Seguiment del proces d'assecat i deshumidificacio de bioplàstics

Abstract

El projecte que s’exposa a continuació és una petita part d’un estudi que engloba molts més àmbits en els que hi participa l’ETSEIB (UPC) en col·laboració amb una empresa química privada. En aquest, es fa un seguiment del procés d’assecat i des-humidificació de bioplàstics, en concret d’un seguit de mostres cristal·lines i amorfes de l’àcid polilàctic (PLA). El que es farà serà condicionar-los de tal manera que assoleixin uns nivells controlats d’humitat per després introduir-los a un forn i sotmetre’ls durant un cert període de temps a un seguit de temperatures designades pels investigadors. L’objectiu és recopilar dades per tal d’aconseguir modelitzar matemàticament el fenomen d’assecat que pateixen les mostres dins del forn. Per això, amb l’ajuda de maquinària sofisticada (AQUATRAC-3E) calcularem els valors de contingut d’aigua en parts per milió (mg/kg) que contenen les mostres, que seran extretes cada un cert temps. El PLA cristal·lí ha mostrat un procés d’assecat (en aire ambiental) que s’ajusta a una caiguda exponencial que segueix el model de difusió. Com més alta ha estat la temperatura més s’ha produït l’assecat. Per exemple, la mostra assecada a 100 ºC ha trigat menys d’una hora en disminuir el seu contingut d’aigua a la meitat, mentre que la mostra tractada a 40 ºC ha trigat un dia i mig. Els resultats obtinguts de l’assecat del PLA amorf indiquen que li costa més arribar a continguts d’humitat petits, comparat amb el cristal·lí. Quan els experiments s’han dut a terme en condicions de nul·la humitat relativa, el valor del contingut d’aigua a l’equilibri són molt més baixos (0 mg/kg – 190 mg/kg) que en condicions ambientals. S’ha comprovat que les constants d’assecament segueixen un model d’Arrhenius amb energies d’activació de l’ordre de 1,3 kJ·mol-1. Amb els resultats ja desglossats i les anàlisis pertinents, podem afirmar que la temperatura i el percentatge de cristal·linitat influeixen directament sobre el valors de les constants del model matemàtic. A banda d’això es constata que el model teòric escollit és l’adient donat que tots els valors experimentals de les isotermes encaixen molt bé.