Ippp sintesis organica de antibioticos nelson asencio huayanay

UNIVERSIDAD NACIONAL
“JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION”
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA, METALURGIA Y AMBIENTAL
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
Informe de Práctica Pre-Profesional para
optar el Grado Académico de Bachiller en
Ingeniería Química
PROPUESTA METODOLOGICA:
CALCULO DEL NÚMERO DE ETAPAS DE
RELLENO EN UNA COLUMNA DE DESTILACION
BATCH PARA OPTIMIZAR LA RECUPERACION DE
SOLVENTES DE LA SINTESIS DE AMOXICILINA
EN LA FARMOQUIMICA SINQUISA S.A.C
SEPTIEMBRE – DICIEMBRE, 2009
PPrreesseennttaaddoo ppoorr::
NNEELLSSOONN AASSEENNCCIIOO HHUUAAYYAANNAAYY
Asesor:
Ing. BENITO LIZARRAGA ZAVALETA
Ingeniero Químico – Registro CIP Nº 57152
Profesor Asociado DE – Código Docente DNU054
Huacho, Diciembre del 2009

Informe de Práctica Pre-Profesional para optar el Grado Académico de Bachiller en Ingeniería Química
Informe de Prácticas Pre-Profesionales - EAP Ing. Química UNJFSC - Asencio Huayanay, Nelson 1
DEDICATORIA
A los lectores de este documento que se
esfuerzan continuamente para crecer en el
bello y maravilloso mundo del saber,
esperando que sea de aporte de alguna u
otra forma.

AGRADECIMIENTO
Deseo hacer constar mi agradecimiento a todas las personas que directa o
indirectamente han contribuido en la elaboración de este informe.
Al Ing. José Luis Castro Vargas, Gerente General; al Ing. Roberto Ayarza Puyo,
Gerente de Producción; al Ing. Antonio Peralta Flores, Jefe de Síntesis/Producción y al
Dr. Hernán Sánchez Merino, Jefe de Control de Calidad de la Farmoquímica
SINQUISA S.A.C, por brindarme sus apoyos, confianzas y sus enseñanzas durante la
realización de mis Prácticas Pre-Profesionales.
A mis padres y hermanos, por su cariño, comprensión y por sus diversas formas de
apoyo incondicional que hicieron posible la culminación y materialización del presente
documento.
A mis maestros y amigos por compartir sus conocimientos y su amistad conmigo, en
especial al Docente de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Química
Ing. Benito Lizárraga Zavaleta, por el asesoramiento para el desarrollo del presente
Informe de Prácticas Pre-Profesionales.

TABLA DE CONTENIDO
RREESSUUMMEENN __________________________________________________________________________________________________ 55
IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN ______________________________________________________________________________________ 66
CCAAPPIITTUULLOO II::______________________________________________________________________________________________ 77
GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS ____________________________________________________________________________________ 77
1.1. OBJETIVOS: ______________________________________________________ 7
1.1.1. Objetivo General._________________________________________________________7
1.1.2. Objetivos específicos. _____________________________________________________7
1.2. IMPORTANCIA: ___________________________________________________ 7
1.3. ALCANCES Y/O LIMITACIONES: ___________________________________ 8
1.3.1. Alcances _______________________________________________________________8
1.3.2. Limitaciones ____________________________________________________________8
CCAAPPIITTUULLOO IIII:: ____________________________________________________________________________________________ 99
SSIITTUUAACCIIOONN AACCTTUUAALL DDEE LLAA EEMMPPRREESSAA ____________________________________________ 99
2.1. RESEÑA HISTORICA O ANTECEDENTES: ___________________________ 9
2.2. ORGANIZACIÓN DE LA EMPRESA: ________________________________ 10
2.3. ORGANIGRAMA: _________________________________________________ 11
2.4. VISION Y MISION DE LA EMPRESA: _______________________________ 12
2.4.1. Visión. ________________________________________________________________12
2.4.2. Misión.________________________________________________________________12
2.5. PRODUCTOS QUE OFRECE LA EMPRESA. _________________________ 13
2.6. PROCESO PRODUCTIVO. _________________________________________ 13
2.6.1. Materia prima e insumos. _________________________________________________13
2.6.2. Materiales y Equipos. ____________________________________________________23
2.6.3. Servicios y suministros.___________________________________________________26
2.6.4. Descripción del proceso productivo de la síntesis de Amoxicilina.__________________26
2.6.5. Diagramas de Flujo y Balance de materia del proceso ___________________________34
2.7. CONTROL DE CALIDAD __________________________________________ 37
2.7.1. Análisis en el Control de Calidad. ___________________________________________37
2.7.2. Análisis y Control de Calidad durante el Proceso._______________________________37
2.7.2.1. Análisis de las materias primas y/o insumos. ________________________________37
2.7.2.2. Control durante el Proceso.______________________________________________38
2.7.2.3. Análisis de Calidad del Producto final._____________________________________38
2.8. VOLUMEN DE PRODUCCION DE LA EMPRESA. ____________________ 40
2.9. SITUACION ACTUAL DEL AREA A ESTUDIAR______________________ 41
2.9.1. Área de Síntesis (Producción) ______________________________________________41
2.9.2. Área de Recuperación de Solventes (Área de Destilación) ________________________42
2.10. PROBLEMA DE EMPRESA RESPECTO AL AREA DE ESTUDIO _______ 42
CCAAPPIITTUULLOO IIIIII:: ________________________________________________________________________________________ 4433
MMAARRCCOO TTEEOORRIICCOO:: DDEESSTTIILLAACCIIOONN BBAATTCCHH____________________________________ 4433
3.1. DESTILACION. ___________________________________________________ 43

3.2. DATOS DE EQUILIBRIO. __________________________________________ 45
3.2.1. Diagramas de equilibrio. __________________________________________________45
3.2.2. Ley de Raoult. __________________________________________________________47
3.2.3. Valores K y Volatilidad Relativa. ___________________________________________47
3.2.4. Método de McCabe-Thiele.________________________________________________50
3.2.5. Construcción de etapa de equilibrio. _________________________________________55
3.2.6. Construcción de una columna total.__________________________________________56
3.3. DESTILACION BATCH. ___________________________________________ 57
3.3.1. Destilación batch con Rectificación. _________________________________________62
3.3.2. Procedimiento de cálculo aproximado para mezclas binarias.______________________64
3.3.3. Rectificación batch a reflujo constante._______________________________________66
3.3.4. Relación de reflujo variable. _______________________________________________67
3.3.5. Columnas de platos.______________________________________________________68
3.3.6. Columnas Empacadas.____________________________________________________69
3.3.7. Secciones de Empaque (“numero de platos”).__________________________________71
CCAAPPIITTUULLOO IIVV:: ________________________________________________________________________________________ 7722
MMEETTOODDOOLLOOGGIIAA PPAARRAA SSOOLLUUCCIIOONNAARR EELL PPRROOBBLLEEMMAA ______________ 7722
4.1. FORMULACION DEL PROBLEMA. _________________________________ 72
4.2. OBJETIVOS.______________________________________________________ 72
4.2.1. Objetivo general. ________________________________________________________72
4.2.2. Objetivos específicos. ____________________________________________________72
4.3. METODOLOGIA UTILIZADA. _____________________________________ 73
4.4. PROCEDIMIENTO. _______________________________________________ 73
4.4.1. Técnicas de recolección de datos. ___________________________________________73
4.4.2. Técnicas de análisis de datos. ______________________________________________74
4.5. ACTIVIDADES DESARROLLADAS PARA LA EMPRESA. _____________ 74
4.6. DESARROLLO/EJECUCION AL PROBLEMA. _______________________ 75
4.6.1. Funciones principales del Área de Destilación._________________________________76
4.6.2. Características actuales de diseño de la Columna Empacada. ______________________76
4.6.3. En Proceso de destilación batch Isopropanol-Agua. _____________________________77
4.6.4. Balance de Materia. ______________________________________________________78
4.6.5. Datos de Equilibrio Liquido-vapor de Isopropanol-Agua. ________________________80
4.6.6. Calculo de secciones de empaque.___________________________________________81
4.6.7. Altura equivalente (HETP).________________________________________________83
4.7. RESULTADOS. ___________________________________________________ 84
CCAAPPIITTUULLOO VV:: __________________________________________________________________________________________ 8855
CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS YY RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS______________________________________ 8855
5.1. CONCLUSIONES _________________________________________________ 85
5.2. RECOMENDACIONES: ____________________________________________ 86
BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFIIAA..______________________________________________________________________________________ 8877
6.1. Referencias Consultadas. ____________________________________________ 87
6.2. Referencias Electrónicas. ____________________________________________ 87
AANNEEXXOOSS ____________________________________________________________________________________________________ 8888

RESUMEN
El presente trabajo resume nuestra labor como practicante en el área de
Producción (Síntesis) y de Proyectos de Ampliación que incluye diseño de
planta farmoquimica y de equipos, de las líneas de Síntesis de Antibióticos
(Amoxicilina, Dicloxacilina, Ampicilina, etc.) e Implementación SCADA a las
líneas de producción en la Empresa SINQUISA SAC, haciéndose un énfasis
especial en el Proceso de la recuperación de solventes de la síntesis de
Amoxicilina, en el que se me encargo de verificar las características del diseño
actual de la columna y dar una solución al problema para la nueva capacidad de
destilación, es por ello que en el presente informe se ha elaborado propuestas
metodológicas y operacionales que ponemos a consideración.
Este informe de prácticas Pre Profesionales intitulado “Propuesta
Metodológica: Calculo del numero de etapas de relleno en una Columna de
Destilación Batch para Optimizar la Recuperación de Solventes de la Síntesis
de Amoxicilina en la Farmoquimica Sinquisa S.A.C”, tiene por finalidad
describir, evaluar y hacer un cálculo teórico del numero de etapas de relleno
(secciones de empaque) de la columna de destilación, de tal forma que permita
corregir, optimizar y hacer los cálculos para un futuro diseño final del equipo,
con la finalidad de aportar las nuevas características de la columna y así poder
incrementar la recuperación de solventes en la Síntesis de Amoxicilina.

INTRODUCCION
La industria farmacéutica es un sector que ha venido creciendo muy ligeramente
en este nuevo milenio, a pesar del conocimiento y tecnología disponible para la
fabricación de fármacos. A pesar de haber pocas barreras de entrada para los fármacos,
por ende, los insumos y excipientes, deben ser importados debido a la escasa actividad
en el sector farmacéutico en el país. Sin embargo, este sector implica altas barreras de
salida, debido a la alta inversión que se debe hacer para entrar a este sector.
La baja actividad en el sector de productos fármacos en nuestro país se refleja en
el bajo consumo de medicinas, lo cual deja al descubierto un potencial de demanda
interna falto de desarrollo.
La oferta de productos farmacéuticos en el país incluye una amplia variedad de
formas farmacéuticas y medicamentos genéricos elaborados con información
proporcionada por la DIGEMID. Estas formas incluyen prácticamente todas las
posibilidades de la oferta actual, fabricándose sin embargo en el país los siguientes
grupos de formas farmacéuticas: SÓLIDOS: barras, capsulas, granulados, pastillas,
polvos, supositorios, tabletas; SEMISÓLIDOS: cremas / emulsiones, geles, ungüentos;
LÍQUIDOS: champús, jarabes, lociones, soluciones suspensiones; ESTÉRILES:
ampollas inyectables, viales, soluciones de gran volumen; OTROS: aerosoles.
Las empresas instaladas en el Perú disponen de tecnología de fabricación para
formular y producir las formas farmacéuticas enunciadas. Otras formas farmacéuticas
que requieren de equipamiento y know how sofisticado como los implantes de
liberación prolongada, sistemas terapéuticos, o preparados que requieren del empleo de
tecnología de punta no se formulan y elaboran en el país.
El país no contaba con planta farmoquímica, luego del cierre de la única
existente (SINQUISA) a finales de los 90, que ahora fue reabierta desde el año 2006 por
nuevos inversionistas, produciendo sustancias activas necesarias para la elaboración de
un medicamento.
El presente trabajo resume nuestra labor como practicante en el área de Producción
(Síntesis) y Proyectos de Ampliación de líneas de Síntesis y futura Implementación
SCADA a las líneas de producción en la Empresa SINQUISA SAC, haciéndose un
énfasis especial en la recuperación de solventes de la síntesis de Amoxicilina, para lo
cual se ha elaborado propuestas metodológicas que ponemos a consideración.

CAPITULO I:
GENERALIDADES
1.1. OBJETIVOS:
1.1.1. Objetivo General.
Contrastar los conocimientos teóricos adquiridos en la formación
en ingeniería Química con la experiencia asimilada durante la
realización de las Prácticas Pre-Profesionales en la Farmoquímica
SINTESIS QUIMICA S.A.C (SINQUISA SAC), para entender y describir
un proceso productivo en situaciones reales de trabajo del Ingeniero
Químico.
1.1.2. Objetivos específicos.
Familiarizarse, observando y entendiendo el proceso de la síntesis
orgánica de Antibióticos (Amoxacilina, Dicloxacilina, etc.).
Evaluar y desarrollar un cálculo teórico del número de etapas de relleno
de una columna empacada de destilación batch (por lotes) binaria para
optimizar la recuperación de solventes de la Síntesis de Amoxicilina.
Elaborar el informe de las Prácticas Pre-Profesionales, considerando
las normas de redacción técnica apropiadas, que incluyen las
propuestas necesarias basadas en la experiencia adquirida durante la
estadía.
1.2. IMPORTANCIA:
El nivel de desarrollo de un país se mide, entre otras cosas, por los
indicadores de salud de la población y dentro de estos, la producción de
medicamentos es un parámetro importante para el progreso social.
La industria farmacéutica es una actividad que desarrolla un conjunto de
procesos y operaciones unitarias, empleando tecnología, know how, materias

primas, energía y recursos humanos calificados. La información se constituye
en el elemento más importante del ciclo productivo al establecer las condiciones
de la demanda, la disponibilidad de recursos y optimizar el proceso.
Las principales empresas peruanas tienen la capacidad de desarrollar
formulaciones, procesos de fabricación, adaptar métodos de control de calidad y
realizar otros aspectos relacionados al diseño y elaboración de nuevos
productos farmacéuticos. Esta situación restringe las posibilidades de
lanzamiento de productos genéricos o similares al vencimiento de la patente de
la empresa innovadora.
Debe mencionarse que la industria farmacéutica peruana no es una industria de
ensamblaje, pues por las características del producto, requiere del desarrollo de
know how especializado, manejo de procesos de producción, y el estricto
cumplimiento de normas y procedimientos que garanticen la calidad. Es
pertinente mencionar que desde la década de los 60 se establecieron plantas
farmacéuticas en el país, empleando profesionales peruanos, quienes
desplegaron sus capacidades y obtuvieron importante experiencia.
1.3. ALCANCES Y/O LIMITACIONES:
1.3.1. Alcances
El presente informe contiene conocimientos teóricos y prácticos sobre el
proceso de la Síntesis Orgánica de Antibióticos (Amoxicilina,
Dicloxacilina, etc.); y está dirigido a todos los lectores de este documento,
a los estudiantes y egresados de Ingeniería Química y ramas afines.
1.3.2. Limitaciones
El desarrollo del presente informe se base en la experiencia adquirida
durante la práctica pre-profesional realizada en la farmoquimica
SINQUISA SAC y en algunas investigaciones realizadas para recopilar
informaciones necesarias.

CAPITULO II:
SITUACION ACTUAL DE LA EMPRESA
2.1. RESEÑA HISTORICA O ANTECEDENTES:
La Planta Farmoquimica SINQUISA S.A.C, es una empresa especializada en la
síntesis química para la elaboración de productos intermedios betalactámicos
para la industria farmoquímica y productos betalactámicos en bulk para la
industria farmacéutica. Sinquisa SAC fue fundada en 1975. El prestigio de la
denominación "SINQUISA", ha sido un estándar de calidad en antibióticos, no
sólo en el Perú y América del Sur, sino en los países de sus proveedores de
intermedios de betalactámicos (China y la India), así como en países de Europa
del Este y el Medio Oriente.
Sinquisa es muy apreciada y respetada por ser un fabricante que cumple con
todos los estándares de calidad y normas ISO, GMP y FDA en 37 países de
todo el mundo. Sinquisa dispone de una moderna planta de producción ubicada
en Lima, Perú (Calle 7 Mz. C1 Lote 11-17 Urb. Las Vegas, Puente Piedra) y un
equipo de profesionales y técnicos de la más alta calificación, experiencia y
capacidad.
Como una de sus principales actividades, Sinquisa, fabrica antibióticos semi-
sintéticos derivados de la penicilina cruda, para su utilización posterior en la
elaboración de medicamentos de uso humano y veterinario. Sinquisa vende
directamente a los laboratorios farmacéuticos formuladores, para que éstos a su
vez los distribuyan a hospitales y farmacias.

2.2. ORGANIZACIÓN DE LA EMPRESA:
La farmoquimica SINQUISA S.A.C, tiene la estructura organizacional
siguiente:
a) GERENTE GENERAL: Ing. Industrial, José Luis Castro Vargas.
b) GERENTE DE ADMINISTRACION Y FINANZAS: Lic.
Administración, Renzo Rubianes Avilez.
c) CONTADOR. Lic. William Marzano.
d) GERENTE COMERCIAL: Lic. Nemesio Ramírez Ortigoza.
e) GERENTE DE LOGISTICA: Lic. Franco Baca Quiroz.
f) GERENTE DE PRODUCCION: Ing. Químico, Roberto Ayarza Puyo.
g) GERENTE DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD: Química
Farmacéutica, Lily Llauca Flores.
h) JEFE DE ALMACEN: Ing. Guillermo Dávila Vela.
i) JEFE DE SINTESIS/PRODUCCION: Ing. Químico, Antonio Peralta
Flores.
j) JEFE DE SEGURIDAD INDUSTRIAL: Orlando Miñano Ramirez
k) JEFE DE CONTROL DE CALIDAD: Químico Farmacéutico, Hernán
Sánchez Merino.
l) SUBJEFE DE DESTILACION: Raúl Vilela
m) JEFE DE MANTENIMIENTO MECANICO – ELECTRICO: Daniel
Garay Olivero.
n) ALMACENEROS
o) TECNICOS
p) OPERADORES

2.3. ORGANIGRAMA:
Figura 2.3. Organigrama de la Farmoquimica SINQUISA SAC

2.4. VISION Y MISION DE LA EMPRESA:
2.4.1. Visión.
Liderar el mercado regional de América del Sur en la producción de
antibióticos a granel y otros productos farmacéuticos y lograr el
reconocimiento de nuestros productos en el mercado mundial.
La marca SINQUISA es altamente reconocida por la calidad, nuestros
productos se consideran los mejores en la clase. SINQUISA es
actualmente el único centro en América del Sur que produce antibióticos.
Al ampliar y mejorar nuestra capacidad y la capacidad en América del
Sur, tenemos previsto ofrecer una ventaja competitiva a nivel mundial.
2.4.2. Misión.
Para mantener y mejorar nuestra reputación como proveedor de clase
mundial de productos farmacéuticos de los productos químicos que
ofrece innovadoras y potentes ventajas competitivas para nuestros socios.
Elementos de la misión:
 Liderazgo de un equipo altamente motivado y comprometido.
 Mayor calidad de los productos.
 Seguir ofreciendo productos de alta calidad, compromiso en
materia de salud, la seguridad y los elementos del medio
ambiente.
 100% de satisfacción.
 Entrega de nuevos productos con rapidez y flexibilidad.
 La mejora continua, mejorar la relación costo de bienes y
servicios comprometer la calidad.

2.5. PRODUCTOS QUE OFRECE LA EMPRESA.
El grupo de productos que inicialmente oferta la Farmoquimica SINQUISA
S.A.C al mercado farmacéutico son los siguientes:
Dicloxacilina Sódica monohidrato, es un antibiótico betalactámico derivado
de las penicilinas. Se utiliza para tratar infecciones causadas por bacterias gram-
positivas. En particular este antibiótico es activo contra los organismos como el
Staphylococcus aureus.
Amoxicilina Tihidrato, es un antibiótico betalactámico de espectro moderado
utilizado para tratar infecciones bacterianas causadas por microorganismos.
Normalmente es el fármaco de primera elección, de mejor absorción, tras la
administración oral, que otros antibióticos betalactámicos.
Nuestros productos son fabricados por síntesis química orgánica a partir de la
unión del 6-Ácido Aminopenicilánico (6-APA), con las cadenas laterales
químicamente conocido como DCIMC (cloruro de dicloxacilina) y para-
hidroxipenil glicina (PHPG Dane Salt) para obtener dicloxacilina sódica y
amoxicilina tihidrato, respectivamente. Al final de la síntesis, el producto
terminado, se adapta a las especificaciones de cada cliente en términos de
tamaño de las partículas, presentación física (polvo, compactado, micronizado),
formas de embalaje, etc. Nuestro proceso de recuperación de solventes hace que
nuestros productos sean competitivos en términos de costos. Además, nos
permite mantener un adecuado medio ambiente de producción.
Otros de los productos que ofrece la farmoquimica son cefalexina, oxacilina,
ampicilina entre otros.
2.6. PROCESO PRODUCTIVO.
2.6.1. Materia prima e insumos.
a. ACIDO 6- AMINOPENICILANICO (6-APA). es un compuesto
químico que forma el núcleo fundamental de la molécula de los
antibióticos del grupo de las penicilinas y usado en la fabricación de
penicilinas sintéticas. La estructura comprende un anillo betalactámico
unido a un anillo tiazolidínico. La adición de diferentes moléculas sobre
el 6-aminopenicilánico determina la farmacología esencial y las
propiedades antibacterianas de los compuestos así formados.

N
S
O
NH2
CH3
CH3
O
OH
Molecular Formula = C8H12N2O3S
Formula Weight = 216.25748
Density = 1.52 ± 0.1 g/cm3
Figura 2.6.1 (a). Estructura molecular de 6-APA
N
S
O
R
-
NH CH3
CH3
O
O
-
Anillo -Lactam Anillo Thiazolidina
Figura 2.6.1 (b). Estructura química del 6-APA, formado por el anillo β-
lactámico, el anillo de tiazolidina y la cadena lateral (R).
El 6-APA que es importado desde India, llega a la planta sinquisa en
unas cajas de 25 Kg.
b. PARAHIDROXIFENILGLICINA SAL DE DANE (PHPG Dane
Sal). es un polvo cristalino blanco intermediario de la cadena lateral de la
penicilina, antibióticos tipo cefalosporina como la amoxicilina, celadroxil
y cefatrizin y otras semi-antibióticos sintéticos. En la síntesis de
antibióticos se utiliza para preparar el anhídrido mixto.

OH
NH
CH3
O
O
O
O
CH3
K
Molecular Formula = C13H14KNO5
El PHPG Dane Sal es importado de China, que llega a la planta sinquisa
en unas bolsas de 25 Kg.
SAL DE DANE 25 kg
c. ACIDO PIVALICO. es un carboxílico con una fórmula molecular de
(CH3)3CCO2H. La sustancia es una base débil que reacciona
violentamente con oxidantes fuertes. En la síntesis de antibióticos se
utiliza como un medio de solvente de la sal de dane.
OH
OCH3
CH3 CH3
Molecular Formula = C5H10O2
Density = 0.965 ± 0.06 g/cm3
d. ÁCIDO ETILENDIAMINOTETRAACÉTICO (EDTA)
Es un acido cristalino, C10H16N2O8, que actúa como un agente quelante
fuerte. La sal sódica del EDTA se utiliza como antídoto para la

intoxicación por metales, un anticoagulante, y un ingrediente en una
variedad de reactivos industriales.
O
OH
N
N
O
OH
O
OH
OH
O
Molecular Formula = C10H16N2O8
Density = 1.566 ± 0.06 g/cm3
e. UREA.
La urea es un compuesto químico cristalino e incoloro, de fórmula
CO(NH2)2
O
NH2
NH2
Molecular Formula = CH4N2O
Density = 1.212 ± 0.06 g/cm3
f. AGUA DESIONIZADA.
El agua des ionizada es aquella a la cual se le han quitado los cationes,
como los de sodio, calcio, hierro, cobre, y otros, y aniones como el
carbonato, fluoruro, cloruro, etc. mediante un proceso de intercambio
iónico. Esto significa que al agua se le han quitado todos los iones
excepto el H+
, o más rigurosamente H3O+
y el OH-
, pero puede contener
pequeñas cantidades de impurezas no iónicas como compuestos
orgánicos.
Es parecida al agua destilada en el sentido de su utilidad para
experimentos científicos, por ejemplo en el área de la química analítica
donde se necesitan aguas puras libres de iones interferentes.

El agua desionizada tiene valores típicos de resistividad de 18,2 MΩ·cm-
1
, o su inversa, la conductividad, de 0,055 μS·cm-1
.
El agua desionizada puede cambiar su pH con facilidad al ser
almacenada, debido a que absorbe el CO2 atmosférico. Éste, al
disolverse, forma acido carbónico, de ahí el aumento de la acidez, que
puede ser eliminada hirviendo el agua.
El agua desionizada es bastante agresiva con los metales, incluso con el
acero inoxidable, por lo tanto debe utilizarse plástico o vidrio para su
almacenaje y manejo.
g. ACIDO CLORHIDRICO. El acido clorhídrico o hidroclórico o todavía
ocasionalmente llamado, acido muriático (por su extracción a partir de
sal marina en América) o agua fuerte (en España), es una disolución
acuosa del gas cloruro de hidrogeno (HCl). Es muy corrosivo y acido. Se
emplea comúnmente como reactivo químico y se trata de un ácido fuerte
que se disocia completamente en disolución acuosa
h. HIDROXIDO DE AMONIO.
Agua de amoníaco o amoníaco acuoso es una solución de amoniaco en
agua. Técnicamente, el término "hidróxido de amonio" es incorrecto
debido a que dicho compuesto no es aislable. Sin embargo, dicho término
da una fiel descripción de cómo se comporta una solución de amoníaco,
siendo incluso este término usado por científicos e ingenieros. El agua de
amoníaco se encuentra comúnmente en soluciones de limpieza
doméstica; también existen equipos de química que contienen restos de
esta sustancia.
i. CLORURO DE METILENO. es un líquido incoloro de leve aroma
dulce, también conocido como diclorometano. El cloruro de metileno no
se presenta de forma natural en el medio ambiente. Su fórmula es
CH2Cl2. El cloruro de metileno se usa como solvente industrial y para
eliminar pintura.
Punto de ebullición: 39/40 º C
Humedad (K.F.): 0,01 en peso

Densidad: 1,32
Residuo de la evaporación: se evaporan 67 ml en un lote de agua y
residuo seco a 105 ° C durante 1 hora: Peso de residuos no debe ser
superior a 1,0 mg (0,001%).
j. ACETONA. es un compuesto químico de fórmula química CH3(CO)CH3
del grupo de las cetonas que se encuentra naturalmente en el medio
ambiente. A temperatura ambiente se presenta como un líquido incoloro
de olor característico. Se evapora fácilmente, es inflamable y es soluble
en agua. La acetona sintetizada se usa como disolvente de otras
sustancias químicas.
Identificación: incoloro líquido con características olor, Miscible con
agua, etanol, éter.
Densidad: 0.790-0 .793
Teb(760): 56,1 ± 0,5 ° C
Acidez: máx. 1 ml de 0,1 N de hidróxido de sodio puede ser utilizado
para neutralizar una muestra de 40 ml que contiene (correspondiente a
0,002% CH3COOH)
Humedad: max. 0,1% w / w (K.F.)
K2MnO4 la reducción de Sustancias: a una muestra de 10 ml añadir 0,55
ml de solución de permanganato de potasio 0,1 N de. El rosa color debe
ser estable durante 15 minutos.
Acidez: no más del 0,002% en ácido acético
CH3
CH3
O
Molecular Formula = C3H6O
k. ALCOHOL ISOPROPILICO (IPA).
También llamado penelol, 2-propanol, propan-2-ol, es un alcohol
incoloro, inflamable, con un olor intenso y muy miscible con el agua. Su

fórmula química semidesarrollada es H3C-HCOH-CH3 y es el ejemplo
más sencillo de alcohol secundario, donde el carbono del grupo alcohol
está unido a otros dos carbonos. Es un isómero del propanol.
CH3
CH3
OH
Molecular Formula = C3H8O
Density = 0.791 ± 0.06 g/cm3
l. TRIETILAMINA. Es un compuesto químico de formula N (CH2CH3)3,
a menudo abreviada como Et3N. Se presenta de forma común en la
síntesis orgánica probablemente porque es la amina trisustituída simétrica
(esto es, una amina terciaria) más simple que es líquida a temperatura
ambiente. Presenta un fuerte olor a pescado reminiscente del amoniaco.
La diisopropiletilamina (la base de Hunig, CAS # 7087-68-5) es un
compuesto relacionado con la trietilamina muy utilizado. La trietilamina
también es el olor de la planta del espino, así como el del semen, entre
otros. La trietilamina se emplea frecuentemente en la síntesis orgánica
como base, generalmente en la preparación de esteres y amidas a partir
de cloruros de acilo. Estas reacciones conducen a la producción de
cloruro de hidrogeno, que reacciona con la trietilamina para formar la sal
hidrocloruro de trietilamina, más conocida como cloruro de trietilamonio.
N
CH3
CH3
CH3
Molecular Formula = C6H15N
m. N,N, DIMETILACETAMIDA
Es un compuesto químico incoloro, miscible en agua, líquido de alto
punto de ebullición se utiliza comúnmente como un polar disolvente en
química orgánica. Es miscible en la mayoría de los disolventes, aunque

es poco soluble en alifáticos hidrocarburos. Es útil como un medio de
bases fuertes tales como hidróxido de sodio. Dimetilacetamida es
comúnmente utilizado como disolvente de fibras o en el adhesivo de la
industria. También se emplea en la producción de productos
farmacéuticos y plastificantes como un medio de reacción.
CH3
N
O
CH3
CH3
N,N-dimethylacetamide
Molecular Formula = C4H9NO
Density = 0.880 ± 0.06 g/cm3
n. CLORURO DE PIVALOIL. Es un líquido incoloro, se utiliza como
solvente en la producción de la ampicilina, amoxicilina, cefazolina,
cefradina, ceftezole, cefaclor, pivoxilo cefteram y pivoxilo cefetamete en
la industria farmacéutica. Para la producción de Clomazone en la
industria de la agricultura química.
CH3
CH3
O
Cl
CH3
Molecular Formula = C5H9ClO
o. PIRIDINA
Es un líquido incoloro de olor desagradable, similar al pescado.
Pertenece a la familia de los compuestos aromáticos heterocíclicos, y está
estructuralmente relacionada al benceno, siendo la única diferencia entre
ellos el reemplazo de un grupo CH del anillo bencénico por un atomo de
nitrógeno.

N
Density = 0.956 ± 0.06 g/cm3
p. HIDROXIDO DE SODIO
El hidróxido de sodio o hidróxido sódico, también conocido como sosa
cáustica o soda cáustica, es un hidróxido caustico usado en la industria
(principalmente como una base química) en la fabricación de papel,
tejidos, y detergentes. Además es usado en la Industria Petrolera en la
elaboración de Lodos de Perforación base Agua.
A temperatura ambiente, el hidróxido de sodio es un sólido blanco
cristalino sin olor que absorbe humedad del aire (higroscópico). Es una
sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con
un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como
para encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy
corrosivo. Generalmente se usa en forma sólida o como una solución de
50%.
q. ACIDO 2-ETILHEXANOICO. Es un compuesto orgánico con la
formula CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2H. Este ácido carboxílico es
ampliamente utilizado para la preparación de derivados de metal que son
solubles en disolventes orgánicos no polares.
CH3
CH3 OH
O
2-ethylhexanoic acid
Density = 0.926 ± 0.06 g/cm3

r. 2-ETHIL EXANOATO DE SODIO (DENA)
Es un compuesto de color blanco o ligeramente amarillo, color de polvo
altamente higroscópico.
Olor: indeterminado
Solubilidad: Soluble en agua.
Claridad de la solución: 10% w / V solución en el agua es casi
transparente e incoloro.
% Agua por K / F: NMT: 2,0% w / w
pH: Entre: 7,0 a 9,50
% Acidez libre: NMT: 0,50% w / w
% Determinación: NLT: 98,0% w / w en base seca.
CH3
CH3 O
O
Na
sodium 2-ethylhexanoate
Molecular Formula = C8H15NaO2
s. NITROGENO LÍQUIDO.
El nitrógeno líquido es nitrógeno puro en estado líquido a una
temperatura igual o menor a su temperatura de ebullición, que es de –
195,8°C a una presión de una atmósfera. El nitrógeno líquido es incoloro
e inodoro. Su densidad en el punto triple es de 0,707 g/ml.

