DESTILACIÓN POR ARRASTRE CON VAPOR DE AGUA Oscar Mauricio Monguí Rodríguez Rodríguez Ingeniería uí!ica o!!onguir"una#$edu$co A#e%andro Var&n Cas'a(eda )io#ogía a#*aronca"una#$edu$co Uni*ersidad Naciona# de Co#o!+ia, )ogo'- ./0.10/2, .30.10/2 4 /30.10/2 RESUMEN
Se e!5#e& #a '6cnica de des'i#aci&n 5or arras're con *a5or de agua 5ara o+'e o+'en ner acei acei''e esen esenccia# ia# de #as #as c-scaras de !andarina$ Para e##o, se ar!& ar!& e# !on' !on'a% a%e e nece necesa sari rio, o, en e# cua# se 5rocedi& a des'i#ar /.. g de !a'e !a'eri ria a *ege *ege'a 'a#, #, en nues nues'r 'ro o caso caso c-sc c-scar ara as de !and andarin arina a reci eci6n 5e#ada, a 5ar'ir de su7cien'e agua en e# generador de *a5or$ Dado e# !in8 !in8sc scu# u#o o rendi endi! !ien' ien'o o de es'a es'a e9'racci& e9'racci&n, n, no :ue 5osi+#e 5osi+#e o+'ener o+'ener !-s !-s de ; !L de acei acei'e 'e esen esenci cia# a#$$ Pos'e os'eri rior or!e !en' n'e e se de'e de'err!in& !in& e# índice de re:racci&n$ Se e:ec'u& #a des'i#aci&n a 5resi&n reducida 5ara des'i#ar <; !L de una !ues !ues'ra 'ra 5ro+ 5ro+#e #e!a !a$$ Se de'e de'er! r!in in& & =ue 5ara nues'ro gru5o, 'a# !ues'ra sería O9a#a'o de Die'i#o en so#uci&n con un co#oran'e azu#$ Se conec'& e# !on'a%e a un sis'e!a de *acío, con e# 7n de dis!inuir e# 5un'o de e+u# e+u##i #ici ci&n &n de #as #as sus' sus'an anci cias as$$ Con Con a>uda de un 'er!&!e'ro se !idi& 'a# 'e!5era'ura en #a cua# se dio #a des'i#aci&n$ INTRODUCCIÓN
Des'i#aci&n 5or arras're con *a5or? La des'i#aci&n 5or arras're con *a5or de agua es una '6cnica usada 5ara
se5arar sus'anci ncias org-nicas inso#u inso#u+#e +#ess en agua agua > #igera #igera!e !en'e n'e *o#-'i#es, de o'ras no *o#-'i#es =ue se encuen'ran en #a !ezc#a, u o'ros co!5ues'os no arras'ra+#es$ En una una !ezc !ezc#a #a :or :or!ada !ada 5or 5or dos dos #í=uidos in!isci sci+#es, A > ), #a 5resi&n de *a5or 'o'a# a una 'e!5era'ura de'er!inada es igua# a #a su!a de #as 5resiones de *a5or =ue 'endrían a!+os co!5onen'es si es'u*iesen 5uros$ PT = P A + PB
A# des'i#ar una !ezc#a de dos #í=u #í=uid idos os in!i in!isc sci+ i+#e #es, s, su 5un' 5un'o o de e+u##ici&n ser- #a 'e!5era'ura a #a cua# #a su!a de #as 5resiones de *a5or es igua# a #a a'!os:6rica$ Es'a 'e!5er 'e!5era'u a'ura ra serser- in:er in:erior ior a# 5un'o 5un'o de e+u##ici&n de# co!5onen'e !-s *o#-'i#$ En nues'ra 5r-c'ica, 'eniendo agua, se 5odr 5odr- se5a se5ara rarr acei acei'e 'e esen esenci cia# a# @in!isci+#e en e##a de #as c-scaras de !andarina, cu>o 5un'o e+u##ici&n es !a>or a# de# agua, a una 'e!5era'ura in:erior a B<,2 C /$ Des'i#aci&n a 5resi&n reducida? / Pun'o de e+u##ici&n de# agua a #a a#'ura de )ogo'- D$C$
La des'i#aci&n a 5resi&n reducida consis'e en dis!inuir #a 5resi&n en e# !on'a%e de una des'i#aci&n con #a 7na#idad de 5ro*ocar una dis!inuci&n de# 5un'o de e+u##ici&n de# co!5onen'e =ue se 5re'ende des'i#ar$ Se u'i#iza :unda!en'a#!en'e cuando e# 5un'o de e+u##ici&n de# co!5ues'o a des'i#ar es su5erior a #a 'e!5era'ura de desco!5osici&n =uí!ica de# 5roduc'o$ Para ##e*ar a ca+o es'e 'i5o de des'i#aci&n es necesario un sis'e!a > un ada5'ador de *acío$ METODOLOGÍA
Des'i#aci&n 5or arras're con *a5or? La 5r-c'ica se ##e*& a ca+o so+re un !on'a%e e95eri!en'a# se!e%an'e a# de #a I#us'raci&n /$ E# 5ri!er +a#&n, =ue con'enía agua des'i#ada, se e!5#e& co!o generador de *a5or, e# cua# circu#a a# +a#&n con #a !a'eria *ege'a#, #as c-scaras de !andarina$ A##í, #os co!5onen'es *o#-'i#es de# acei'e esencia# 5asaron a #a :ase de *a5or, siendo condensados > recogidos$ Luego a de de'er!inarse densidad, *o#u!en e índice de re:racci&n de# acei'e recogido$ La 8nica *arian'e res5ec'o a# !on'a%e de nues'ra 5r-c'ica, deri*a en #a ins'a#aci&n de un 'u+o co#ec'or en #a sa#ida de# condensador$
Ilustración 1. Montaje para la destilación por arrastre con vapor.
