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EXTRACCION POR ARRASTRE CON VAPOR
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COCHABAMBA-BOLIVIA
EXTRACCION POR ARRASTRE CON VAPOR INDICE 1. 2. 3. 4. 5.
Introducción Objetivos Desarrollo Conclusión Bibliografía
DESARROLLO INTRODUCCION Los aceites esenciales son sustancias aromáticas que se encuentran en numerosas plantas. Estos pueden ser extraídos de diferentes partes de las plantas como hojas, tallos, flores y raíces. Aquellos provenientes de especias y condimentos son cada vez más utilizados en la industria de los alimentos y farmacéutica. Existen diferentes métodos de extracción de aceites esenciales, la destilación por arrastre de vapor, la extracción con disolventes, la extracción por fluidos supercríticos y uso de microondas,. Los métodos convencionales, arrastre de vapor y el uso de disolventes, requieren de tiempos de extracción prolongados; mientras que en los métodos alternativos, fluidos supercríticos y microondas, no solo requieren menores tiempos sino que también consumen menos energía. Los aceites esenciales se caracterizan por sus propiedades físicas, como densidad, viscosidad, índice de refracción y actividad óptica. La mayoría de los aceites esenciales tiene una densidad menor a la del agua excepto los aceites de almendras amargas, mostaza, canela, perejil o clavo. El índice de refracción es una propiedad característica de cada aceite esencial y cambia cuando este se diluye o mezcla con otras sustancias.
OBJETIVOS General Obtener aceite esencial de molle por hidrodestilacion Específicos Conocer el funcionamiento de un extractor por arrastre con vapor (hidrodestilacion). Calcular el volumen del extractor. Conocer el funcionamiento y las partes de un equipo de extracción. Determinar el rendimiento del proceso y la densidad de empaque. Confeccionar la tabla de seguimiento de la extracción V vs T tanto para el aceite como el flujo de vapor del agua. Identificar las variables del proceso por extracción por arrastre de vapor. Calcular el costo de producción de un litro de aceite esencial.
DESARROLLO DEL TRABAJO METODOS DE EXTRACCION 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 este y otros componentes no volátiles. Lo anterior se logra por medio de la inyección de vapor de agua directamente en el seno de la mezcla, denominándose este vapor de arrastre. Pero en realidad su función no es la de arrastrar el componente volátil, sino condensarse formando otra fase inmiscible que cederá su calor latente a la mezcla a destilar para lograr su evaporación. En este caso se tendrá la presencia de dos fases inmiscibles a lo largo de la destilación (orgánica y acuosa), por lo tanto, cada líquido se comportara como si el otro no estuviera presente. Es decir, cada uno de ellos ejercerá propia presión de vapor y corresponderá al del 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 una impureza sean insolubles en agua, ya que el producto destilado formara dos fases al condensarse, por lo cual permitirá la separación del producto y del agua fácilmente. La presión total del sistema será la suma de presiones de vapor de los componentes 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. En la destilación por arrastre es posible utilizar un gas inerte para el arrastre. Sin embargo, el empleo de vapores o gases diferentes al agua implica problemas adicionales en la condensación y recuperación del destilado o gas. El comportamiento que tendrá la temperatura a lo largo de la destilación será constante, ya que no existen cambios en la presión de vapor o en la composición de los vapores de la mezcla, es decir, el punto de ebullición permanecerá constante mientras q ambos líquidos estén presentes en la fase liquida. En el momento que uno de los líquidos se elimine por la propia ebullición de la mezcla, la temperatura ascenderá bruscamente. Existe una gran diferencia entre una destilación por arrastre y una simple, ya que en la primera no se presenta un equilibrio de fases liquido-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 este destilando el voláti l. Además, en la destilación por arrastre de vapor el destilado obtenido será puro en relación al componente no volátil, algo que no sucede en la destilación simple, en la cual el destilado sigue presentando ambos componentes aunque más enriquecido en alguno de ellos. Por otra parte, 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 calentarlas y se emplearía mayor tiempo, pudiéndose descomponer si se trata de aceites esenciales. La destilación por arrastre de vapor es un método sencillo y de bajo costo, pero su inconveniente es que requiere largos periodos de tiempo y tiene rendimientos bajos en comparación con otros métodos.