Tanque hermético de 3000 galones de nitrógeno, sinquisa.
t. AMONIACO GAS. El amoníaco o amoniaco es un compuesto químico
cuya molécula consiste en un átomo de nitrógeno (N) y tres átomos de
hidrogeno (H) de acuerdo a la formula NH3. Según la VSEPR, los pares
electrónicos de valencia del nitrógeno en la molécula se orientan hacia
los vértices de un tetraedro, distribución característica cuando existe
hibridación sp³. Existe un par solitario, por lo que la geometría de la
molécula es piramidal trigonal (grupo puntual de simetría C3v). En
disolución acuosa se puede comportar como una base y formarse el ion
amonio, NH4+, con un átomo de hidrógeno en cada vértice de un
tetraedro: El amoníaco, a temperatura ambiente, es un gas incoloro de
olor muy penetrante y nauseabundo. Se produce naturalmente por
descomposición de la materia orgánica y también se fabrica
industrialmente. Se disuelve fácilmente en el agua y se evapora
rápidamente. Generalmente se vende en forma líquida.
2.6.2. Materiales y Equipos.
Los principales materiales y equipos utilizados según el área
correspondiente, son los siguientes:
AREA DE SINTESIS (PRODUCCION):
a) REACTOR. Hay cuatro reactores con agitación, para las reacciones
de acilación, hidrolisis, cristalización, etc. que operan desde una

temperatura de 25ºC hasta -54ºC, con las siguientes capacidades de
4000, 5500, 6000 y 7000 litros, para la línea de síntesis de la
Amoxicilina.
b) FILTRO PRENSA. Son filtros de placas de acero inoxidable a
presión para separar algunos sólidos e impurezas presentes en fase
acuosa de la hidrólisis.
c) CENTRIFUGA. Hay cuatro centrifugas en esta área para separar los
cristales (producto) de los solventes por fuerza centrifuga en función
de su densidad.
d) ENFRIADOR CHILLER. Es un sistema de enfriamiento que utiliza
el monoetilenglicol como refrigerante.
e) BACHINELA (TK). Son tanques de almacenamientos de solventes
y/o reactivos.
AREA FARMACEUTICA
a) SECADOR DE LECHO FLUIDIZADO.
b) COMPACTADOR.
c) SEPARADOR VIBRATORIO.
d) MEZCLADOR
e) GRANULADOR
f) MICRONIZADOR
g) SECADOR A VACIO
h) BALANZA ELECTRICA
i) MALLAS A INOX.
j) PARIHUELAS PLASTICAS
AREA CONTROL DE CALIDAD (FISICOQUIMICO -
MICROBIOLOGICO)
a) HPLC
b) CROMATOGRAFO DE GASES
c) ESPECTROFOTOMETRO INFRARROJO
d) PH METRO DIGITAL
e) MEDIDORES DE HUMEDAD KARL FISCHER (KF)

f) FUSIOMETRO DIGITAL AUTOMATICO
g) MICROSCOPIO
h) BALANZA DIGITAL
i) BALANZA ANALITICA
j) ESTUFAS DE AIRE CALIENTE
k) AUTOCLAVE
l) PLACAS PETRI
m) INCUBADOR
n) ESPECTROFOTOMETRO
o) TAMIZ MECANICO
p) CAMARA DE PRUEBA
AREA PLANTA DE DESTILACION
a) COLUMNAS DE DESTILACIÓN BATCH. Hay tres columnas
empacadas de destilación batch con una capacidad de carga en el
calderin de 6000 litros cada una, para destilar alcohol isopropílico,
cloruro de metileno, acetona, etc.
Una columna empacada consiste de una estructura metalica
cilíndrica, con una altura de empaque comprendida entre dos bridas
en cuyo tramo se ubica el empaque o relleno de acuerdo a un diseño
prestablecido
b) TANQUES DE SEPARACION.
Son equipos que reciben el condensado desde el condesador de tope
de la columna a través de una línea del tipo comunicante o
“cachimba”, la que esta conectada al venteo del condensador a través
de una línea de equilibrio de presiones.
c) CONDENSADOR DE TOPE
Este equipo es un intercambiador de calor de casco y tubos, donde los
vapores del solvente fluyen por los tubos, mientras que por el lado del
casco fluye agua fría de la torre de enfriamineto.

d) TANQUES DE RECEPCION
Son tanques verticales ubicados al pie de cada columna que reciben
los destilados de la primera etapa o etapa extractiva, siendo
denominados “producto de cabeza” y/o producto húmedo.
e) CALDERA.- Es un equipo a presión, generadas a vapor de agua,
mediante un sistema de combustión. Este vapor se aplica básicamente
para transferir energía a los solventes en el calderín de la columna de
destilación.
f) EQUIPO DE OSMOSIS INVERSA.- Es un equipo de marca
Culligan el que posee SINQUISA, este recibe agua ablandada y
filtrada, de tal modo que su función principal es completar el retiro de
dureza y retener los cloruros, quedando así el agua prácticamente
exenta de sales.
2.6.3. Servicios y suministros.
Agua. Se dispone de un abastecimiento suficiente de agua potable
Combustible y vapor. Para la planta de destilación de solventes, se
utiliza el petróleo como combustible de la caldera de vapor.
Sistema de vacío. Se dispone de sistemas de vacío, mediantes bombas de
vacío y las compresoras.
Sistema de enfriamiento. Se dispone de un enfriador chiller para las
chaquetas de los reactores y otro sistema con nitrógeno liquido para bajar
la temperatura a -54ºC.
Electricidad. Se dispone de la energía eléctrica para procesos de la
síntesis e iluminación de planta.
2.6.4. Descripción del proceso productivo de la síntesis de Amoxicilina.
En las tecnologías de síntesis orgánica química de los antibióticos, las
diferentes fases, desde la recepción de los insumos hasta la obtención
del producto final sintetizado y listo para ser comercializado serán
descritas a continuación con cierto detalle.
Los procesos de preparación de anhídrido mixto, disolución de la
cadena lateral, hidrolisis, extracción, filtración, cristalización,
centrifugación, granulación, secado a lecho fluido, compactado,

envasado, etiquetado y almacén, estas etapas son comunes para la
síntesis de otros tipos de antibióticos. En los siguientes puntos
detallaremos las etapas para la síntesis de amoxicilina trihidrato.
a) PREPARACION DE ANHIDRIDO MIXTO.- En el reactor R-1 de
acero inoxidable limpio y anhidrificado, se carga cloruro de metileno
y bajo agitación se le carga para-hidroxi-fenil-glicina metil potásico
Sal de Dane. Se enfría la suspensión a 10±1ºC mediante salmuera en
la chaqueta.
Cargar dimetilacetamida contenido en el tanque de adición, seguido
se adiciona piridina y de una mezcla de acido pivalico en cloruro de
metileno.
Continuar el enfriamiento con salmuera primero y nitrógeno después,
hasta alcanzar los -53±1ºC.
Al alcanzar los -53ºC, agregar pivaloil cloruro en 20 minutos.
Durante la adición la temperatura ascenderá en forma gradual hasta -
35ºC, enviar que supere esta temperatura regulando la adición del
pivaloil cloruro.
Agitar por 90 minutos a -32±1ºC.
Enfriar la solución a -52±1ºC y cargar por la boca del reactor una
mezcla de acido pivalico en cloruro de metileno.
Llene todos los datos en el cuadernillo de elaboración (actual batch
record).
Figura 2.6.4.(a). Reacciones en la preparación de Anhídrido mixto.
OH
NH
CH3
O
O
O
CH3 CH3
CH3
O
O
CH3
Molecular Formula = C18H23NO6
OH
NH
CH3
O
O
O
O
CH3
K
Molecular Formula = C13H14KNO5
CH3
CH3
O
Cl
CH3
Molecular Formula = C5H9ClO
Parahidroxifenil glicina sal de dane
+
Cloruro de pivaliol
B: N_Dimetilacetamida
+
A: Cloruro de metileno
C: Piridina
D: Acido pivalico
K Cl
Anhidrido mixto

b) DISOLUCION DE 6-APA.- En el reactor R-2 debidamente limpio
cargar cloruro de metileno.
Enfriar el cloruro de metileno a 0ºC, usando salmuera en la chaqueta.
Bajo agitación, cargar 6-APA a través de la boca del reactor.
Inmediatamente después cargar trietilamina en 10 a 15 minutos. La
temperatura ascenderá a +10/+12ºC.
Cargar agua des ionizada en 15 minutos. La temperatura permanecerá
entre 12 y 15ºC.
Enfriar el contenido con salmuera en la chaqueta y a los 15 minutos
tomar una muestra para chequear visualmente que la solución este
completamente clara. De no ser así, detener el enfriamiento y agitar
hasta disolución total por no más de 15 minutos.
Añadir alcohol isopropilico (KF entre 14% y 16.5%) cuando la
temperatura se encuentra entre 5 a 8ºC.
Continuar el enfriamiento hasta -20ºC, usando primero salmuera y
luego nitrógeno liquido.
Tan pronto como el anhídrido mixto este frio en el R-1, transferir de
manera controlada el contenido del R-3 al R-1, usando presión en el
R-2 (10 psi).
Enjuagar el R-2 con una mezcla de cloruro de metileno y alcohol
isopropilico fresco y transferir al R-1.
Figura 2.6.4. (b). Disolución de 6-APA.
N
CH3
CH3
CH3
6_APA
+
Trietilamina Solucion de 6_APA
A: Cloruro de metileno
B: Agua desionizadaN
S
O
NH2
CH3
CH3
O
OH
NH
+
CH3
CH3
CH3
N
S
O
NH2 CH3
CH3
O
O
-

Solucion de 6_APA
OH
NH CH3
O
O
O
CH3
CH3
CH3
O
O
CH3
+
NH
+
CH3
CH3
CH3
N
S
O
NH2
CH3
CH3
O
O
-
OH
NH
CH3
NH
O
O
O
CH3
N
S
O
CH3
CH3
O
O
-
NH
+
CH3
CH3
CH3
CH2Cl2
Molecular Formula = C18H23NO6
CH3
CH3
O
OH
CH3
+
Anhidrido mixto
Figura 2.6.4. (b-2). Reacción de Acilación.
c) HIDRÓLISIS.- En el reactor R-2 perfectamente limpio, cargar lo
siguiente: agua des ionizada, alcohol isopropilico (KF=14.0% -
16.5%), acido clorhídrico al 37% (debe ser cargado 5 minutos antes
del trasvase de la masa condensada).
Mantener la temperatura de la mezcla indicada en +25±2ºC.
Transferir la masa condensada del R-2, mediante nitrógeno gaseoso
en el R-1 y vacio en R-2.
A los 3 minutos de iniciado el trasvase añadir acido clorhídrico al
37%, manteniendo el pH en 1.5±1.
Una vez terminado el trasvase, ajustar el pH a 1.45±0.005 con la
temperatura entre 7 y 10ºC.
Agitar el contenido por 20 minutos a dicho pH y temperatura. Ajustar
el pH si fuera necesario, usando acido clorhídrico al 37%.
Detener la agitación y dejar en reposos por 15 minutos para permitir
la separación de fases.

