Caracterización de la cristalización del xilitol para su uso como material de cambio de fase mediante técnicas reológicas

Martí Sánchez, Marta
Navarro García, Miguel (dir.) ; Delgado Gracia, Mónica (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2024
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Máquinas y Motores Térmicos

Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Resumen: El trabajo realizado pone su foco en el estudio de la cristalización del xilitol mediante
técnicas reológicas con el objetivo de evaluar su viabilidad como material de cambio de
fase para el almacenamiento de energía térmica a corto plazo desde una perspectiva cinética.
Para ello, se propone caracterizar el modelo de nucleación secundaria basándose en
los resultados experimentales bajo unas condiciones de ensayo determinadas y verificar su
validez a través de la comparación con otros modelos. Este proyecto se centra en el cambio
de fase de solidificación y concretamente en la cristalización. Los agentes impulsores de la
nucleación empleados son la siembra y la velocidad de cizalla.
En primer lugar, se ha llevado a cabo una revisión del estado del arte que concierne al
material estudiado, el xilitol, así como al almacenamiento de energía con materiales de
cambio de fase, a la cristalización y a los equipos y técnicas utilizados.
La toma de datos necesaria para caracterizar el modelo se ha realizado mediante un reómetro de esfuerzo controlado. Dicho reómetro mide la viscosidad que refleja la evolución del proceso de cristalización, ya que se incrementa a medida que va teniendo lugar el cambio de fase en la muestra. La información extraída del análisis experimental ha sido limpiada y procesada gracias a algoritmos de análisis de datos que modelizarán el proceso de cristalización de dos maneras distintas. La primera, a través del modelo clásico de nucleación que tal y como su nombre indica, se apoya en el ratio de nucleación, un parámetro muy representativo de la cinética de la cristalización. Para ello, se creará y se estudiará en primer lugar un modelo del ratio de nucleación dependiente de la temperatura de ensayo, calculado a partir de los tiempos de inducción calculados de cada ensayo. El segundo modelo será el probabilístico y a diferencia del anterior, se apoyará en la estocasticidad de la cristalización que aunque a priori no depende de la temperatura, sí veremos su gran influencia en los resultados, por lo que se analizarán las diferentes temperaturas separadamente. Por otro lado se han analizado los parámetros de influencia en la cinética del proceso de cristalización entre los que se encuentran la cizalla, el subenfriamiento, el tamaño de muestra y el tamaño de semilla de siembra.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado