DESTILACIÓN EN LA ERA DE LA INDUSTRIA 4.0: INNOVACIÓN, SOSTENIBILIDAD Y OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA

Eduardo Sánchez-Ramírez, Brenda Huerta-Rosas, Juan José Quiroz–Ramírez, Juan Gabriel Segovia-Hernández

Resumen


Este trabajo explora los avances y desafíos actuales en la destilación, un proceso fundamental en la ingeniería química, conocido por su alto consumo energético y amplia aplicación industrial. El documento analiza las estrategias emergentes que buscan mejorar la eficiencia energética de las columnas de destilación, incluyendo la integración de nuevas tecnologías como los acoplamientos térmicos y las columnas de pared dividida. Asimismo, se evalúan los esquemas híbridos que combinan la destilación con tecnologías complementarias, como membranas y adsorción, para optimizar el rendimiento de separación y reducir el consumo energético. Además, se revisa el papel de la destilación en el contexto de la sostenibilidad, enfatizando su contribución a la economía circular y su alineación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030. Finalmente, se examina cómo la digitalización y la automatización, enmarcadas en la Industria 4.0, están transformando las operaciones de destilación, permitiendo un control más preciso y una mayor eficiencia operativa. Este estudio destaca la importancia de seguir innovando en tecnologías de destilación para lograr un equilibrio entre eficiencia, sostenibilidad y viabilidad económica en las industrias químicas.

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Referencias


Abejón, R., Romero, J., y Quijada-Maldonado, E. (2024). Potential of membrane distillation for water recovery and reuse in water stress scenarios: Perspective from a bibliometric analysis. Desalination, 591, 117989. https://doi.org/10.1016/j.desal.2024.117989

Alkaisi, A., Mossad, R., y Sharifian-Barforoush, A. (2017). A Review of the Water Desalination Systems Integrated with Renewable Energy. Energy Procedia, 110, 268-274. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.138

Al Jlibawi, A. H. H., Othman, M. L., Ishak, A., Noor, B. S. M., y Al Huseiny, M. (2021). Optimization of distribution control system in oil refinery by applying hybrid machine learning techniques. IEEE access, 10, 3890-3903. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3134931

Attaran, M. (2020). Digital technology enablers and their implications for supply chain management. Supply Chain Forum: An International Journal, 21 (3), 158-172. https://doi.org/10.1080/16258312.2020.1751568

Biegler, L. T., Grossmann, I. E., y Westerberg, A. W. (1997). Systematic methods for chemical process design. https://www.osti.gov/biblio/293030

Choi, Y., Bhadriaju, B., Cho, H., Lim, J., Han, I. S., Moon, I., ... y Kim, J. (2023). Data-driven modeling of multimode chemical process: Validation with a real-world distillation column. Chemical Engineering Journal, 457, 141025. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.141025

Dalenogare, L. S., Benitez, G. B., Ayala, N. F., y Frank, A. G. (2018). The expected contribution of Industry 4.0 technologies for industrial performance. International Journal Of Production Economics, 204, 383-394. https://doi.org/10.1016/j.ijpe.2018.08.019

Diez-Olivan, A., Del Ser, J., Galar, D., y Sierra, B. (2018). Data fusion and machine learning for industrial prognosis: Trends and perspectives towards Industry 4.0. Information Fusion, 50, 92-111. https://doi.org/10.1016/j.inffus.2018.10.005

Sánchez-Ramírez, E., Quiroz-Ramírez, J. J., Segovia-Hernández, J. G., Hernández, S., y Bonilla-Petriciolet, A. (2015). Process Alternatives for Biobutanol Purification: Design and Optimization. Industrial & Engineering Chemistry Research, 54(1), 351-358. https://doi.org/10.1021/ie503975g

El-Agouz, S. A., Zayed, M. E., Ghazala, A. M. A., Abd Elbar, A. R., Shahin, M., Zakaria, M. Y., y Ismaeil, K. K. (2022). Solar thermal feed preheating techniques integrated with membrane distillation for seawater desalination applications: Recent advances, retrofitting performance improvement strategies, and future perspectives. Process Safety and Environmental Protection, 164, 595-612. https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.06.044

Ennis, C., Barnett, N., De Cesare, S., y Lander, R. (2018). A conceptual framework for servitization in Industry 4.0: Distilling directions for future research. Ennis, C., Barnett, N., De Cesare, S., Lander, R. and Pilkington, A.(2018). A Conceptual Framework for Servitization in Industry, 4.

Errico, M., Sanchez-Ramirez, E., Quiroz-Ramìrez, J. J., Segovia-Hernandez, J. G., y Rong, B. G. (2016). Synthesis and design of new hybrid configurations for biobutanol purification. Computers & Chemical Engineering, 84, 482-492. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2015.10.009

Maldonado, J. L. B., Alfaro, J. F. O., Sinche, D. V. D., y Guillén, C. R. N. (2023). Manual de la industria 4.0 y su contexto en la industria automotriz, minera y de petróleo. Editorial Tinta & Pluma.

Zhang, F., Wang, Y., Shan, B., Cui, P., Wang, Y., Zhu, Z., y Xu, Q. (2024). Design and optimization for the separation of xylene isomers with a novel double extractants-based extractive distillation. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 139, 502-513. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2024.05.027

Zhou, X., Zheng, X., Cui, X., Shi, J., Liang, W., Yan, Z., ... y Wang, K. (2023). Digital twin enhanced federated reinforcement learning with lightweight knowledge distillation in mobile networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 41(10), 3191-3211. https://doi.org/10.1109/JSAC.2023.3310046


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