Descargar la fase orgánica al reactor R-3 y la fase acuosa al reactor
R-4.
Descargar la interfase, si hubiera, a un recipiente vacio y limpio.
Figura 2.6.4 (c). Reacciones en la Hidrólisis.
d) CONDENSACION.
El anhídrido mixto es mantenido a -52ºC.
Añadir el contenido del R-2, usando presión de nitrógeno gaseoso en
el R-2 (10 psi) y controlando el flujo de manera tal que la solución se
transfiera en 45/60 minutos y que la temperatura se mantenga entre -
47±1ºC utilizando nitrógeno liquido para su control.
Agitar la solución por 150 minutos dejando que la temperatura
ascienda gradualmente de -45ºC hasta -30ºC.
Transferir la solución acilada al R-2 a -30+-2ºC. Usar presión de
nitrógeno gaseoso en el R-1 y vacio en el R-2.
Lavar el reactor con 20 lts de cloruro de metileno y trasvasar al R-2.
OH
NH
CH3
NH
O
O
O
CH3
N
S
O
CH3
CH3
O
O
-
NH
+
CH3
CH3
CH3
+ ClH + OH2
CH3
O
O
CH3
O
OH
NH2
NH
O
N
S
O
CH3
CH3
O
OH
+ +
NH
+
CH3
CH3
CH3
Cl
-
Molecular Formula = C6H16ClN
OH2
OH2
OH2
AMOXICILINA TRIHIDRATO
Urea IPA
O
NH2
NH2
+ + CH3
CH3
OHAguaAc. clorhidrico

e) CRISTALIZACION Y AÑEJAMIENTO.
En el R-4 perfectamente limpio preparar una suspensión contenido:
de alcohol isopropilico de 14 – 16.5 % de KF; de Amoxicilina
trihidrato seca, (añadir momentos antes de cargar la fase acuosa).
Mantener la temperatura ambiente y agitar a alta velocidad.
Iniciar la trasferencia de la fase acuosa al R-4 y simultáneamente
añadir la solución amoniacal (18-20%) del tanque de adiciona TAA-4
manteniendo el pH en 3.7 y la temperatura en 20±2ºC. esta operación
debe llevarse a cabo en 60 minutos por lo que la solución filtrada se
deberá pasar a través del flujometro para su regulación.
Luego de transferir la interfase y el alcohol de lavado al R-4, corregir
el pH a 5.1 – 5.2 con solución Amoniacal, a la temperatura de
20±2ºC.
Poner el agitador del R-4 en baja velocidad e iniciar el enfriamiento
de la suspensión con salmuera.
Transferir al R-4 la fase acuosa de la segunda extracción.
Corregir el pH a 5.1 con la solución amoniacal, contenida en el TA4
Corregir el enfriamiento de la suspensión hasta 0ºC.
f) EXTRACCION DE LA FASE ORGANICA.
Al finalizar la transferencia de fase acuosa, cargar al R-2, agua des
ionizada a 10ºC.
Transferir la fase orgánica hacia el R-3. Agitar.
Corregir el pH a 1.5±0.1 con acido clorhídrico al 37% y agitar por 15
minutos.
Dejar en reposo por 10 minutos a 10±2ºC
Descargar la fase orgánica (R-3) a R-2.
Transferir la fase acuosa al R-4 pasándola a través del filtro prensa F-
1.

g) CRISTALIZACION Y AÑEJAMIENTO DE LA SEGUNDA
EXTRACCION.
Dejar en reposo el R-4 por 5 horas.
Centrifugar la suspensión.
Pasar por el granulador, secar, compactar.
h) CENTRIFUGACION
Los cristales en suspensión del reactor R-4 son descargados en las
cuatro centrifugas.
Filtrar las aguas exhaustas de la centrifuga que se encuentra libre.
i) GRANULACION
La torta de producto húmedo fue trazada y granulada a través del
granulador, siendo recibidas en bolsas plásticas dobles de cada
centrifuga.
Las bolsas de producto húmedo se transportan al área física de
farmacotecnia donde se pesan bolsa por bolsa, controlando peso de
humedad.
j) SECADO A LECHO FLUIDO
El producto granulado se carga a una bachinela del secador, luego el
producto es aireado a, de 20ºC a 25ºC durante 90 minutos (90 min. A
120 min.)
El producto es tratado con vapor 55ºC (50ºC a 65ºC) durante 60
minutos (30 min. A 60 min.)
Al término de este tiempo la bachinela se retira del secador
El producto se lleva al micronizador para ser cernido con malla.
Se inicia con el cernido de la bachinela y se pesa el antibiótico en el
proceso del secado.
Después de controlar el peso del producto, se carga a la bachinela
nuevamente. Se sigue el procedimiento descrito anteriormente para el
secado.

Al término de este, se toma una muestra y se lleva al laboratorio de
control de calidad para verificar el contenido de agua por el método
Karl Fisher y otras variables de control.
Luego se pasa a homogenizar el batch, cargando en una bachinela del
secador.
Se airea por un promedio de 10 a 20 minutos a una temperatura de 20
a 25ºC.
El producto se embolsa en bolsas plásticas etiquetadas con etiquetas
de empaque primario correspondiente.
k) COMPACTADO
De acuerdo a la solicitud del cliente se procede a compactar el
producto en unos compactadores.
l) EMPAQUE / ENVASADO.
Al término de la homogenización de toda la elaboración, esta se
transporta a la sala de empaque, en bolsas dobles de 25 kg.
El antibiótico se muestrea
Las muestras son entregadas al jefe de control de calidad
Las bolsas de 25 kg mas el saldo respectivo identificado como tal, se
pesan nuevamente en la balanza de la sala de empaque y puestos en
cajas debidamente desinfectadas.
Las bolsas contenidas en las cajas son amarradas con alambre
plastificado la primera bolsa y con el precinto de seguridad la
segunda bolsa.
Se registra el número de los precintos de seguridad.
Las cajas son etiquetadas con las etiquetas de identificación temporal
y cuarentena.
Toda la elaboración debidamente empaquetada se entrega al personal
encargado de almacén de producto terminado.

2.6.5. Diagramas de Flujo y Balance de materia del proceso
Diagramas del Proceso.
Fuente: SINQUISA SAC.

Balance de Materia.
Fuente: Elaborado por el autor, con datos de la planta, para la síntesis de Amoxicilina Trihidrato

2.7. CONTROL DE CALIDAD
2.7.1. Análisis en el Control de Calidad.
El seguimiento de la calidad, las buenas prácticas de manufactura (GMP)
de los productos medicinales (ej. Antibióticos) son muy importantes ya
que un producto de mala calidad no solamente ponen en peligro la salud
humana (ya sea conteniendo sustancias toxicas que pudieran haber sido
agregadas no intencionalmente, o bien careciendo del efecto terapéutico
previsto si la cantidad de los ingredientes demandados es diferente que la
debida), sino son una pérdida de dinero para la industria farmacoquímica
y los consumidores individuales. Es por ello que existen normas
rigurosas en cuanto al GMP y al análisis en el control de calidad.
Casi todos los países (excepto nuestro país, Perú) cuentan en su
documentación oficial con un elemento denominado FARMACOPEA o
FORMULARIO NACIONAL. La Farmacopea es el texto oficial que
describe los principios activos, excipientes, productos biológicos y
productos farmacéuticos, y contiene las especificaciones que estos deben
cumplir para demostrar su calidad.
Los parámetros que definen la calidad de un producto, se pueden
clasificar en los siguientes campos:
 Calidad Microbiológica
 Calidad Físico-Química
 Calidad Farmacológica
 Calidad Bioquímica
2.7.2. Análisis y Control de Calidad durante el Proceso.
2.7.2.1. Análisis de las materias primas y/o insumos.
a) En el análisis del muestreo del 6-APA, se tienen los siguientes
parámetros que debe cumplir este insumo. El pH debe ser de 3.5 a
3.9, grado de rotación de 270 a 285 grados, la concentración en la
titulación por HPLC 97.5 a 99.5 grados de concentración, el
porcentaje de humedad máxima de 0.5% y un mínimo de 0.1%, la

solubilidad debe ser de 15 g aprox. por 15 minutos y con un índice
de color igual a 10.
b) En el análisis del muestreo de la SAL DE DANE, se tienen los
siguientes parámetros que debe cumplir este insumo. El pH debe
ser 7.5 aprox., la humedad debe ser menor o igual a 0.5%, el grado
de rotación debe ser de -87 a -90, la concentración por título debe
ser de 98.5 a 99.5 y con un índice de color igual a 5.
2.7.2.2. Control durante el Proceso.
Durante el proceso de la síntesis del producto se realizan
diferentes controles de parámetros y la toma de muestras para su
posterior análisis, las etapas en las cuales se realizan los controles
son las siguientes: En la etapa de la preparación del anhídrido
mixto, en la reacción de acilación, en el proceso de la
cristalización y en la centrifugación.
Los siguientes parámetros que deben cumplirse en el proceso de
la síntesis de la Amoxicilina son:
 Control de humedad del solvente.
 En la etapa de la preparación de Anhídrido mixto: control del
porcentaje de solubilidad de la SAL DE DANE.
 En la etapa de Acilación, se controla el pH que debe ser
menor o igual a 2.0 a una temperatura de -54ºC.
 En la etapa de Cristalización, se controla el pH que debe ser
de 5 a 5.1.
 En la etapa de Centrifugación, se controla la presencia de
puntos negros y la solubilidad en amoniaco y el acido
clorhídrico.
2.7.2.3. Análisis de Calidad del Producto final.
Según la FARMOCOPEA de los Estados Unidos USP 31
(2009), para la AMOXICILINA es:
Identificación. Absorción en el infrarrojo
Cristalinidad: cumple con los requisitos.

