DISEÑO DE PROCESOS QUÍMICOS Y BIOQUÍMICOSUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE BOGOTÁ

26 Febrero de 2015

Andrés Felipe Martínez Arias Miembros del Equipo de trabajo.

Adriana Lucía Arévalo Galindo

Miguel ángel Ramos López

Juan Carlos Riveros Medina

Primera entrega del ejercicio de diseño: Proceso de producción de Acetato de isoamilo

INTRODUCCIÓN.

“Desarrollar productos con valor agregado, que maximicen ganancias, consuman la mínima energía posible y tengan un mínimo impacto ambiental es el nuevo reto de los ingenieros químicos.”(1) estas palabras del profesor Marcelo Riveros expresadas durante la conferencia -Retos de la Ingeniería Química ¿Son también comerciales?- son un recordatorio de la importancia que tiene dentro de la estructura central de la formación de un Ingeniero Químico, el Diseño de Procesos. Además, en esa frase se referencia en primer lugar, el que ha sido llamado el tercer paradigma de la ingeniería química, la Ingeniería de Producto, área en la que existe un amplio universo de posibilidades donde las habilidades adquiridas en las aulas de clase pueden ser aplicadas. Aunque el alcance de los objetivos planteados en esta asignatura no permiten profundizar hasta el nivel de lograr “el incremento del valor agregado a través del mejoramiento de las propiedades de los productos”, según cita el profesor Paulo Narváez (2) si se logra integrar los conocimientos en matemáticas, química, física, termodinámica, fenómenos de transporte, reacciones químicas, procesos de separación, operaciones unitarias  al diseño de un proceso de producción con un producto específico como caso de estudio asignado: Acetato de Isoamilo.

En este documento se presentan los resultados de las primeras etapas necesarias para definir un diseño que entregue un producto con especificaciones comerciales definidas. Luego del proceso de búsqueda, compilación y análisis de información, se tomaron decisiones basadas en las propiedades de la sustancia problema (físicas, químicas, toxicológicas, ambientales, funcionales) y en las posibilidades económicas enmarcadas en un contexto del potencial de mercado para definir el volumen anual a producir.

1. CLASIFICACIÓN DEL ACETATO DE ISOAMILO

Los productos manufacturados tienen su origen en materias primas que han sido sometidas a diversos tipos de procesos químicos y/o físicos en los que se pueden o no consumir recursos energéticos. Todos los productos y sus procesos de producción han sido recopilados y clasificados en un documento redactado por la ONU conocido como ‘clasificación internacional industrial uniforme de todas las actividades económicas’ [CIIU], texto útil para la recopilación y presentación de informes estadísticos de las actividades productivas, que se aplica a todos los países suscritos a este organismo internacional.

1.1 Clasificación del Acetato de Isoamilo en la CIIU:

Según la 4ta revisión de la CIIU adaptada para Colombia por el Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas DANE, en su sección C se encuentran las industrias manufactureras donde hay más de 200 divisiones de procesos de fabricación de todo tipo de productos (3) se puede clasificar el producto de acetato de isoamilo en la siguiente división y subdivisión:

División 20: Fabricación de sustancias y productos químicos Esta división comprende la transformación de materias primas orgánicas e inorgánicas mediante un proceso químico y la transformación de productos.

Subdivisión 201: Fabricación de sustancias químicas básicas, abonos y compuestos inorgánicos nitrogenados, plásticos y caucho sintético en formas primariasEste grupo comprende la fabricación de sustancias químicas que se caracterizan por productos de alta pureza y estructura química definida.

Segunda subdivisión 2011: Fabricación de sustancias y productos químicos básicos:Esta clase incluye la fabricación de productos químicos orgánicos como, en este caso, acetatos.

1.2 Clasificación del Acetato de Isoamilo como producto químico:

Según la clasificación básica de productos químicos, el acetato de isoamilo se encuentra dentro de los productos intermedios, por ser un producto que se obtiene a partir de productos básicos, como el alcohol isoamílico, el ácido acético o el aceite de fusel. Además es empleado para la producción de diversos productos finales pues se emplea en formulaciones donde se usa  como aditivo para aromatizantes, o como  solvente.

También puede clasificarse desde el punto de vista  del mercado como producto fino, pues puede ser producido como sustancia pura e individual en un proceso químico.  

