperatura, tiempo de contacto y concentración de hidróxido de sodio) con replica en el punto central. Cada prueba se realizó por triplicado haciendo un total de 27 pruebas. La caracterización del extracto de bixina el cual está compuesto por dos mezclas de extractos, una mezcla de alta concentración y la otra de baja concentración de norbixina, la primera es utilizada directamente para la producción de norbixina y la segunda como liquido de recuperación en el proceso. Se determinó que para la mezcla de alta concentración (extracto 1+2+3), con un peso de 14260.2 gr, presenta un 0.79% de concentración de norbixina y para la mezcla de menor concentración (extracto 4+5+6+Enjuague), que con un peso de 17384.4 gr posee una concentración de norbixina de 0.035%. De acuerdo al planeamiento experimental, los resultados son expresados como rendimiento general del proceso, la prueba que en la que se obtuvo el mejor resultado de la hidrólisis alcalina con hidróxido de sodio, marco un rendimiento general de 76.56%, en una concentración de hidróxido de sodio de 42gr/L, temperatura de 90ºC y un tiempo de contacto de 20 minutos. Obtenidos en laboratorio los valores óptimos de las variables temperatura, tiempo de contacto y concentración de hidróxido de sodio para la reacción de hidrolisis alcalina de norbixina, se procedió a realizar la validación mediante pruebas piloto en la planta de ACTIV INTERNATIONAL S.A.C., luego de realizar un adecuado escalamiento del proceso (laboratorio-planta), se procedió a realizar lotes de prueba de menor escala. Finalizados los lotes de prueba, se programó y ejecuto tres lotes utilizando para cada lote 500 kg de semilla de achiote, terminado su procesamiento en planta el producto obtenido es la norbixina seca granulada. Los lotes de producción obtuvieron rendimientos generales superiores a 70%, por lo tanto, las pruebas de laboratorio fueron escaladas y validadas a nivel industrial