pH entre 3.5 y 6.0 en una solución que contiene 2mg por mL.
Agua. entre 11.5% y 14.5 %.
Dimetilanilina. Cumple con el requisito.
Otros requisitos.
Cuando la etiqueta declara que la amoxicilina es estéril, cumple
con los requisitos de esterilidad y endotoxinas bacterianas en
amoxicilina para suspensión inyectable. Cuando la etiqueta indica
que la amoxicilina debe someterse a algún otro proceso durante la
preparación de formas farmacéuticas inyectables cumple con los
requisitos para endotoxinas bacterianas en amoxicilina para
suspensión inyectable. [5]
Valoración.
Diluyente- disolver 13.6 g de fosfato monobásico de potasio en
2000 mL de agua y ajustar con una solución de hidróxido de
potasio al 45% (p/p) a un pH de 5.0±0.1.
Fase móvil- preparar una mezcla filtrada adecuada de diluyente y
acetonitrilo (96:4). Hacer ajustes si fuera necesario (ver aptitud
del sistema en cromatografía <621>). Disminuir la concentración
de acetonitrilo para aumentar el tiempo de retención de la
amoxicilina. [5]
Preparación estándar.- disolver cuantitativamente una cantidad
pesada con exactitud de ER Amoxicilina USP en diluyente para
obtener una solución con una concentración conocida de
aproximadamente 1.2 mg por mL. Usar esta solución dentro de
las 6 horas.
Preparación de valoración.- transferir aproximadamente 240 mg
de Amoxicilina, pesados con exactitud, a un matraz volumétrico
de 200mL. Disolver y diluir a volumen ceon Diluyente y mezclar.
Usar esta solución dentro de las 6 horas. [5]
Sistema cromatografico.- equipar un cromatografo de líquidos
con un detector a 230 nm y una columna de 4 mm x 25 cm
rellena con material L1. La velocidad de flujo es de
aproximadamente 1.5 mL por minuto. Inyectar en el cromatografo
la preparación estándar y registrar el cromatograma según se

indica en el procedimiento: el factor de capacidad, k’, está entre
1.1 y 2.8; la eficiencia de la columna no es menor de 1700 platos
teóricos; el factor de asimetría no es mayor de 2.5, y la desviación
estándar relativa para inyecciones repetidas no es mas de 2.0%.
Procedimiento.- inyectar por separado en el cromatografo
volúmenes iguales (aproximadamente 10 uL) de la Preparacion
estándar y de la Preparacion de valoración, registrar los
cromatogramas y medir las respuestas correspondientes a los
picos principales. Calcular la cantidad, en ug, de C16H19N3O5
por mg de Amoxicilina tomada, por la formula:
200(CP/W)(ru/rs)
En donde C es la concentración, en mg por mL, en ER
Amoxicilina USP en la preparación estándar, P es el contenido
especificado de amoxicilina, en ug por mg, de ER Amoxiclina
USP; W es la cantidad, en mg de amoxicilina tomada para
preparar la preparación estándar, respectivamente. [5]
2.8. VOLUMEN DE PRODUCCION DE LA EMPRESA.
SINQUISA SAC tiene la planta de producción ubicada en el distrito industrial
de Puente Piedra, Lima. Sus oficinas administrativas y comerciales están
situadas en el céntrico distrito de Miraflores, Lima. La Planta Industrial tiene
un área 12,600 metros cuadrados.
Las instalaciones productivas y de laboratorio de aseguramiento y control de
calidad cuentan con equipos de última generación, así como una torre de
destilación de solventes, que para este rubro se requiere. En virtud de su
configuración actual Sinquisa puede producir aproximadamente 25 a 30
toneladas métricas de producto al mes. Dada las áreas libres con las que se
cuenta, se tiene proyectado hacer expansiones para llegar a producir 90
toneladas métricas de por mes

2.9. SITUACION ACTUAL DEL AREA A ESTUDIAR
La empresa farmacoquimica SINQUISA S.A.C se dedica a la producción de
antibióticos mediante síntesis orgánica química; sinquisa actualmente se
encuentra en la ampliación de su producción (líneas de síntesis), para ello se
están ampliando todas las líneas de producción, área de síntesis, área de
farmacéutica, área de recuperación de solventes (área de destilación) y las áreas
de control de calidad. La empresa también está en proyectos para una buena y
correcta instrumentación, adquisición de datos y control de supervisión
(SCADA) a todo el sistema de producción y las líneas de recuperación.
En el periodo de prácticas pre-profesionales, la situación del área era la
siguiente:
2.9.1. Área de Síntesis (Producción)
No cuenta con un equipamiento adecuado (capacidad adecuada,
equipo adecuado, etc.) para una producción mayor; los equipos y
maquinarias, antiguos y algunos oxidadas en su mayor parte, están
actualmente deteriorados que comprometen así el crecimiento
productivo.
No existe una buena recirculación del enfriador chiller (salmuera)
utilizado en los reactores, produciéndose perdidas hacia el ambiente
de trabajo, debido al desgaste de las chaquetas de los reactores y por
la falta del tamaño y/o capacidad adecuado del enfriador chiller, es
por ello que se emplea nitrógeno liquido en contacto con el producto
para enfriar y éste luego es desfogado al ambiente produciendo
efectos al ambiente y un costo para la farmoquimica.
Requiere implementar con un diseño adecuado de un tanque vidriado
con visores, para la adición de solventes a los reactores y las líneas
correctas para el trasvase de productos.
Los reactores, tanques de adición y las tuberías no cuentan con un
sistema adecuado instrumentación.

2.9.2. Área de Recuperación de Solventes (Área de Destilación)
Las columnas de destilación batch no cuentan con una buena,
completa y correcta instrumentación.
El sistema de control automático de las líneas de vapor y de la caldera
no funciona correctamente, además el sistema de aislamiento de
estas líneas están incompletas.
La columna de destilación batch no tiene las características
adecuadas de diseño (número de secciones de empaque y la altura
equivalente a una sección de empaque) para la nueva capacidad de
producción de la farmoquimica. Lo cual se contrasta con el desarrollo
de la propuesta metodológica.
2.10.PROBLEMA DE EMPRESA RESPECTO AL AREA DE ESTUDIO
Debido a la ampliación de todas sus líneas de producción, incluyendo el área
de destilación (que son las líneas de recuperación de solventes), se requiere de
una columna empacada adecuada en diseño de destilación batch para la nueva
capacidad de producción.
Es por ello que en el presente informe, teniendo en consideración todas
las pautas anteriores y las características actuales de la columna empacada, s e
presenta algunas propuestas metodológicas para ser tomados en cuenta, en
el diseño final y adecuado de una columna de destilación batch con platos
empacados.

CAPITULO III:
MARCO TEORICO: DESTILACION
BATCH
3.1. DESTILACION.
La destilación separa los componentes de una mezcla líquida basándose en las
diferencias de sus puntos de ebullición, es una operación de separación de uno
o varios componentes de una mezcla líquida o gaseosa mediante la acción de
un vapor o líquido generado respectivamente por calefacción o enfriamiento de
la mezcla original. [6]
La destilación es una separación de equilibrio-limitada. El Equilibrio líquido-
vapor (ELV) es el tipo de equilibrio que interviene en las columnas de
destilación, y la presión de vapor es la diferencia de propiedad primaria que
forma la base para la separación. Normalmente, la destilación puede diseñarse
usando solamente propiedades físicas y datos de ELV; el escalamiento es a
menudo muy fiable.
En la Figura 3.1. Se representa una columna de relleno para la destilación con
dos alimentos, uno líquido y otro vapor, y en la que existen tres sectores:
El superior denominado de enriquecimiento que contiene un relleno
estructurado sobre un soporte colocado por encima de un colector de
líquido. En la parte superior del relleno se encuentra el distribuidor de
líquido de reflujo y la salida de vapor al condensador.
El intermedio, comprendido entre los dos alimentos, con un relleno donde
sus elementos se disponen al azar.
El inferior denominado de agotamiento, que contiene un relleno
estructurado sobre un soporte, sobre el que fluye hacia abajo el producto de
fondo y hacia arriba el reflujo de vapor. En una columna batch de relleno,
no existe esta sección de agotamiento, ya que la alimentación se carga en el
calderin.

Figura 3.1. Separación de los dos componentes de una mezcla binaria en una
columna de relleno, con caldera y condensador. [6]
Los principales tipos de destilación son:
- Destilación continúa (por fraccionamiento)
- Destilación extractiva
- Destilación azeotrópica

- Destilación por lotes (Batch)
- Destilación de equilibrio (“flash”)
- Destilación dinámica.
3.2. DATOS DE EQUILIBRIO.
La separación de componentes de una mezcla liquida por destilación requiere
que la composición del vapor producido en la ebullición de la mezcla sea
diferente de la composición del liquido al inicio; por ello, el conocimiento de
las relaciones de equilibrio entre ambas fases son indispensables para el cálculo
y diseño de los aparatos donde se desarrollan las operaciones que implican
transferencia de materia entre ellas, para que el limite entre ambas fases se
alcance las condiciones de equilibrio.
En este tema se profundiza el estudio del equilibrio líquido-vapor, en el caso de
mezclas binarias en los procesos físicos que ocurren durante la destilación.
El diseño de columnas de etapas múltiples se puede realizar por técnicas
graficas, cuando la mezcla de alimentación contiene solo dos componentes. El
diagrama x-y (McCabe y Thiele) utiliza solo las relaciones de equilibrio y
balance de masa y se acerca a lo riguroso solo para los pocos sistemas en los
que los efectos de energía son desdeñados. Este método el diagrama x-y es el
que se escoge aquí para hacer el desarrollo.
3.2.1. Diagramas de equilibrio.
En estos diagramas se representan las composiciones del líquido frente a las
del vapor en equilibrio, a presión total constante.
En la figura 3.2.1 se muestran los tres tipos de curvas de equilibrio binario.
El diagrama x-y, cuando es posible, se traza siempre para el componente
más volátil. La curva A muestra el caso más habitual en el que el
componente 1 permanece más volátil en toda la gama de composiciones. La
curva B es típica de muchos sistemas (por ejemplo, etanol-agua) en los que
el componente que es mas volátil en valores bajos de xi se hace menos
volátil que el otro en valores altos de xi. Las composiciones de vapor y

líquido son idénticas en el punto en que la curva B cruza la diagonal de 45
grados. El termino azeótropo se utiliza para describir esta condición. Si solo
se encuentra presente una fase liquida (como en el caso de la curva B) a la
composición azeotrópica, se dice que el azeótropo es homogéneo. Si
aparece en el azeótropo una segunda fase liquida (dos fases liquidas en
equilibrio con la misma fase de vapor), el azeotropo es heterogéneo y la
curva de equilibrio tiene la misma forma general de la curva C. el sistema
de butanol normal agua es un buen ejemplo de azeotrapo heterogéneo. [1]
Figura 3.2.1. Curva típica de equilibrio binario. Curva A, sistema con
volatilidad normal. Curva B, sistema con azeotropo homogéneo (una fase
liquida). Curva C, sistema con azeotropo heterogéneo (dos fases liquidas en
equilibrio con una fase vapor).
Sin tomar en cuenta si un azeotropo es homogéneo o heterogéneo, su
presencia en un sistema limita la separación que se puede obtener entre los
componentes por destilación simple.
Se debe recordar que la regla de las fases permite solo dos variables
especificadas arbitrariamente en un sistema binario de dos fases, en
equilibrio. En consecuencia las curvas de la figura 3.2.1 se puede trazar ya
sea a temperatura constante o a presión constante; pero no a las dos.