2. GRADOS Y PROPIEDADES FUNCIONALES DEL ACETATO DE ISOAMILO

Entre las empresas que producen y comercializan el acetato de isoamilo, se encuentran diferentes grados de formulación, de acuerdo al Diccionario Condensado de Química [4] son:Grado Comercial (85-88% pureza).Grado de pruebas y ensayos (85-88% pureza)Grado Técnico (90-95% pureza)Grado Puro (95-99% pureza)Grado Especial de Antibióticos (sin reporte de % pureza)

Según la ficha técnica para el Acetato de Isoamilo distribuido por la Dow Chemical en Estados Unidos, se observan las siguientes características [5]:Grado de Pureza: 99%Aplicación industrial: como disolvente para revestimientos de superficie, productos farmacéuticos, tratamiento de cuero, productos agroquímicos, acetato de celulosa, nitrato.  También puede ser utilizado como un aditivo de sabor y fragancia.Se distribuye en bidones de 175 Kg.

Tabla 1. Hoja Técnica del Acetato de IsoamiloPropiedad Valor

(unidades)Especificación Método de

Prueba

Pureza % Mínimo 99.0 C&FCGC004

Color APHA Máximo 20 ASTM D1209

Apariencia Líquido incoloro

Visual

Contenido de agua % peso/peso Máximo 0.1 ASTM D1744

Acidez, como ácido acético

% peso/peso Máximo 0.01 ASTM D1613

Densidad 20°C 868-876 kg/m3 - ASTM D1078

Rango de ebullición 135-145°C - ASTM D4502

Punto de inflamación 38°C - -

Residuo de evaporación % peso/peso Máximo 0.01 -

Velocidad de evaporación

nBAc=1 0,4 -

Presión de vapor, 20°C 6,7 hPa _ -

En Colombia, la empresa con mayores volúmenes de venta del Acetato de Isoamilo, es Sucroal S.A. [Cali], Las especificaciones de su ficha técnica son (6):

Grado de pureza: 95%

Descripción: Mezcla de acetatos obtenida mediante la esterificación del Alcohol Amílico e Isoamílico con Ácido Acético.

Aplicaciones: Reatardador en los disolventes de tintas y pinturas, disolvente de los esteres celulósicos, y gran variedad de plásticos sintéticos, agente de aroma y sabor en las industrias de esencias, alimentos y perfumería.

Empaque: se envasa en tambores de 180 Kg y a granel en carrotanques.

Tabla 2. Hoja Técnica del Acetato de Isoamilo de SUCROAL

REQUISITOS UNIDADES ESPECIFICACIÓN*

Pureza % m/m Min 95,0

Acidez total (como ácido acético)

% m/m Máx 0,02

Humedad % m/m Máx. 0,50

*Nota: no se especifican los ensayos técnicos estandarizados con los que evalúan las especificaciones.

En el Anexo 1 se encuentra un certificado del análisis de control de calidad de la empresa Sucroal S.A. para el Acetato de Isoamilo donde pueden observarse los valores de las anteriores propiedades mencionadas. La empresa se reserva indicar el tipo de ensayos bajo los cuales realizan sus análisis.

3. PROPIEDADES ACETATO DE ISOAMILO

Tabla 3. Propiedades físicas y químicas

PROPIEDAD VALOR (UNIDADES) FUENTE DE REFERENCIA

Estado físico (25°C)

Líquido

Color Incoloro A

Olor aroma a banano-pera A

Punto de fusión -78,5 °C B

Punto de ebullición

142°C B

Densidad 0,874 g/ml [15°C] B

Solubilidad en agua (20°C)

2 mg/ml C

Solubilidad soluble en etanol, dietil éter y acetona B

Presión de vapor (20°C)

4,5 mmHg C

Índice de refracción

1,4003 B

Reactividad La descomposición térmica puede producir gases acres. Debe evitarse el contacto con agentes oxidantes fuertes, ácidos fuertes y materiales alcalinos. los productos de descomposición incluyen CO y CO2.

E

Viscosidad 60 centipoise [ para grado de pureza 90-95%] F

Tabla 4. Propiedades de seguridad y de impacto sobre el medio ambiente

PROPIEDAD VALOR (UNIDADES) FUENTE DE REFERENCIA

Punto de inflamación (flash point)

Copa cerrada 33°Ccopa abierta 38°C

D

Límites inferior y superior de explosión

inferior 1,0 (% vol en aire)superior 7,5

G

Temperatura de autoignición

360°C G

Concentración efectiva (CE50)

Plantas acuáticas: 100 mg/LInvertebrados acuáticos: 42mg/L

H

Dosis letal (LD50) oral (ratas): 16,600 mg/KgInhalación (para vapor): >20 mg/lInhalación (para niebla): >5 mg/lDérmica (conejo): 5.000 mg/kg

H

Concentración letal (LC50) En peces > 20 mg/l H

Tiempo de vida media (DT50)

78 días (25°C, pH=8) H

Valor límite umbral (TLV): Límite de exposición permitido promedio ponderado en el tiempo (PEL-TWA): 50 ppm, 266 mg/m3.

Límite de exposición recomendado (REL): 100 ppm, 525 mg/m3.

Límite de exposición de corta duración (STEL): 100 ppm, 532 mg/m3

Factor de bioconcentración (FBC)

58,2 H

Coeficiente de reparto octanol – agua (log kow)

2,12 G

Demanda Química de Oxígeno (COD)

77% H

Tabla 3. Otras características.

Nombre en el Chemical Abstract 1-butanol-3-methyl acetate (1-butanol-3-metil acetato)

REGISTRO CAS 123-92-2

SINONIMOS

Acetic acid 3- methylbutyl ester Ácido acético del 3 metil butil ester

isopentyl ester Ester de isopentilo

AI3-00576 Wiley Registry of Mass Spectral Data

banana oil Aceite de banano

pear oil Aceite de pera

isoamyl ethanoate Isoamil etanoato

isopentyl acetate Isopentil acetato

isopentyl alcohol acetate Isopentil alcohol acetato

3-methyl-1-butanol acetate 3-metil-1-butanol acetato

3-methyl-1-butyl acetate 3-metyl-1-butil acetato

3-methylbutyl acetate 3-metilbutil acetato

3-methylbutyl ethanoate 3-metiletanoato

i-amyl acetate isoamil acetato

La mayoría de los olores frutales existentes en la naturaleza provienen de esteres alifáticos y el acetato de isoamilo es un éster que posee un grupo carboxílico y muy pocos carbonos, su estructura le confiere la propiedad de no formar puentes de hidrogeno por lo que es altamente volátil, su aroma es fácilmente percibido por los sensores olfativos de los seres vivos, y pequeños cambios en su estructura generarían otros olores. Ésta molécula es producida naturalmente por el banano, de ahí su asociación como olor característico, también se encuentra presente en otras frutas como la pera pero en menores proporciones, se produce por fermentación de la cerveza por medio de una enzima llamada tranferasa de etilo presente en la levadura que realiza las fermentaciones en esta bebida, pero en las cervezas comerciales no es que la molécula se encuentre en grandes proporciones por el sabor desagradable que genera, por tal razón es controlada su producción manteniendo temperaturas bajas en la etapa de fermentación, aunque otros productos fermentables como el sake japonés debe su sabor a esta molécula aromatizante (7).

4. APLICACIONES.

El acetato de isoamilo es un éster, estos comprenden una gran familia de compuestos orgánicos con amplias aplicaciones en la medicina, la biología, la química y la industria. Los esteres son comunes en la naturaleza y en combinación con otros compuestos volátiles producen diferentes aromas de frutas. Se producen de forma natural en plantas y animales. Para el caso del acetato del isoamilo las principales aplicaciones son:

-        Solvente: Un solvente es una sustancia que puede disolver y producir con otra una mezcla homogénea. En el campo industrial se utilizan los ésteres como solventes de pinturas, nitrocelulosa y resinas en la fabricación de lacas, así como materia prima para las condensaciones de ésteres. Los solventes para pinturas funcionan como bases para la capa suspendida, luego por su elevada volatilidad se evaporan permitiendo que el color se fije en la superficie, cabe resaltar que el acetato de isoamilo hace parte del grupo de los solventes activos y potencializa el brillo de esta pintura sin embargo su costo es mayor al de otros productos que cumplen funciones muy similares como el acetato de etilo o n-propilo. Además sirve para la producción de solventes de pegamentos, coberturas de papel, lacas, acabados en cueros, entre otros.

-        Disolventes de plásticos sintéticos.