Des'i#aci&n a 5resi&n reducida? E# !on'a%e de #a 5r-c'ica rea#izada 5uede *erse en #a I#us'raci&n <$ E# sis'e!a de a#'o *acío 5rocedía de una +o!+a de *acío, a #a cua# es'a+an conec'ados en serie #os !on'a%es de 'odos #os gru5os$ Se a#!acen& #a so#uci&n 5ro+#e!a en e# +a#&n de C#aisen, cu>os *a5ores :or!ados en #a e+u##ici&n, su+ían acia #a ca+eza de des'i#aci&n, si'io en e# cua# es'a+a e# 'er!&!e'ro$ Pos'erior!en'e #os *a5ores se condensan > reco#ec'an$ Ilustración 2.Montaje para la destilación a presión reducida.
DATOS Y RESULTADOS
Des'i#aci&n 5or arras're con *a5or? Peso de# !a'eria# *ege'a#? BB,B22 g
Peso de# 3,3B3 g
:rasco
co#or
-!+ar?
Peso de# :rasco co#or -!+ar con acei'e esencia#? B,.;FB g Tabla 1. Datos experimentales destilación por arrastre con vapor.
Nombre del material vegetal Volme! del de"tilado #mL$ Volme! de a%eite e"e!%ial #mL$ Í!di%e de re&ra%%i'! a ()*+( ,C -e"o del .i%!'metro va%/o #g$ -e"o del .i%!'metro %o! a%eite e"e!%ial #g$
C-scara !andarina
de
la
de
N0A N0A /,F/;
#,C$ Volme! #mL$ // !L -re"i'! #mm 4;/.,; 0g$ De!"idad .,2/13 #g1mL$ /!di%e de /,.F;<,/ C re&ra%%i'! E# *o#u!en de des'i#ado re5or'ado corres5onde a# *o#u!en reco#ec'ado en e# 'ie!5o dado$ La des'i#aci&n 5roseguía, sin e!+argo, se de+i& dar 5or 'er!inada an'es de, e# 'ie!5o de #a 5r-c'ica se a+ía ago'ado$ ρsol =
N0A
msol −m pic magua− m pic
∗ ρagua
A #a 'e!5era'ura de < C, #a densidad de# agua es?
N0A
ρagua =0,99738 g / mL
En e# e95eri!en'o, #a can'idad de acei'e esencia# e9'raído :ue +as'an'e 5e=ue(a$ Por e##o, no :ue 5osi+#e !edir e# *o#u!en de es'e, ni ca#cu#ar su densidad$ C-#cu#o de# rendi!ien'o e9'racci&n de# acei'e?
de
Peso del Aceite esencial ( g ) %R = ∗100 Peso del Materialvegetal ( g )
Con a>uda o+'u*i!os?
de
#a
+a#anza,
Masa 5icn&!e'ro *acío? m pic=16,7319 g
Masa 5icn&!e'ro con o9a#a'o? msol =22,4729 g
Masa 5icn&!e'ro con agua? %R =
49,0579 g −48,8948 g 99,966 g
magua= 22,0602 g
100
∗
Así, #a densidad de# o9a#a'o es?
%R =0,1632
ρsol =
Des'i#aci&n a 5resi&n reducida? S"ta!%ia Tem.eratra de"tila%i'!