3.2.2. Ley de Raoult.
Cuando se trata de disoluciones ideales se pueden determinar los datos para
la construcción de los diagramas anteriores a partir de las tensiones de vapor
de los componentes puros. Este comportamiento ideal se presenta en
mezclas cuyos constituyentes muestran gran semejanza química, y se
aproximan a este comportamiento las mezclas cuyos componentes tienen
iguales presiones críticas. Estas disoluciones obedecen a la ley de Raoult,
según la cual «la presión de vapor de cada componente es igual al producto
de la fracción molar de dicho componente en la fase líquida por la tensión
de vapor del componente puro a la misma temperatura.
Si la mezcla cumple con la ley de Dalton (p = pA±pH), la presión
necesaria para que la mezcla hierva será
Por otra parte, como la fracción molar en la fase de vapor es la relación
entre la presión parcial y la presión total, tendremos
3.2.3. Valores K y Volatilidad Relativa.
El valor K es una medida de la tendencia del componente i a vaporizarse.
Si el valor K es alto, el componente tiende a concentrarse en el vapor;
si es bajo, tiende a concentrarse en el liquido. Si el valor K es la unidad, el
componente se dividirá igualmente entre el vapor y el liquido.
El valor K es una función de la temperatura, presión y composición.
En el equilibrio, si se fijan dos de estas tres variables, se fija la tercera.

Entonces el valor K puede considerarse como una función de la presión y
composición, o temperatura y composición (o temperatura y presión)
La volatilidad relativa o del componente 1 al 2, para una mezcla
binaria se define como:
Que puede volver a escribirse como (usando y )
Para su uso en el cálculo de puntos para la curva de equilibrio.

Fig. 3.2.3 (a). Concepto de volatilidad relativa. (a) concentración del componente más
volátil en el vapor. (b) efecto de la volatilidad relativa sobre la concentración la
concentración más volátil en el vapor.
Figura 3.2.3 (b). Diagrama esquemático y nomenclatura para una columna de
destilación con una alimentación, un condensador total superior y un re hervidor parcial.

Figura 3.2.3 (c). Columna real de un Proceso de Destilación.
3.2.4. Método de McCabe-Thiele.
El método de McCabe-Thiele se basa en la representación de las ecuaciones
de balance de materiales como las líneas que operan en el diagrama y-x. Por
tanto, la resolución de un problema de separación binaria se convierte en un
ejercicio sencillo de Geometría Analítica, en que las ecuaciones algebraicas
se representan por medio de líneas rectas. [1]
Las líneas se hacen rectas (y se evita la necesidad del balance de energía)
mediante suposición de que hay un derrame molar constante. Se supone que
el flujo de la fase liquida es constante de bandeja en cada sección de la
columna entre el punto de adición (alimentación) y el de retiro (producto).
Si el flujo del líquido es constante, el flujo de vapor tendrá que ser también
constante.
La suposición de balance molar constante: calores molares de vaporización
iguales para los dos componentes; la operación es adiabática (sin fugas de
calor) y no hay efectos de calor de mezcla o de calor sensible
El efecto de las suposiciones sobre el método de cálculo se puede ilustrar
mediante la Figura 3.2.4. (a), que muestra dos envolventes de balance de
materiales que cortan la sección superior (por encima de la alimentación

superior o la corriente lateral) de la columna. Si se supone que Ln+1
identico en índice a Ln-1, se tendrá Vn=Vn-2 y el balance de materiales de
componentes para las dos envolventes 1 y 2 se puede representar por medio
de:
En donde “y” y “x” tienen subíndices de etapa; pero L y V se deben
identificar solo con la sección de la columna a la que se aplican; L/V es la
pendiente y es intersección “y” en x1=0.
Figura 3.2.4. (a) Dos envolventes de balance de materiales en la sección
superior de una columna de destilación. [1]
V=V’, si se retira una corriente lateral liquida y L=L’, si se trata de un
vapor.
Si la corriente lateral en la Figura 3.2.4. (b) fuera una alimentación, el
balance para la sección por debajo de la alimentación seria.

Figura 3.2.4. (b) Envolvente de balance de materiales que contiene dos
corrientes externas, D y S, donde S representa un producto de corriente
lateral que se retira por encima del plato de alimentación.
Para la sección del fondo de la columna, las ecuaciones son similares. Para
la envolvente que se muestra en la Figura 3.2.4. (c).
Donde el subíndice “m” indica el número de la etapa en la sección del
fondo. Esta última ecuación como la primera, cuando son trazadas en el
diagrama x-x, proporciona líneas que se denominan “líneas de operación”.
[1]

Figura 3.2.4. (c) Envolvente de balance de materiales en torno al extremo
inferior de la columna. El rehervidor parcial es la etapa de equilibrio 1.
La pendiente L/V de la línea de operación se denomina razón de reflujo
interno. Esta razón, en la ecuación de línea de operación para la sección
superior de la columna se relaciona con la razón de reflujo externo
por medio de:
La pendiente de la línea de operación cambiara siempre que pase una
alimentación o una corriente lateral. Para calcular este cambio, es
conveniente introducir una cantidad “q” que se define mediante las
ecuaciones que siguen para una corriente de alimentación F.
La “q” es la medida de la condición térmica de la alimentación y representa
los moles de liquido saturado que se forman en la etapa de alimentación por
mol de material alimentado. Toma los siguientes valores para las diversas
condiciones térmicas posibles de la alimentación:
Alimentación de liquido subenfriado: q>1
Alimentación de liquido saturado: q=1
Alimentación parcialmente vaporizada: 1>q>0

Alimentación de vapor saturado: q=0
Alimentación de vapor sobrecalentado: q<0
El valor de q para una alimentación dada se puede estimar a partir de:
La q se puede utilizar para deducir la ecuación de línea q para una
alimentación o una corriente lateral. La línea q es el sitio de intersección de
todos los puntos de las dos líneas de operación que se encuentran en la etapa
de alimentación o corriente lateral. Esta intersección se debe producir a lo
largo de la sección de la línea q entre la curva de equilibrio y la diagonal
x=y. En el punto de intersección el mismo punto x-y debe satisfacer tanto la
ecuación de la línea de operación por encima de la etapa de alimentación (o
corriente lateral) como la que se encuentra por debajo de la etapa de
alimentación o corriente lateral. Al restar una ecuación de la otra se obtiene,
para una etapa de alimentación
La pendiente de la línea q es q/(q-1).
Figura 3.2.4. (d) Intersección típica de las dos líneas de operación en línea
q para una etapa de alimentación. La línea q que se muestra corresponde a
una alimentación parcialmente vaporizada. [1]

3.2.5. Construcción de etapa de equilibrio.
En la Figura 3.2.5 (a) se muestra el uso alternativo de la curva de
equilibrio y la línea de operación para elevar etapas de equilibrio. Las
porciones trazadas de la curva de equilibrio (curvadas) y la línea de
operación (recta) cubren el rango de composiciones que existen en la
sección de la columna que se muestra en la esquina inferior derecha.
Si y representan las composiciones (en función del componente
mas volátil) del vapor y el liquido en equilibrio que salen de la etapa n,
entonces, el punto ( ) en la curva de equilibrio debe representar la
etapa de equilibrio n. la línea de operación es el sitio para las
composiciones de todos los pares posibles de corrientes de paso dentro de
la sección y, por consiguiente una línea horizontal (de guiones) en
debe pasar por el punto ( ) de la línea de operación, puesto que
representan corrientes de paso. De modo similar, una línea
vertical (de guiones) en debe intersecar a la línea operacional en el
punto ( ). Las etapas de equilibrio por encima y por debajo de la
etapa n se pueden localizar mediante una línea vertical a través de
( ) para encontrar ( ) y una línea horizontal a través de
( ) para encontrar ( ). Se puede ver que es factible
trabajar hacia arriba o hacia debajo de la columna, modificando el uso de
la línea de operación y la de equilibrio. [1]

Figura 3.2.5 (a). Ilustración del modo en que se pueden localizar etapas
de equilibrio en el diagrama x-x mediante el uso alternativo de la curva
de equilibrio y la línea de operación.
3.2.6. Construcción de una columna total.
En la Figura 3.2.6. (a) se muestra la construcción grafica de una columna
completa. El proceso trazado gráficamente se representa en la esquina
inferior derecha del diagrama. Se trata de una columna existente con un
número de bandejas reales equivalente a ocho etapas de equilibrio. Se
usan un rehervidor parcial (equivalente a una etapa de equilibrio) y un
condensador total.

Figura 3.2.6. (a) Construcción para una columna con una alimentación de
punto de burbuja, un condensador total y un rehervidor parcial. [1]
3.3. DESTILACION BATCH.
Aunque sin uso amplio ni tan sofisticado como la destilación continua, la
destilación batch (por lotes) juega un rol importante en las industrias de procesos
químicos. Las destilaciones “batch” son típicamente usadas
Cuando las composiciones de los materiales a ser separados varían sobre
amplios rangos
Cuando la separación solamente necesita ser realizada de manera no frecuente
tal como en operaciones de planta piloto
Cuando los materiales a ser separados son producidos en relativamente pequeñas
cantidades, tal como en facilidades comerciales a pequeña escala
Cuando el producto principal contiene relativamente solo pequeñas cantidades
de impurezas ligeras y/o pesadas
La selección de una destilería “batch” usualmente involucra la evaluación del
desempeño de un sistema de destilación existente para determinar si su desempeño es
aceptable. Sin embargo, puede ser necesario diseñar un nuevo sistema para llevar a cabo
la separación especificada.