-  Aromatizantes: Los aromatizantes son las sustancias o mezclas de sustancias con propiedades aromáticas capaces de conferir o reforzar el aroma de los alimentos. En el caso del acetato de isoamilo su olor característico es de banano. Por lo cual es usado en perfumería y aromas de productos dulces.

-  Saborizantes: Los sabores de las frutas  son principalmente ocasionados por los ésteres, estos permiten dar un sabor particular a los alimentos, por lo que principalmente las industrias de confitería y alimentos lo prefieren.

5. PRODUCTORES DE ACETATO DE ISOAMILO EN COLOMBIA

como ya se mencionó, este producto tiene varios métodos o rutas químicas para su producción que incluso llegan hasta bioprocesos, sin embargo, en Colombia el método más utilizado es la esterificación de fisher a partir de alcohol isoamilico proveniente de aceites de fusel, por lo cual se puede asegurar que para la producción de este acetato, es necesario cultivos de caña de azúcar, y una empresa en este país que produce sustancias químicas y además tiene su propio ingenio azucarero es SUCROAL SA. esta empresa creada en el valle del cauca en 1963 y anteriormente llamada Sucromiles S.A. hoy en día pertenece al grupo ARDILA LULE y que es una extensión de la cadena de productores de azucares de este conglomerado empresarial que cuenta con ingenios como Incauca e Ingenios providencia [6]. El portafolio de productos de esta gran empresa abarca diversas ramas que van desde la producción de productos alimenticios, derivados de la caña de azúcar y productos químicos industriales entre muchos otros. Pese a que no se conoce la capacidad de producción de acetato de isoamilo de esta empresa, si es posible realizar un  estimativo de la cantidad máxima que podrían producir gracias a la fermentación de etanol a partir de caña de azúcar proveniente de sus ingenios Incauca y

providencia que permite suponer una capacidad de producción cercana a las 500 toneladas de acetato de isoamilo al año [7]. Otra empresa productora es oxígeno, pero la fabricación del acetato se hace desde su casa matriz en Brasil y es exportado   hacia Colombia

6. NECESIDADES Y ESPECIFICACIONES DE LOS CLIENTES

Los principales clientes y consumidores de esta sustancia son fabricantes de solventes químicos y productores de aromas y sabores para la industria alimentaria, entre estos se puede destacar la empresa Poliaromaz, ubicada en Funza Cundinamarca que comercializa aromas para empresas de alimento en todo el país, y otros comercializadores grandes de esta sustancia son los distribuidores de sustancias químicas en pequeñas cantidades como Ciacomeq.al ser un producto utilizado para solventes, en su mayoría de pinturas, barnices, acrílicos, etc… y para productos alimenticios, por lo cual es necesario que la sustancia no posea ningún color, además de esto es necesario que la sustancia sea manejable requiriendo una viscosidad baja y como en muchos casos será diluida junto con otras moléculas organices como metanol y acetato de n-propilo para la producción de solventes, o en ácidos grasos para la producción de aromas y sabores, debe ser soluble en moléculas orgánicas [5]con base a estas necesidades, los productores de Acetato de Isoamilo en Colombia como Sucroal o internacionales como Oxiteno comercializan un producto que satisface todas estas necesidades dando soluciones a estos requisitos por medio de especificaciones técnicas del producto como acides, color  según la escala Hasen APHA o también conocida como platino cobalto humedad y pureza. Anexo se puede encontrar el certificado de análisis que brinda Sucroal por la compra de Acetato de isoamilo de pureza mayor a 95% grado técnico comercial USP.

7. MATERIAS PRIMAS

Alcohol isoamilicoEl alcohol isoamilico es una molécula orgánica compuesta por 5 carbones, 12 hidrógenos y un átomo de oxígeno,  con una ramificación como se muestra en la siguiente imagen:

Fuente: http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.29000.html?rid=e3ecdf58-28a4-46b0-8376-deee179ec894

