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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA
DESTILACION POR
ARRASTRE CON VAPOR
Practica #4
Estudiante: Apaza Rojas Carla Alejandra
Fernandez Paz Elba Gisel
Delgadillo Salazar Veronica
Quiroz Torrico Victor Hugo
Rodriguez Escobar Sdenka
Materia:
Lab. de Operaciones Unitarias II
Docente:
Ing. Nelson Hinojosa
Fecha:
26/05/2011
Gestión:
I/2011
Destilación por arrastre con vapor
1. INTRODUCCION
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". 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 tendrán la presencia de dos fases insolubles a lo largo de la destilación (orgánica 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.
El aislamiento y purificación de compuestos orgánicos son operaciones básicas químicas reflejadas en la destilación, extracción, re cristalización, absorción, cromatografía, etc. Que en cada caso aprovecha las propiedades fisicoquímicas de compuestos orgánicos, involucrados en estos procesos, entre estas propiedades podemos citar:
Puntos de ebullición Polaridad
Puntos de fusión Solubilidad Miscibilidad
2. OBJETIVOS
General
Obtener aceite esencial de molle
Específicos
Calcular el volumen del extractor. Determinar el rendimiento del proceso. Calcular la densidad de empaque.
Evaluar el proceso de extracción en función del tiempo: o Efectuar la curva de extracción.
o Efectuar la curva de velocidad de extracción.
Evaluar el costo de producción de 1L de aceite esencial de molle. Determinar el flujo de vapor de agua.
3. MATERIALES
Materia prima Materiales Equipos
Semillas de molle Agua Termómetro Cronometro Probeta 1L Caldero Extractor Condensador Torre de enfriamiento Desintegrador (martillos) Peladora Separador de fases Balanza
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
- Primeramente medimos las dimensiones del equipo a extraer (extractor) para nuestros cálculos.
- Luego la materia prima ya molida por un desintegrador mecánico de sólidos (molino de martillos), pesamos aproximadamente 100 Kg. de semillas de molle y sometimos al extractor.
- Colocamos una relación de agua de 2 a 1 un volumen aproximadamente V = 200 L de agua
- Luego se midió la altura de empaque de agua y el molle molido abarcada en el extractor
- Se aseguro todo el equipo del extractor con sus respectivos tornillos y se encendio el funcionamiento del caldero que adicionaba al extractor con el vapor de agua.
- El funcionamiento del caldero se realiza con gas de garrafas (GLP)
- Se requiere también la presencia de un condensador para condensar la mezcla de salida del agua y el aceite.
- Para condensar el vapor caliente se utilizo agua de torre de enfriamiento que circulaba mediante una bomba, cuando estaba a punto de salir el vapor de la mezcla, ya que consiste en enfriar el agua a la salida del condensador para que este nuevamente vuelva a ingresar al caldero.
- Para recibir estas soluciones se conto con un separador de fases y la medición de volúmenes de aceite esencial aproximadamente cada 200ml. Durante un determinado tiempo.
5. DATOS CALCULOS Y RESULTADOS
Volumen del extractorVolumen para I
(( ) ( ) )Volumen para II
(( ) ( ) ) I II 90 cm. 79 cm. 6 cm. 170 cm. 19 cm.Volumen total
Densidad de empaque Curvas de extracción t min Vml V/t ml/min 3,6775 250 67,9810 5,7275 500 87,2981 7,1039 750 105,5758 10,0117 1000 99,8831 12,5411 1250 99,6723 16,3347 1500 91,8291 21,2427 1750 82,3812 25,9288 2000 77,1343 32,9583 2250 68,2681 39,4122 2250 57,0889 51,7853 2750 53,1039 61,3075 3000 48,9337
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0 10 20 30 40 50 60 70 Vo lu m e n ( m l) tiempo (min)
Curva de extraccion acumulativa
0.0000 20.0000 40.0000 60.0000 80.0000 100.0000 120.0000 0 10 20 30 40 50 60 70 V/ t (m l/ m in ) t (min)
Balance de masa del proceso
Flujo de vapor del proceso
⁄ ̇ ⁄ Rendimiento Materia prima us molle Kg us molle Kg 31,6$ 1 $ 316 , 0 100 Semillas de molle 100Kg. Pelado Desintegración Extracción 91 Kg. 90 Kg. Cascaras 9 Kg. Perdidas 1 Kg. Aceite Pesado 2.69 L Aceite liviano 2.5L Aceite Obtenido 5.19 L
Costo de producción para 1 L de aceite esencial
Costo de desintegración para 100 kg. de molle 68,01 $us. Costo de gas consumido
Costos de depreciación us dia días año años us $ 64 , 5 1 * 360 1 * 10 .$ 20300 us h us h 2,92$ 24 $ 10 7
Descripción Costo ($us)
Materia prima 31,60
Desintegración 68,01
Mano de obra 2,92
Depreciación 5,64
Costo total de producción 108,17 $us Costo para 1 L de aceite de molle 20,84 $us
6. OBSERVACIONES
El equipo de desintegración utilizado en la práctica es un molino de martillos donde la fuerza que prevalece es la de desgarramiento.
Figura 1 Molino de martillos de la práctica Se pudo observar que los martillos presentan desgaste.
Figura 2 Martillos del molino
La polea del motor del molino no tiene protección por lo que hay que guardar distancia y no pararse detrás de ésta.
Figura 3 Polea del motor sin protección
Se puede ver según los datos y cálculos que se utilizara mayor cantidad de energía mientras más finas sean las partículas, y a su vez se gastara mayor cantidad de energía.
El gasto energético por día para la desintegración de 100 kg. de molle es 68,01 $us.
El tiempo de desintegración para aproximadamente 100 Kg de materia prima es de 9 minutos.
La potencia total entregada fue de 2640 w y la que aprovecho el quipo fue de 1807 w el resto de esta energía fue disipada al ambiente en forma de calor y ruido donde el equipo aprovecho un 68% del total de la energía entregada.
7. CONCLUSIONES
El volumen del extractor calculado fue de 988 L.
El rendimiento del proceso fue de 5,19% que es menor comparándola con el rendimiento por hidrodestilación en laboratorio.
La densidad de empaque calculada fue 0,29 que es mayor a la densidad de empaque óptima, razón por la cual el rendimiento es menor.
o La velocidad máxima de extracción fue de 105 ml/min y se dio a los 7 min. o El volumen sigue un aumento cuadrático durante la primera hora de extracción. El costo aproximado de producción para 1L de aceite esencial de molle es 20,84L. El flujo de vapor de agua que alimenta al caldero es 0,659 kg/min.
