UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
EXTRACCION POR ARRASTRE CON VAPOR DE AGUA INFORME #4
INTEGRANTES:
Bustamante Perez Judith
Coca Encinas Arminda
García Ayala Laura
Omonte Ortiz Silvia Mercedes
Pardo Lafuente Dayana Silvana
Rossell Víctor Hugo
DOCENTE: Nelson Hinojosa Salazar MATERIA: Laboratorio de Operaciones Unitarias II FECHA: Cochabamba, 07 de Noviembre del 2017
SEMESTRE II/2017
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INDICE I INTRODUCCION ...........................................................................................................................
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II OBJETIVOS ...................................................................................................................................
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2.1 OBJETIVO GENERAL .........................................................................................................
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2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...............................................................................................
3
III DESARROLLO DEL TRABAJO ............................................................................................... 3 3.1 Destilación por arrastre de vapor .................................................................................... 3 3.2 Materiales Equipos Y Reactivos .......................................................................................... 4 3.3. Diagrama de Flujo ..............................................................................................................
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3.4 Esquema del Proceso ......................................................................................................... 7 3.5. Cálculos y Resultados .................................................................................................. IV CONCLUSIÓNES ......................................................................................................................
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V REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................... 10
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I INTRODUCCION En este informe se dará a conocer la forma de realizar una extracción por arrastre con vapor de agua para la obtención de aceite esencial de molle, aplicado a una escala piloto, obteniendo el rendimiento de la extracción en función de la masa inicial y la cantidad de aceite obtenido, realizando un seguimiento y control adecuado a todo el proceso.
II OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Obtención de aceite esencial de semillas de molle por hidrodestilacion
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer el funcionamiento de un extractor por arrastre con vapor (hidro destilación) Calcular el volumen del extractor Conocer el funcionamiento y las partes de un equipo de extracción por arrastre de vapor Determinar el rendimiento del proceso, y la densidad de empaque Confeccionar la tabla de seguimiento del procedimiento del proceso de extracción (V vs t). tanto para el aceite, como para el agua de condensación Identificar las variables del proceso de extracción por arrastre con vapor Calcular el costo de producción de un litro de aceite esencial
III DESARROLLO DEL TRABAJO 3.1 Destilación por arrastre de vapor En la destilación por arrastre de vapor de agua se lleva a cabo la vaporización selectiva del componente volátil de una mezcla formada por éste y otros "no volátiles". Lo anterior se logra por medio de la inyección de vapor de agua directamente en el interior de la mezcla, denominándose este "vapor de arrastre", pero en realidad su función no es la de "arrastrar" el componente volátil, sino condensarse en el matraz formando otra fase inmiscible que cederá su calor latente a la mezcla a destilar para lograr su evaporación. En este caso se tendrán la presencia de dos fases insolubles a lo largo de la destilación (o rgánica y acuosa), por lo tanto, cada líquido se comportará como si el otro no estuviera presente. Es decir, cada uno de ellos ejercerá su propia presión de vapor y corresponderá a la de un líquido puro a una temperatura de referencia. La condición más importante para que este tipo de destilación pueda ser aplicado es que tanto el componente volátil como la impureza sean insolubles en agua ya que el producto destilado volátil formará dos capas al condensarse, lo cual permitirá la separación del producto y del agua fácilmente. 3
Como se mencionó anteriormente, la presión total del sistema será la suma de las presiones de vapor de los componentes de la mezcla orgánica y del agua, sin embargo, si la mezcla a destilar es un hidrocarburo con algún aceite, la presión de vapor del aceite al ser muy pequeña se considera despreciable a efectos del cálculo: Esta última ecuación relaciona directamente los pesos moleculares de los dos componentes destilados, en una mezcla binaria de líquidos. Por lo tanto, la destilación por arrastre con vapor de agua, en sistemas de líquidos inmiscibles en ésta se llega a utilizar para determinar los pesos moleculares aproximados de los productos o sustancias relacionadas. Es necesario establecer que existe una gran diferencia entre una destilación por arrastre y una simple, ya que en la primera no se presenta un equilibrio de fases líquido-vapor entre los dos componentes a destilar como se da en la destilación simple, por lo tanto no es posible realizar diagramas de equilibrio ya que en el vapor nunca estará presente el componente "no volátil" mientras esté destilando el volátil. Además de que en la destilación por arrastre de vapor el destilado obtenido será puro en relación al componente no volátil (aunque requiera de un decantación para ser separado del agua), algo que no sucede en la destilación simple donde el destilado sigue presentando ambos componentes aunque más enriquecido en alguno de ellos. Además si este tipo de mezclas con aceites de alto peso molecular fueran destiladas sin la adición del vapor se requeriría de gran cantidad de energía para calentarla y emplearía mayor tiempo, pudiéndose descomponer si se trata de un aceite esencial.