El nombre IUPAC de esta molécula es 3-methyl-1butanol y su estructura molecular es C5H12O, el peso de esta molécula es de 88.148 y es considerado como un alcohol pesado, otras identificaciones son CAS. 123-51-3. Es una sustancia

inflamable, nociva por inhalación, irrita las vías respiratorias, y la exposición prolongada puede causar resequedad en la piel. Genera vapores más pesados que el aire que pueden producir mezclas explosivas con este, por lo cual es necesario  mantenerlos a temperaturas menores a 49°C que es su punto de inflamación. En caso de derrame de la sustancia es recomendable no entrar en contacto con ella y evitar inhalar los vapores por lo cual debe ser manipulado en lugares ventilados y se no debe entrar en las vías de desagüe [2].El alcohol isoamilo es producido en forma de subproducto por la fermentación de los jugos de la caña de azúcar para la producción de alcohol etílico. Al realizar esta fermentación, ya que la reacción no es perfecta,  junto con el etanol se obtiene una sustancia rojiza oscura relativamente viscosa y de olor característico y penetrante llamada Aceite de Fusel, esta sustancia es la mezcla de los alcoholes pesados producidos como trazas durante la fermentación como los son el alcohol n-propil, n-butil, sec-butil, isobutil- isoamil,- n-amil e incluso hasta n-hexil junto con algunos esteres y ácido acético;  su composición varía dependiendo de la materia prima utilizada, en el caso de la uva para brandi, el componente mayoritario es el alcohol isoamilico con un 54% seguido del alcohol isobutilo con un 18%, para el caso del alcohol producido por la fermentación de remolacha (la fuente de alcohol en Europa), la composición mayoritaria es del alcohol n-amilo, mientras que para la caña de azúcar, particularmente la colombiana, se obtienen fracciones de alcohol isoamilico entre el 65 y el 75% en peso libre de agua. Los estudios realizados sobre este aceite revelan que se producen alrededor de 5 a 11 litros de Fusel por cada 1000 litros de etanol [3]. El precio del aceite de Fusel no es muy elevado ya que en muchas plantas de etanol es considerado como un subproducto que tiene rendimiento energético y puede ser utilizado como combustible en las calderas y demás equipos con combustión interna presentes en la planta en remplazo del ACPM, sin embargo, ya que puede ser utilizado para la producción de diversas sustancias químicas que poseen un valor agregado mayor y pueden ser utilizados en otros procesos, la adecuación de una planta para la purificación y separación de este aceite puede aumentar el potencial económico de la empresa [4].El alcohol isoamilico o isopentanol junto con los otros amilos, se extraen del aceite de Fusel por medio de destilación a 116 y 123°C, se debe recordar que sigue siendo una mezcla del grupo de los pentanoles pero su componente mayoritario es el isoamilo, para obtener este componente puro es necesario realizar procesos de separación más complejos que no son abordados en este documento ya que el alcohol isoamilo obtenido de esta fermentación satisface la producción de acetato de isoamilo.Según la Asociación de cultivadores de Caña y productores de azúcar de Colombia en el año 2014 se produjeron 388 millones de litros de etanol por fermentación de caña en el país (también se registró una mayor importación de etanol por fermentación de maíz) que según los estudias de la generación de aceite de Fusel podrían producir 2086.28 toneladas al año de alcohol isoamilo de las cuales se pueden obtener 1400 toneladas al año de acetato de isoamilo, este sería el límite de producción máximo de esta sustancia, pero debe recordarse que gran parte del aceite de Fusel es utilizado como combustible líquido [4].

Ácido acético

También llamado ácido etanóico o ácido etílico, es un ácido orgánico de dos átomos de carbono. Su fórmula química es CH3-COOH (C2H4O2), su masa

molecular es 60.052, siendo el grupo carboxilo el que proporciona las propiedades ácidas a la molécula. De acuerdo con la IUPAC se denomina sistemáticamente ácido etanóico.

Fuente: http://www.chemspider.com/ImageView.aspx?id=171

Es un líquido incoloro corrosivo con olor característico y sabor fuertemente acido. También puede ser un sólido como el hielo a temperaturas inferiores a 62 °F (17 °C). Completamente soluble en agua, alcohol, éter y benceno. Empleado extensamente para el desarrollo de formulaciones en las industrias alimentarias, farmacéuticas y químicas donde se requiere alta pureza y aceptación para el consumo humano.

El producto diluido es el principal preservativo natural en la industria de alimentos. Utilizado como preservativo, saborizante, estabilizante, emulsificante, regulador del pH en procesos de curado y fermentación de alimentos y en preparaciones farmacéuticas. Materia prima en procesos de síntesis química, en especial para polímeros y resinas, debido a la ausencia de metales pesados en el producto.

