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

Destilación por arrastre con vapor

1

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

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

Materia prima Materiales Equipos

Semillas de molleAgua

TermómetroCronometroProbeta 1L

CalderoExtractorCondensadorTorre de enfriamientoDesintegrador (martillos)PeladoraSeparador de fasesBalanza

- 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

I

II

90 cm.

79 cm.

6 cm.

170 cm.

19 cm.

Volumen para I

V I=

π∗170∗(( 902 )

2

+( 792 )

2

+

902

∗79

2 )3

=954695,97cm3

V I=954,69 L

Volumen para II

V II=

π∗19∗(( 62 )

2

+(792 )

2

+

62∗79

2 )3

=33580,75cm3

V I=33,58 L

Volumen total

V=988,28 L

Densidad de empaque

δ=90kgde molle+200kgde agua988,28 L

=0,29

densidad deempaque teorico 0,2<δ<0,25

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 10 20 30 40 50 60 700

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Curva de extraccion acumulativa

tiempo (min)

Volu

men

(ml)

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

0 10 20 30 40 50 60 700.0000

20.0000

40.0000

60.0000

80.0000

100.0000

120.0000

Curva de velocidad de extraccion

t (min)

V/t (

ml/

min

)

Balance de masa del proceso

Flujo de vapor del proceso

Q= 3 L4,5422min

=0,66Lmin

Flujomasicom=0,999∗0,66=0,659kgmin

Durante la extracción=

0,659kg .1min

∗60min

1h∗7h=276,78kgde vapor de agua

Rendimiento

R= 5,19 Ldeaceite demolle100kg .de semillas demolle

∗100 %=5,19 %

Materia prima

Costo de producción para 1 L de aceite esencial

Costo de desintegración para 100 kg. de molle 68,01 $us.

Costo de gas consumido

Primeralectura=13,466m3

Segunda lectura=13,504m3

V GN=13,504−13,466=0,38m3

380

L∗1 garrafa25,90 L

∗3,2 2$us

1garrafa=47,23$ us .

Costos de depreciación

Costo delextractor+cakderi+condensador+torre de enfriamiento20300 $uscon10años dedepreciación .

20300 .$us10años

∗ 1año360días

∗1dia=5 ,64 $us

Mano deobra :

7h∗10$us24 h

=2 ,92 $us

Descripción Costo ($us)

Materia prima 31,60

Desintegració

n

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.