3.2 Materiales Equipos Y Reactivos
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Materiales
Equipos
Cronómetro
Caldero
Metro
Torre de refrigeración
Probeta de 250L
Extractor
Condensador
Moledora
Separador de aceite y agua
3.3. Diagrama de Flujo
Materia Prima
Semillas de molle
Agua
Combustible
Gas natural
5
MATERIA PRIMA (MOLLE)
MOLIENDA
PERDIDAS
CALDERO
EXTRACTOR TORRE DE ENFRIAMIENTO DE AGUA SISTEMA DE REFRIGERACION
AGUA
SEPARADOR DE FASES
ACEITE ESENCIAL DE MOLLE
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3.4 Esquema del Proceso
3.5. Cálculos y Resultados 3.5.1 Volumen del Extractor 90
V1 169,5 79
V2 17
7
6
= + 2 = =
1 3
1 3
∗ ∗ ℎ ∗ ( 2 + 2 + ( ∗ ))
∗ ∗ 1.69 ∗ (0.452 + 0.3952 + (0.395 ∗ 0.45)) = 0.95 = 950
2 =
1 3
∗ ∗ 0.18 ∗ (0.452 + 0.032 + (0.03 ∗ 0.45)) 2 = 31.81 = 950 + 31.81 = 981.8
3.5.2 Seguimiento de la extracción
Lectura
Tiempo (min)
Volumen de aceite (ml)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
3,07 3,34 5,51 7,38 9,39 11,56 14,17 17,45 19,11 20,51 22,02 25,09
250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000
Volumen (ml) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0
5
10
15
20
25
8
30
Lectura
Tiempo (min)
Volumen de agua (L)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 39
1,2 3,05 3,1 1,85 2,8 3 2,95 2,9 2,8 3,35 2,5 3,15
Volumen de agua (L) 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
10
20
30
40
3.5.3 Calculo del rendimiento = =
∗
.
∗
= . %
3.5.4 Calculo Densidad de Empaque
= =
. .
= .
3.5.5 Calculo de costo
Costo de 1 litro de aceite esencial = 23516 m3 = 23543 m3 Energía Eléctrica= Mano de Obra= 9
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IV CONCLUSIÓNES
El tiempo de extracción de aceite esencial debe ser largo debido a que tienen compuestos pesados lo cual a medida que pasa el tiempo se va extrayendo dicho aceite. Dado que el aceite esencial tiene compuestos termo sensibles el proceso de extracción por arrastre con vapor resulta ser un método de separación y purificación ideal. Se basa en la capacidad del vapor de agua de arrastrar consigo a las moléculas de aceite. Para un análisis más completo de la rentabilidad del proceso, es necesario conocer el consumo de energía o la potencia de la bomba que hace circular el agua de refrigeración, el costo de la semilla de molle, el volumen de gas usado y la mano de obra. La extracción con semillas de molle en cuanto a rendimiento es una de las más eficientes debido a que se obtiene un porcentaje óptimo, que en la práctica se obtuvo un rendimiento de 6.21%
V REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
aceiteesenc ialdemolle.blogspot.com/.../estudio-del-aceite-es encial
www.inkanatural.com/es/arti.asp?ref=aceites -esenci ales –España “Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias”. Christie J. Geankoplis. Editorial Continental, S.A. de C.V. 2 da Edición. México, 1995.
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