El ácido acético es producido por fermentación aeróbica del Alcohol Etílico a Vinagre, mediante el empleo de acetobacter, para ser luego filtrado y concentrado mediante destilación. El proceso biotecnológico hace que el Ácido Acético Natural sea un producto natural de alta pureza.

Sin embargo el ácido acético se encuentra en la lista de sustancias peligrosas citado por los organismos OSHA, ACGIH, DOT, NIOSH, NFPA y EPA. Esta sustancia es un ácido débil que reacciona violentamente con oxidantes fuertes originando peligro de incendio y explosión. De igual manera reacciona violentamente con bases fuertes, ácidos fuertes y muchos otros compuestos. Los riesgos por inhalación a 20°C se pueden alcanzar rápidamente por una concentración nociva en el aire causando edemas pulmonares. Con una exposición de corta duración es corrosiva para los ojos, el tracto respiratorio y por ingestión.

El almacenamiento debe ser a prueba de incendio, separado de oxidantes fuertes, ácidos fuertes, bases fuertes y alimentos. Se debe mantener en un lugar bien ventilado y bien cerrado en el recipiente original.

En Colombia para el 2012 según la CIIU se produjeron aproximadamente 625 997 kg. El mayor productor de este ácido es la empresa SUCROAL S.A.

8. FACTORES DEL MERCADO - ACETATO DE ISOAMILO

8.1 Datos económicos

Según muestra el UNSD es su libro anual de estadísticas “United Nations Statistical Yearbook”, en su última versión expedida en el año 2012 con los datos del 2011 y los diez años anteriores [2], el producto interno bruto mundial para el año 2010 fue de 63’063,973 millones de dólares mostrando un crecimiento del 4% respecto al año anterior, Colombia aporto el 0.46% al producto mundial, con un valor de 288086 millones USD lo cual significa un aumento del 4.3% respecto al 2009.

Adicionalmente, en Colombia las actividades manufactureras aportaron el 15.2% del PIB 43789 millones, los bienes manufacturados importados totales tienen un valor de 54675 millones USD, mientras que las exportaciones fueron de 56509 mostrando un balance positivo para el país.Haciendo un estudio bibliográfico enfocado principalmente a la producción de sustancias y productos químicos en Colombia, según la CIIU en su boletín preliminar 2013 [3], 9 de las 19 agrupaciones industriales concentraron el 83% de los establecimientos manufactureros en el país, donde la manufactura de “otros productos químicos” correspondió al 7.1% de esta concentración con un total de 619 establecimientos. En términos de producción bruta, la industria manufacturera aporto 169.305 miles de millones de pesos, la producción de “otros productos químicos” aporto el 8.3% con 16.807 miles de millones y las “sustancias y productos químicos básicos” el 4.2% con 8.522 miles de millones.

En materia de empleo, el 10% del personal ocupado en el país se encuentra en el sector manufacturero con un total de 65430 puestos. Un estudio de los costos principales de las industrias manufactureras revelo que la mayor inversión se encuentra en las materias primas siendo el 93.6% de los costos totales, analizando el “coeficiente técnico” el cual es una relación de los costos totales y la producción bruta, se observa que el sector de “sustancias y productos químicos básicos” este coeficiente es del 73.6% y para “otros productos químicos” equivale al 47.2%.

Según este informe preliminar del DANE, el valor agregado total generado para el año 2013 fue de 78.4 billones donde la fabricación de “otros productos químicos” aporto el 11.3% la las “sustancias y productos químicos básicos” aporto el 2.9.

8.2 Precio del producto

ya que el acetato es un producto de alto valor agregado por el gran portafolio de posibles aplicaciones, su valor es superior al de cualquier commoditie común, Sucroal S.A. varias opciones de compra para este producto que difieren el en volumen solicitado, una tonelada de este producto cuenta alrededor de 1700 US$ en la mayoría de las empresas como también es el caso de Oxiteno, pero por compras de mayores volúmenes, el precio decae drásticamente hasta alcanzar los 1300 US$ por tonelada como puede observarse en una factura de compra obtenida de una empresa bogotana en el anexo 1. Mientras que para cantidades minúsculas como las adquiridas en distribuidoras de químicos generales como Ciacomeq S.A. el precio alcanza los 8000 COP por kilogramo.

