Destilacion Por Arrastre Con Vapor

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

Cochabamba-Bolivia

1

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

Semillas de molle Agua

Materiales

Termómetro Cronometro Probeta 1L

Equipos

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 extractor 90 cm. I 170 cm. 79 cm.

II

19 cm.

6 cm.

Volumen para I ((

)

(

)

(( )

(

)

)

Volumen para II )

Volumen total

Densidad de empaque

Curvas de extracción t min

Vml 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

Curva de extraccion acumulativa 3500

Volumen (ml)

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0

10

20

30

40

50

60

70

tiempo (min)

Curva de velocidad de extraccion 120.0000

V/t (ml/min)

100.0000 80.0000 60.0000 40.0000 20.0000 0.0000 0

10

20

30

40 t (min)

50

60

70

Balance de masa del proceso Semillas de molle 100Kg.

91 Kg.

90

Pelado

Kg.

Desintegración

Cascaras 9 Kg.

Perdidas 1 Kg.

Extracción

Aceite liviano 2.5L

Aceite Pesado 2.69 L

Aceite Obtenido 5.19 L

Flujo de vapor del proceso ⁄ ⁄ ̇

Rendimiento

Materia prima

100 Kg molle 

0,316 $us  31,6$us 1 Kg molle

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

20300.$us 1año * * 1dia  5,64$us 10años 360días

7h 

10 $us  2,92 $us 24 h

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.  La curva de extracción presento :

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.