Extracción con disolventes En el método de extracción con disolventes volátiles, la muestro seca y molida se pone en contacto con disolventes orgánicos tales como alcohol y cloroformo, entre otros. Estos disolventes solubilizan la esencia pero también solubilizan y extraen otras sustancias tales como grasas y ceras, obteniéndose al final una oleorresina o un extracto impuro. Se utiliza a escala de laboratorio porque a nivel industrial resulta costoso por el valor comercial de los disolventes, porque a nivel industrial resulta costoso por el valor comercial de los disolventes, porque se obtienen esencias contaminadas con otras sustancias, y además por el riesgo de explosión e incendio característicos de muchos disolventes orgánicos volátiles. Algunos disolventes utilizados en este método de extracción tienen restricciones en cuanto a los residuos máximos que pueden dejarse cuando los aceites esenciales son la materia prima en las industrias de los perfumes o alimentos. Estos límites varían de acuerdo a las diferentes legislaciones. Los disolventes derivados del petróleo, como éter dietilico, ciclo hexano, hexano, acetato de metilo, propanol, etc. Son tóxicos al inhalarlos y al contacto de la piel, y dependiendo del tiempo de exposición será la gravedad de los efectos. Los extractos obtenidos con este tipo de disolventes suelen ser más oscuros, ya que llegan a arrastrar algunos pigmentos, su solubilidad en alcohol diluido es menor y se recuperan muchos compuestos de tipo aromático. El disolvente con el aceite esencial se filtra y se evapora a presión atmosférica y/o a vacío. Los restos de disolvente deben separarse a temperatura baja.
PARTE EXPERIMENTAL
Se realizó la practica en las instalaciones del centro agroindustrial Utilizando los equipos del hidrodestilador, condensador, caldero humo tubular y la torre de enfriamiento. Se midió el tiempo de extracción de aceite esencial de molle. Datos experimentales: Masa de materia prima triturada 89,3 kg Volumen de agua 200 litros
Esquema y datos del equipo utilizado D1
D1 D2 D3 H1 H2
90 cm 79 cm 6 cm 169 cm 18 cm
H1
D2 H2
D3
Volumen del extractor: Volumen del cono 1 V= 3
1 V= 3
π R 2 h
Ab h
Donde V - cono volumen, Ab - área de las bases del cono, R - radio de las bases del cono, h - longitud de la altura del cono, π = 3.141592
Formula volumen de cilindro: V = π R2 h
V = Ab h Donde V - cilindro volumen, Ab - área de las bases de la cilindro, R - radio del cilindro, h - longitud de la altura de la cilindro, π = 3.141592.
Seguimiento del proceso de extracción Tabla Nº
Volumen (ml)
Tiempo (seg)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1200 3050 3100 1040 2800 3000 3350 2900 2800 3350 2500 3150
180 360 540 720 900 1080 1260 1440 1620 1800 1980 2340
Curvas a) Curva de extracción acumulativa
b) Curva de velocidad de extracción
Volumen Aceite (ml) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000
Tiempo Aceite (seg) 22,94 30,56 26,45 21,98 29,94 51,89 31,40 26,56 22,19 43,66 24,30 21,16
Conceptos Fundamentales Rendimiento =
.
=
3 89,3
= 0,0336
Densidad de empaque =
..
=
89,3
CONCLUSION Se obtuvo aceite esencial de molle por medio de hidrodestilacion, se conoció el funcionamiento de todo el equipo de hidrodestilacion, se observó e identifico las partes de todo el sistema de hidrodestilacion por arrastre con vapor. Se determinó el rendimiento del proceso y la densidad de empaque, se confecciono las tablas de extracción volumen vs tiempo tanto para el aceite como el flujo del vapor. APENDICE FOTOGRAFICO
Ilustración 1 Caldero Humotubular
Ilustración 2 Separador de fases
Ilustración 3 Tapa del extractor
Ilustración 4 Torre de enfriamiento
Ilustración 5 Extractor
Ilustración 6 Extracción del aceite natural
Ilustración 7 Trituración de la materia prima
BIBLIOGRAFIA Introducción a la Industria de los Aceites Esenciales extraídos de Plantas Medicinales y Aromáticas bySistema de Bibliotecas SENA is licensed under aCreative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported License. Creado a partir de la obra en http://biblioteca.sena.edu.co/coleccion/1.html . Aceites esenciales: métodos de extracción, Peredo y Luna, Mexico