8.3 Tendencias del mercado

El grupo de los acetatos representa el 4.6% del mercado de los productos químicos básicos.

en el mundo y en Colombia, la principal aplicación de el acetato de isoamilo son como saborizante y aromatizante de la industria alimentaria antes que como solvente, ya que para esta aplicación, los demás miembros del grupo de los acetatos poseen características similares y precios más bajos (como el acetato de etilo que posee un valor promedio de 1000 pesos por kilogramo mientras que el acetato de isoamilo alcanza los 8000 pesos por kilogramo según se consultó en almacenes de distribución minoritaria de químicos como CIACOMEQ S.A.S.) sin embargo, en consecuencia de la resolución 001 del 8 de enero de 2015 expedida por el ministerio de justicia donde se estipulan los compuestos y sustancias químicas que serán restringidas a partir de la expedición de la resolución,  se puede extraer que a partir de este año será controlado el acetato de n-propilo, uno de los solventes más usados en la industria, y en consecuencia: de la familia de los acetatos, solo podrán ser manipulados sin necesidad de permisos especiales los compuestos de acetato de amilo e isoamilo. Debido a esto se puede suponer que las empresas que utilizaban el solvente acetato de n-propilo deberán buscar una nueva sustancia que cumpla con las características como solvente activo de este compuesto o deberán tramitar el permiso ante la dirección nacional de estupefacientes el cual es un trámite complejo, engorroso y demorado debido a la extensa burocracia de los organismos del estado colombiano y una de las posibilidades más atractivas de remplazo es el acetato de isoamilo. Según nos comentó el gerente general de la empresa de productos químicos “Cooperativa de Solventes” Juan Sandoval, el mercado de acetatos se enfocara principalmente en el acetato de isoamilo a tal punto que empresas importadoras como INTERQUI o BRENNTAG o la misma cooperativa (que no son productores pero si comercializadores de productos importados de muy alta calidad gracias a su excelente departamento de control de calidad) ya han recibido certificados de análisis de acetato de isoamilo de origen chino.

9. ¿CUÁNTO SE VA A PRODUCIR?

En primer lugar es importante conocer el mercado de importaciones y exportaciones. De acuerdo a la base de datos SICEX fuente que reporta datos de aproximadamente 26 países encontramos que el mercado de importaciones es amplio para el año 2013. Allí se consignan las transacciones de los primeros meses del año (enero, febrero y marzo), nuestro objetivo es abordar el mercado nacional, aportando beneficios económicos a los consumidores debido a que ya no sería necesario pagar el transporte y demás impuestos arancelarios que conlleva realizar una importación. (Ver anexo 2)

De acuerdo con los datos mensuales realizamos un promedio como se muestra a continuación:

Mes Cantidad Unidad

Enero 14502,36 Kg

Febrero 4120 Kg

Marzo 890 Kg

Promedio mes 6504,12 KgEl promedio por mes conseguido es de aproximadamente seis toneladas (6504.12 Kg), por lo que nuestra decision va a ser realizar una planta que produzca ocho toneladas por mes, dependiendo de la variabilidad del mercado.

9.1 Características del Acetato de Isoamilo que se va a producir

PROPIEDAD UNIDADES ESPECIFICACIÓN*

Pureza % m/m Min 95,0

Color Según APHA incoloro

Apariencia líquido

Acidez total (como ácido acético) % m/m Máx 0,02

Humedad % m/m Máx. 0,50

CANTIDAD A PRODUCIR: 96 Toneladas/año

REFERENCIAS

[1] Hoja seguridad alcohol amilico. Disponible en la web: http://fagalab.com/Hojas%20de%20Seguridad/ALCOHOL%20AMILICO.pdf

[3] Hoja seguridad alcohol isoamilico. Disponible en la web http://www.sbioinformatics.com/design_thesis/Isoamyl_alcohol/Isoamyl-520alcohol_Properties&uses.pdf

[2] A. DINSMOOR WEBB, RICHARD E. KEPNER, AND ROBERT M. Composition of a Typical Grape Brandy Fusel Oil. IKEDA, ANALYTICAL CHEMISTRY, VOLUME 24, NO. 12, DECEMBER 1952

[3] Jairo A. Duran, Fernando P. Córdoba, Iván D. Gil, Gerardo Rodríguez, Alvaro Orjuela∗;Vapor–liquid equilibrium of the ethanol + 3-methyl-1-butanol system at 50.66, 101.33 and 151.99 kPa Fluid Phase Equilibria 338 (2013) 128– 134

[4] tesis: Desarrollo de un proceso intensificado para la producción de acetato de isoamilo mediante tecnología de membranas.  Wilmar Osorio Viana,  Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá. 2014

[5] Comunicación oral Pedro Martínez Químico universidad nacional de Colombia sede Bogotá, jefe de producción y socio de la empresa de productos químicos Cooperativa de Solventes, febrero de 2015.

