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Título : Evaluación de modelos cinéticos utilizados en el proceso termogravimétrico de la degradación del látex natural (Hevea brasiliensis) en el cantón Caluma
Autor : Peña Medina, Elvis Javier
Director(es): Guamán Lozada, Darío
Tribunal (Tesis): Rodríguez Pinos, Adrián
Palabras claves : TECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIERÍA;INGENIERÍA QUÍMICA;TERMOGRAVIMETRIA;TASA DE CALENTAMIENTO;LATEX NATURAL (Hevea brasiliensis);BIOPOLIMERO;DEGRADACION TÉRMICA;ECUACIÓN DE ARRHENIUS
Fecha de publicación : 12-abr-2021
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Peña Medina, Elvis Javier. (2021). Evaluación de modelos cinéticos utilizados en el proceso termogravimétrico de la degradación del látex natural (Hevea brasiliensis) en el cantón Caluma. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFC;96T00631
Abstract : The objective of this study was to study the kinetics of the thermogravimetric process of degradation of natural latex (Hevea Brasiliensis), analysing the change in mass as a function of time. In the first place, the biomass was characterized by infrared spectroscopy (FTIR), immediate analysis and calculation of calorific value, this characterization shows the characteristic bands of natural latex, mainly the functional group of polyisoprenes comprised in the range between 839.847 and 1646.91 1/cm. Also, the percentage of volatile compounds was 82,39% and a calorific value of 29,88 MJ / kg, which shows the feasibility of the study, then the thermogravimetric study was carried out in a Mettler Toledo TGA-1 equipment considering heating rates of 5 and 15 °C/min. Using the data from the thermogravimetric study and applying the Arrhenius equation, five kinetic models are proposed (Determination of order by amplification of Avrami, Coast-Redfern, Friedman, Flynn-Wall-Ozawa, and Kissinger). Finally, the kinetic model based on the Kissinger method was established as an adequate model for the thermal degradation of natural latex and to minimize the error between the experimental and calculated values, a new model is proposed, and the kinetic parameters were adjusted such as the activation energy and the pre-exponential factor. Through the use of Statgraphics software, a recalculation of the working temperatures was carried out which showed more adjusted kinetic parameters such as the activation energy of 180,967 KJ/mol, in the highest peak of 363,33 °C and a pre-exponential factor from 16,428 1/s. In the same way, the activation energy of 176,836 KJ/mol was obtained, at the highest peak of 379 °C and a pre-exponential factor of 16,467 1/s, for the two heating rates.
Resumen : En el presente proyecto de investigación se estudió la cinética del proceso termogravimétrico de degradación del látex natural (Hevea Brasiliensis), analizando el cambio de masa en función del tiempo. En primer lugar, se caracterizó la biomasa mediante espectroscopia infrarroja (FTIR), análisis inmediato y cálculo de poder calorífico, dicha caracterización muestra las bandas características del látex natural, principalmente el grupo funcional del poliisopreno comprendido en el rango entre 839,847 y 1646,91 1/cm, además el porcentaje de compuestos volátiles fue del 82, 39% y un poder calorífico 29,88 MJ/kg lo cual muestra la viabilidad del estudio, luego, se realizó el estudio termogravimétrico en un equipo Mettler Toledo TGA-1 considerando tasas de calentamiento de 5 y 15 °C/min. Utilizando los datos del estudio termogravimétrico y con la aplicación de la ecuación de Arrhenius se proponen cinco modelos cinéticos (Determinación de orden por ampliación de Avrami, Coast-Redfern, Friedman, Flynn-Wall-Ozawa y Kissinger). Finalmente se estableció al modelo cinético basado en el método de Kissinger como modelo adecuado para la degradación térmica del látex natural y con el fin de minimizar el error entre el valor experimental y calculado, se propone un nuevo modelo y se ajustaron los parámetros cinéticos como la energía de activación y el factor pre exponencial. Mediante el uso de software Statgraphics, se realizó un recalculo de las temperaturas de trabajo lo cual mostró parámetros cinéticos más ajustados como la energía de activación de 180,967 KJ/mol, en el pico más alto de 363,33 °C y un factor pre exponencial de 16,428 1/s. Así mismo, se obtuvo una energía de activación de 176,836 KJ/mol, en el pico más alto de 379 °C y un factor pre exponencial de 16,467 1/s, para las dos tasas de calentamiento.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/14977
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