Con un sistema existente, los siguientes aspectos son de interés
Que composiciones de productos podrían ser obtenidas
a. sin reflujo, o
b. con reflujo, usando
(1) una razón constante de reflujo, o
(2) una razón variable de reflujo
Cuánto tiempo habría exigido obtener alguna composición especifica del
producto a alguna razón de ebullición constante, o que proporción de ebullición
se exigiría para obtener alguna composición especifica del producto dentro de
algún tiempo especificado bajo las condiciones de,
a. razón de reflujo constante,
b. razón de reflujo variable
El diseño de un sistema nuevo para una separación específica involucra
determinar una razón mínima de reflujo y seleccionar un protocolo de control (relación
de reflujo fija o variable) y una cantidad de tiempo permitido para destilar un lote de
algún tamaño dado.
Antes de la discusión del diseño se hará una breve revisión de la nomenclatura usada.
Si V son los moles de vapor, W los de líquidos, “x” la fracción molar del componente
mas volátil en el liquido y “y” la fracción molar del mismo componente en el vapor, un
balance de materiales dará.
Puesto que dV=-dW, la sustitución y la expansión dan
Al reacomodar e integrar se obtiene
En donde el subíndice “i” representa la composición inicial y “f” la final de la olla del
alambique. Se invirtieron los límites de la integración, para obtener una integral
positiva. Si se puede dar por sentado el equilibrio entre el liquido y el vapor de la olla,
se podrá evaluar la ecuación al trazar 1/(y-x) en función de “x” y medir el area bajo la
curva entre los limites xwi y xwf. Si es constante la volatilidad relativa α o si se puede
obtener un valor promedio que sirve para el rango que se toma en consideración, se
podrá sustituir la relación

Para una mezcla multicomponente con valores de α constantes,
. Al integrar, se obtiene:
En donde y son los moles del componente A en la olla, antes y después de
la destilación y y , los del componente B.
Balance total de materiales es
W = D + B
Donde W = carga en el calderín, moles
D = destilado, moles
B = fondos, moles
(en el caso de destilación “batch”, los fondos son generalmente denominados residuo).
Un balance de materiales del componente “ligero” (bajo punto de ebullición) en una
mezcla binaria, o del componente “clave” ligero en una mezcla más compleja es
Wxw = DxD + BxB
donde x es la fracción molar en la fase liquida
Un balance de materiales alrededor de un condensador total da
V = L + D
donde V = vapor desde la columna
L = liquido retornando a la columna (igual a cero en destilación “simple” y en
este caso V = D)
Por definición
L/D = R = relación de reflujo (a veces llamado relación de reflujo externo)
V = D(R + 1)
De la ecuación, V = L + D

pero de la definición de relación de reflujo
La volatilidad relativa, , la cual describe las relaciones de equilibrio entre las
composiciones del vapor y el liquido, se define como
Donde = volatilidad relativa
y = fracción molar del componente ligero o clave en la fase vapor
Esta relación es usualmente dada en la forma
y usada para calcular las composiciones en la fase vapor en equilibrio con una
composición particular de la fase liquida

Figura 3.3 (a). Destilación Batch Convencional (CBD). [2]
Figura 3.3 (b). Columna Batch Nº 1 de SINQUISA

3.3.1. Destilación batch con Rectificación.
La operación de rectificación consiste en hacer circular en
contracorriente el vapor de una mezcla con el condensado procedente del
mismo vapor, en un aparato denominado columna de rectificación.
Las partes esenciales de una columna de rectificación son: la columna
propiamente dicha, que es en donde se verifica el contacto intimo entre el
liquido y el vapor; el calderin, situado en la base de la columna en donde
se hace hervir la mezcla a separar; y el condensador de reflujo situado en
la cúspide de la columna, que se encarga de suministrar el liquido
descendente para su contacto con el vapor.
Para lograr el íntimo contacto entre las fases liquida y vapor al objeto de
establecer el intercambio de materia entre ambas fases, interesa que la
superficie y el tiempo de contacto sean suficientes. En la practica este
contacto se logra con dos dispositivos diferentes: el de los platos de
borboteo que retienen el liquido a través del cual se ve obligado a pasar
el vapor, y el de los cuerpos de relleno, que llenan el interior de la
columna verificándose el contacto entre fases sobre la superficie de estos
cuerpos de relleno.
El progreso de la destilación batch se puede controlar de varios modos
distintos:
 El reflujo constante, composición en el domo variable. El reflujo se
ajusta en un valor predeterminado, donde se mantiene para la
operación. Puesto que la composición en el calderin cambia, lo hace
también la del destilado. El progreso se ilustra en la Figura 3.3.1. (a).
las formas de las curvas son funciones de la volatilidad relativa, la
relación de reflujo y el numero de platos teoricos. La destilación
prosigue hasta que la composición promedio del destilado tiene el
valor deseado. A continuación se desvía el producto del domo a otro
acumulador y se retira un corte intermedio, hasta que el líquido que
queda en el calderin satisface la especificación requerida. El corte
intermedio se suele agregar al lote siguiente.
 Composición constante en el domo, reflujo variable. Si se desea
mantener una composición constante en el domo, la cantidad de

reflujo que vuelve a la columna debe ir aumentando constantemente,
durante toda la operación. Conforme transcurre el tiempo, rehervidor
se vacía en forma del componente mas ligero. Finalmente, se llega al
punto en que la relación de reflujo alcanza un valor muy alto.
Entonces se cambia los acumuladores, se reduce el reflujo y se toma
un corte intermedio, como antes.
 Otros métodos de control. Con frecuencia se usa un procedimiento de
ciclaje para establecer el patrón de funcionamiento de la columna. La
unidad función a reflujo total hasta que es establecida el equilibrio.
Entonces se toma el destilado como producto total durante un espacio
de tiempo breve y después de ello, se hace regresar a la columna al
reflujo total. Este ciclo se repite durante la destilaicon. Otra
posibilidad es la de optimizar la relación de reflujo para lograr la
separación deseada en un tiempo minimo. [1]
Figura 3.3.1. (a). variación típica de las composiciones del destilado y el
re hervidor con la cantidad destilada en destilación batch a una relación
constante de reflujo.

3.3.2. Procedimiento de cálculo aproximado para mezclas binarias.
Puesto que las composiciones cambian constantemente en el interior de
la columna, los métodos rigurosos de cálculo son muy complejos. El
método habitual consiste en utilizar un análisis basado en el método
grafico de McCabe-Thiele. Además de las suposiciones habituales de
columna adiabática, sobre flujo equimolar y calor de mezcla
despreciable, los cálculos por lotes que se presentan a continuación
presuponen una retención despreciable del líquido en la columna.
Como primera etapa de cálculo, se debe determinar la relación mínima
de reflujo. En la figura 3.3.2. (a), el punto D, que representa el destilado,
se encuentra sobre la diagonal, puesto que, se supone, hay un
condensador total y ; el punto F representa la condición en el
calderin del alambique que coordina ( , ). El reflujo interno mínimo
se representa mediante la pendiente de la línea DF.
En donde L es el flujo de líquido y V es flujo de vapor, los dos valores en
moles/h. Puesto que V=L+D (en donde D es el flujo de destilado) y la
relación de reflujo externo R se define como R=L/D, se tiene

Figura 3.3.2. (a). Determinación de la curva de equilibrio normal y
reflujo mínimo. [1]
En la figura 3.3.2. (b). se muestra la condición de reflujo mínimo para
una curva de equilibrio con un punto de inflexión. En este caso, el reflujo
interno mínimo es
Por lo común, la relación de relujo operacional es de 1.5 a10 veces el
mínimo. Al utilizar la curva de equilibrio de etanol-agua de la figura
3.3.2 (b). Extendiéndola a un punto conveniente para facilitar la lectura,
(L/V)min=(0.800-0.695)/(0.800-0.600)=0.52.

Figura 3.3.2. (b). determinación de la curva de equilibrio de reflujo
mínimo con inflexión.
3.3.3. Rectificación batch a reflujo constante.
La destilación batch bajo condiciones de reflujo constante es similar a la
destilación simple ya que las composiciones del destilado y del tanque varían
continuamente con el tiempo. Asimismo, el destilado inicial contiene la más alta
concentración del componente ligero, y la composición del destilado
continuamente se vuelve pesada a medida que procede la destilación. Sin
embargo, debido a la interacción entre el reflujo liquido que cae a lo largo de la
columna y el vapor que asciende, la velocidad de cambio del destilado es mucho
más baja.
La destilación por lotes bajo reflujo constante es analizada
matemáticamente considerando que los moles perdidos por el destilador
representan moles de destilado que van al acumulador. Entonces,
– dW = dD
donde W = moles en el destilador (cargados al calderin)
D = moles de destilado
Haciendo un balance de materiales sobre la base del componente más ligero
– d (xW W) = xD dD
donde xW = fracción molar en el destilador
xD = fracción molar en el acumulador

Diferenciando
– (xW dW + W dxw) = xD dD
y reemplazando
xW dW + W dxW = xD dW
Reacomodando,
(xW – xD) dW = – W dxW
El número de platos teóricos se escalona para determinar la composición de
los productos del fondo en equilibrio. En la figura 3.3.3, la línea de operación L-1,
con la pendiente L/V, trazada a partir del punto D1, donde la composición del
destilado es xD1, tiene una composición del contenido de la obra en equilibrio de
xw1-3, para tres platos teóricos, xD2 tiene una composición de contenido del calderin
en equilibrio de xw2-3, etc.
Figura 3.3.3. Método grafico para operaciones de reflujo constante. [1]
3.3.4. Relación de reflujo variable.

Mediante la variación continúa de la relación de reflujo durante el curso
de la destilación, se puede obtener una concentración esencialmente constante
del producto del tope. La razón de evaporación es constante en este caso, así
mismo, a medida que la relación de reflujo se incrementa, la cantidad de liquido
retornado a la columna se incrementa. Entonces, la relación L/V se incrementa a
medida que procede la destilación.
El caso de reflujo variable es analizado matemáticamente exactamente de
la misma manera que el caso de reflujo constante.
3.3.5. Columnas de platos.
La columna consiste de varios platos o bandejas en los cuales se lleva a
cabo el contacto entre las fases, líquida y vapor. El vapor es generado por
medio de calentamiento del líquido de fondos que se compone
básicamente de la sustancia menos volátil del sistema y por tanto está a la
mayor temperatura de la torre, mientras que el líquido que va
descendiendo a través de la torre desde el primer plato, el cual es más
rico en el componente más volátil y está con la menor temperatura de la
torre, es obtenido del condensado del vapor más ligero. La a1imentación
de la torre puede consistir desde líquido subenfriado hasta vapor
sobrecalentado, lo cual modifica el número de platos necesarios para la
separación deseada. La sección por encima del plato de alimentación se
denomina sección de absorción, enriquecimiento o rectificadora;
mientras que la que se encuentra debajo de éste se denomina como
desorberdora, o de agotamiento. En una columna de destilación batch
solo existe sección de enriquecimiento o rectificadora.
Las ecuaciones involucradas en el diseño de estas columnas de platos
son las mismas que los de columnas empacadas.

Figura 3.3.5. Sección esquemática de una torre de platos perforados
3.3.6. Columnas Empacadas.
Las columnas empacadas en destilación, como en el de los platos se
aplican los mismos métodos de diseño como se mencionó anteriormente.
El contacto liquido – gas en una columna empacada es continua, no
por etapas, como en una columna de platos. El flujo de liquido cae hacia
abajo en la columna sobre el área de empaque y el gas o vapor, asciende
en contracorriente, en la columna. La performance de una columna
empacada depende mucho del mantenimiento de una buena distribución
de líquido y gas a través del lecho empacado, y esto es una consideración
importante en el diseño de columnas empacadas.
Un diagrama esquemático mostrando las principales partes de una
columna empacada es dado en la Figura 3.3.6. Una columna de
destilación con empaque será similar a la columna de platos mostrada en
la Figura 3.3.6 con los platos reemplazados por secciones de empaque.

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