[6] PORTAFOLIO.CO. Articular: Sucroal pasa a control de la Organización Ardilla Lülle. Disponible en la web: http://www.portafolio.co/negocios/sucroal-y-organizacion-ardilla-luelle

[7] producción de incauca y providencia http://www.incauca.com/content/Alcohol-Carburante,

REFERENCIAS DE PROPIEDADES

A: American Conference of Governmental Industrial Hygienists ACGIH.  (1993) 1993-1994 Threshold Limit Values for Chemical Substances and Physical Agents and Biological Exposure Indices, Cincinnati, OH, p. 810-811

B:Lide, D.R., ed. (1993) CRC Handbook of Chemistry and Physics, 74th Ed., Boca Raton, FL, CRC Press, Inc., p. 3.

C: Howard, P.H. (1990) Handbook of Environmental Fate and Exposure Data for Organic Chemicals, Vol. II, Chelsea, MI, Lewis Publishers, Inc., p. 273

D: Budavari, S., ed. (1989) The Merck Index, 11th ed., Rahway, NJ, Merck & Co., Inc., p. 808

E: Haarmann & Reimer Corp. (1994) Material Safety Data Sheet: Isoamyl acetate, Springfield, New Jersey.

F: Flick, E.W. Industrial Solvents Handbook. 3rd ed. Park Ridge, NJ: Noyes Publications, 1985., p. 598

G: INSTITUTO DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO. Ficha de Seguridad Acetato de Isopentilo. Ministerio de Trabajo y asuntos sociales. Disponible en la web: http://insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/301a400/nspn0356.pdf

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9. GUTSCHE David. “Fundamentos de Química Orgánica”. Ed Reverté. España. 1979.

ANEXO 1

Certificado de Análisis de la empresa Sucroal S.A. expedido en una de sus entregas a una empresa bogotana. Año 2014

ANEXO 2: Datos de importaciones A.ISOAMILO 2013. Fuente Sicex.

País

Colom

biaInt

ercam

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porta

ción

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ipción

Aceta

to de

amilo

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milo

Año

2013 (

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Fecha

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micili

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TOTA

L Valo

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L paga

do

08/01/

2013

ANNA

R DIAG

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PORT

S A S

BO

GOTA

BOGO

TASC

HARL

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LES

PANA

2,36

Kg58,

7919

36.000

,00$

21/02/

2013

CROM

AROM

A LTD

ABO

GOTA

BOGO

TAMO

ELLHA

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S P A

ITALIA

180Kg

406,33

2239

.000,0

0$

14/02/

2013

ROCS

A COL

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S A

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CUND

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ARCA

BASF

A G

ALEM

ANIA

3840

Kg148

05,19

325.9

90.000

,00$

14/

03/201

3IBE

R CHE

M CO

LOMB

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NZA

CUND

INAM

ARCA

IBERC

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S AES

PANA

100Kg

36010

151.00

0,00

$

21/

03/201

3IBE

R CHE

M CO

LOMB

IA S A

S FU

NZA

CUND

INAM

ARCA

IBERC

HEM

S AES

PANA

180Kg

57625

231.00

0,00

$

09/

03/201

3MA

NE SU

CURS

AL CO

LOMB

IAME

DELLI

NAN

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IAMA

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EXICO

S A D

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MEXIC

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Kg371

584153

.000,0

0$

22/02/

2013

SYMR

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GOTA

BOGO

TABE

RJE IN

CES

TADO

S UNI

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100Kg

7566

314.00

0,00

$

03/

01/201

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14400

Kg301

4620

8.983.

000,00

$

19/01/

2013

SYMR

ISE LT

DABO

GOTA

BOGO

TABE

RJE IN

CES

TADO

S UNI

DOS

100Kg

456,64

24318

.000,0

0$

07/03/

2013

UNGE

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GOTA

UNGE

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