PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ACIDO LÁCTICO.

TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC

Ingeniería Química

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ACIDO LÁCTICO.

PROYECTO DE INVERSIÓN

Betancourt Gómez Saúl

Escobar Orozco Miriam Nayeli

Saucedo Pérez Maricela

2011-1

Vo. Bo. Membrillo Venegas Isabel de la Luz

1. INTRODUCCIÓN

Este estudio tiene como objetivo determinar el método de producción de ácido láctico por fermentación bacteriana a partir de cartón y desarrollar una evaluación del proyecto.

La razón por la cual se decidió realizar el proyecto fueron las siguientes:

• En México no existe la producción de ácido láctico y la demanda se cubre por importaciones.

• Tiene múltiples aplicaciones en la industria como son: en medicina es una solución que se inyecta intravenosa a las personas cuando han sufrido una pérdida de sangre a causa de un trauma, cirugía o quemadura, en cosméticos se utiliza como la alternativa más amplia al uso de la glicerina como suavizante, en alimentos como regulador de acidez.

• La demanda del ácido láctico es alta.

Pretendemos que el acido láctico sea utilizado por empresas que se encargan de la producción de bioplásticos.

El producto a elaborar es acido láctico al 88%, acido alfa-hidroxipropiónico.

Líquido incoloro viscoso o amarillento, inodoro e higroscópico. Miscible con agua, alcohol, glicerina.

1.1 Características y aplicaciones del producto

El ácido láctico, o su forma ionizada, el lactato (del lat. lac, lactis, leche), también conocido por su nomenclatura oficial ácido 2-hidroxi-propanoico o ácido α-hidroxi-propanoico, es un compuesto químico que juega importantes roles en diversos procesos bioquímicos, como la fermentación láctica. Es un ácido carboxílico, con un grupo hidroxilo en el carbono adyacente al grupo carboxilo, lo que lo convierte en un ácido α-hidroxílico (AHA) de fórmula H3C-CH(OH)-COOH (C3H6O3). En solución puede perder el hidrógeno unido al grupo carboxilo y convertirse en el anión lactato.

El ácido láctico es quiral, por lo que se pueden encontrar dos enantiómeros (isómeros ópticos). Uno es el dextrógiro ácido D-(-)-láctico o d-ácido láctico (en este caso, el ácido (R)-láctico]]; el otro es el levógiro ácido L-(+)-láctico o ℓ-ácido láctico (en este caso, ácido (S)-láctico), que es el que tiene importancia biológica. La mezcla racémica (cantidades idénticas de estos isómeros) se llama d,ℓ-ácido láctico.

Especificaciones

Color Max. 300 APHA

Olor Levemente característico

Sabor Acido caract. Agradable

Peso especifico 1.20 (25/25° C)

Contenido de acido láctico – mínimo 85.0%

Residuo mineral Max. 0.1%

Ácidos minerales Ausencia

Arsénico (As) Ausencia

Calcio (Ca) -------

Hierro (Fe) Max. 10 ppm

Metales pesados (Pb) Max. 10 ppm

Cloruros (Cl) Max. 10 ppm

Sulfatos (SO4) Max. 30 ppm

Solubilidad en 2 vol. de éter -------

Sustancias carbonizables -------

Iones: fosfato, oxalato, citrato e tartrato Satisface a la norma de USFCC

Acido butírico AUSENCIA

Azúcares reductores Satisface a la norma de USFCC

1.2 Aplicaciones y usos

Cosmética

Se utiliza como la alternativa más amplia al uso de la glicerina como suavizante. Es usado principalmente como químico anti-edad para suavizar contornos; reducir el daño producido por la luz solar; para mejorar la textura y el tono de la piel, y el aspecto en general.

Sin embargo deben tomarse serias precauciones al utilizar cosméticos con ácido láctico, porque aumentan la sensibilidad a los rayos ultravioleta del sol.

Alimentos

El ácido láctico es utilizado en varios productos como regulador de acidez. Aunque puede obtenerse de la lactosa (azúcar de la leche), la mayor parte del ácido láctico empleado comercialmente deriva del uso de bacterias como la Bacillus acidilacti, Lactobacillus delbrueckii o Lactobacillus bulgaricus para fermentar fuentes de carbohidratos como la maicena y las patatas. Así, lo que comúnmente se denomina "leche ácida" en alimentos vegetarianos o veganos tienen ácido láctico como ingrediente.

Otras aplicaciones

Alimento para niños.

Purgante, en la forma de lactato de calcio o lactato de magnesio.