O9a#a'o die'i#o 2
de
22,4729−16,7319 22,0602−16,7319
ρsol =1,0775 g / mL
∗ 0,99738
g mL
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Des'i#aci&n 5or arras're con *a5or? En #a #i'era'ura cien'í7ca, se re5or'a =ue #a concen'raci&n de acei'e esencia# en #a c-scara de !andarina es de <,2/H<$ Seg8n e##o, #os resu#'ados e95eri!en'a#es siguen un #inea!ien'o correc'o, e# rendi!ien'o de# e95eri!en'o resu#'a ser !enor a# rendi!ien'o e95ues'o en #a #i'era'ura @<,2/H$ En caso de =ue se u+iese 5resen'ado #o con'rario, es decir, e# rendi!ien'o ca#cu#ado a 5ar'ir de #as !ediciones en e# e95eri!en'o :uera !a>or a <,2/H, se 'raduciría en errores en #as !ediciones e95eri!en'a#es$ Aora +ien, a 5esar de =ue e# rendi!ien'o e95eri!en'a# o+'enido es 5#ena!en'e #&gico, *aría !uco de# rendi!ien'o re5or'ado en #a #i'era'ura$ Sin e!+argo, e##o se 5uede e95#icar en +ase a# 'ie!5o en e# cua# :ue ##e*ado e# e95eri!en'o$ In:eri!os en =ue si e# e95eri!en'o se u+iese ##e*ado en un 5eriodo !-s 5ro#ongado, !a>or *a5or de agua a de 'rans:erirse a #a !a'eria *ege'a# en 'o'a#, aciendo =ue en 'eoríaJ se o+'enga !-s co!5onen'es *o#-'i#es de 6s'a, > 5or consiguien'e, !-s acei'e esencia#$ C#aro es'-, e# sis'e!a u+iere de ##egar a un 5un'o en e# cua# #a can'idad de acei'e a o+'ener se !an'iene cons'an'e res5ec'o a# 'ie!5o$ Res5ec'o a #a !edici&n de# índice de re:racci&n, se a5recia =ue e# *a#or < O'!er K$ Encic#o5edia de Tecno#ogía uí!ica @/B2< To!o /, 5$5? 2/43/
!edido es +as'an'e a5ro9i!ado a# *a#or rea# @ /,F a <.C, 'eniendo en cues'i&n un acei'e esencia# con 5ocas i!5urezas$ Pode!os e95resar e##o !edian'e e# error @a5ro9i!ado, e# cua# es +a%o? ≈
e=
N D experimental − N D real N D real
100
∗
e =0,102
Des'i#aci&n a 5resi&n reducida? E# o+%e'i*o de e!5#ear un sis'e!a de a#'o *acío en #a des'i#aci&n, se *io sa'is:eco, de+ido a #a dis!inuci&n de# 5un'o de e+u##ici&n de# o9a#a'o, e# cua# era de /3 C a / a'! de 5resi&n$ Seg8n #a 7ca de seguridad, #a densidad de# o9a#a'o de die'i#o es /,.FF g0!L, siendo #a !is!a ca#cu#ada en nues'ra 5r-c'ica$ CONCLUSIONES •
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Median'e #os an-#isis rea#izados en +ase a #os da'os =ue 5udi!os !edir @índice de re:racci&n > rendi!ien'o de e9'racci&n, se deduce =ue e# acei'e esencia# e9'raido !edian'e es'a '6cnica 'iene una 5ureza e#e*ada, si +ien no se e9'ra%o !uco$ La des'i#aci&n 5or arras're de *a5or es de5endien'e de# 'ie!5o en e# cua# se e:ec'8a$ Con #a o+'enci&n de su7cien'e *o#u!en de# acei'e, #a !edici&n de #a densidad de 6s'e 5uede acerse :-ci#!en'e con un 5icn&!e'ro$
2I2LIOGRA3ÍA
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De*e#o5!en' @IOCD$ Des'i#aci&n 5or arras're de *a5or UNAM$ Consu#'ado e# /F de Marzo de <./2 a 'ra*6s de# 5or'a#? $iocd$una!$!90organica0 /1//0/1//5d:/.$5d:
Uni*ersi'a' de )arce#ona$ Ti5os de Des'i#aci&n$ Consu#'ado e# /F de Marzo de <./2 a 'ra*6s de# 5or'a#? $u+$edu0o+#=0o+#= H<.cas'e##ano0des'i#acio'i5u s$'!# In'erna'iona# Organiza'ion :or Ce!ica# Sciences in
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García Araez, $ Esencias na'ura#es @/B;1$ Agui#ar$ Madrid$ 5$5? 1;<413.