Aditivo en alimentos o fragancias, en la forma de lactato de etilo.

Removedor de sales de calcio.

Como mordiente.

Curtimiento de pieles.

Materia prima para síntesis orgánica.

Acción acaricida: Es utilizado en el control del varroasis, ácaro que ataca la abeja melífera Apis mellifera.

Materia prima para Biopolimeros.

1.3 Datos generales de la sustancia química

1.-NOMBRE COMERCIAL:

Ácido láctico

2.-NOMBRE QUÍMICO:

Ácido Láctico en solución acuosa

3.-FAMILIA QUÍMICA:

Ácidos Orgánicos

4.-SINÓNIMOS:

Ácido 2-hidroxipropiónico

1.4 Identificación de componentes

ÁCIDO LÁCTICO 88%

AGUA 12%

1.5 Propiedades físico-químicas

1.-TEMPERATURA DE EBULLICIÓN @ 14-15 mmHg

121 °C

2.-PESO MOLECULAR

90.08

3.-GRAVEDAD ESPECÍFICA (H2O=1) @ 25°C

1.2 – 1.22

4.-PRESIÓN DE VAPOR (30 mmHg)

190 °C

5.-TEMPERATURA DE FUSIÓN

17 °C

6.-DENSIDAD DE VAPOR (Aire=1)

N/D

7.-DENSIDAD DE VAPOR (Agua=1)

1.21 kg/L a 20 °C

8.-VELOCIDAD DE EVAPORACIÓN (BuAc=1)

< 1

9.-SOLUBILIDAD EN AGUA

Completo

10.- ESTADO FÍSICO (COLOR Y OLOR)

Líquido amarillo, pálido, inodoro, higroscópico, almibarado.

2. CUERPO DEL PROYECTO

2.1 Estudio de mercado

El ácido láctico se comercializa en los Estados Unidos de América así como en algunos países Europeos y Asiáticos. En México no se cuenta con normas de calidad para el ácido láctico al 85%.

En el mercado se encuentran diferentes tipos de ácido láctico dependiendo de su uso los cuales son:

 Ácido Láctico Técnico o comercial. La calidad técnica se vende en soluciones cuya concentración varía de 22 a 50%. Se obtiene por la acidificación directa del líquido fermentado que resulta de un sustrato impuro de carbohidrato. La cantidad y la naturaleza de las impurezas en el ácido final dependen del método de fabricación y del grado de refinación.

 Ácido Láctico para fines Comestibles: También se emplea en la industria de los plastificantes; se presenta en una concentración que oscila desde 50 a 70%; para este grado se especifica que solamente se deben encontrar huellas de ácido sulfúrico, contaminantes, hierro, metales pesados, no presentar olor y ser bastante claro o casi incoloro. Para fabricar el ácido láctico comestible se emplean dos métodos. En uno de ellos se refina el azúcar, y en el otro se refina el lactato o el ácido láctico.

 Refinado de alta pureza: Debe tener una concentración que varía entre 85 y 90%, y además debe cumplir con una característica importante, es decir, ser completamente incoloro.

Como se menciono anteriormente el acido láctico utilizado en México es importado de Estados Unidos de América y Europa (V. fig. 1). El volumen (kg) de importación durante el 2008 fue de 3,715,413.

(a) (b)

Figura 1. Importaciones y exportaciones de ácido láctico en México. Fuente: economía (2008). (a) volumen en kg. (b) valor (USD)

En base a los datos anteriores se decidió que al observar que en el 2008 hubo una exportación de 3715413 kg de ácido láctico se decidió tomar un porcentaje del 10% obteniendo la cantidad de producción de 12000 kg/año.

El precio del acido láctico de diferentes distribuidores es de:

Distribuidor Cantidad (kg) Precio (Dólar) + IVA Precio Unitario USD/kg

JESÚS RODRÍGUEZ 22 48.00 2.18

FEBRERA 25 55.08 2.20

BDI 25 36.00 1.44

Tabla 1. Precios del ácido láctico

2.2 Datos y estadísticas

Datos de industria Química, en relación a ácidos orgánicos, por lo tanto nos arroja indicadores de cómo es las industria según el INEGI, para saber a dónde vamos con la empresa.

Manufacturas

Valor de producción de los productos elaborados

Unidad de Medida: Miles de pesos

Figura 2. SCIAN(2010)

Indicadores del sector manufacturero

326 Industria del plástico y del hule.

Frecuencia: Mensual

Figura 3. INEGI (2010)

La secretaria de economía en sus estadísticas, nos arroja datos de cómo es comercio acido poliláctico

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