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I UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL CARRERA INGENIERIA INDUSTRIAL TERMODINAMICA

PROYECTO DE INVESTIGACION CIENTIFICA DESTILACION POR ARRASTRE DE VAPOR DE AGUA PARA LA OBTENCION DE ACEITES ESENCIALES

CURSO: 3er Semestre

GRUPO N° 3

INTEGRANTES: CHACON GOMEZ JORDY CARMIGNIANI BASURTO JAIME HARO PALMA FELIPE SANCHEZ HURTADO CRISTOPHER SANTOS LOOR JOEL

DOCENTE: ING. MARIUXI RUIZ

II

INDICE DEDICATORIA .................................................................................................................IV AGRADECIMIENTO.......................................................................................................... V RESUMEN ..........................................................................................................................VI INTRODUCCION ............................................................................................................ VII CAPITULO I ................................................................................................................... 8 1.EL PROBLEMA .......................................................................................................... 8 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 8 1.2 OBJETIVOS .............................................................................................................. 8 1.2.1 Objetivo general ................................................................................................. 8 1.2.2 Objetivos específicos. ......................................................................................... 8 1.3 JUSTIFICACION ..................................................................................................... 9 1.4 FODA ....................................................................................................................... 10 1.5 ALCANCE Y LIMITACION................................................................................. 10 CAPITULO II................................................................................................................ 11 2. MARCO TEORICO ................................................................................................. 11 2.1 Antecedentes ........................................................................................................ 11 2.2 Base teórica .......................................................................................................... 12 2.2.1 Destilación por arrastre de vapor ................................................................... 13 2.2.2 Aceites esenciales .............................................................................................. 14

III 2.2.3 Obtención de aceites esenciales mediante destilación por arrastre de vapor14 2.3 Definición de términos básicos ........................................................................... 15 CAPITULO III .............................................................................................................. 17 3. MARCO METODOLOGICO.................................................................................. 17 3.1 Diseño de la investigación ................................................................................... 17 3.2 Técnicas de instrumento de recolección de datos ............................................. 17 3.3 Técnicas de procesamiento y análisis de datos ................................................. 17 3.4 Fases de la investigación ..................................................................................... 18 CAPITULO IV .............................................................................................................. 19 4. METODODOLOGIA ............................................................................................... 19 4.1 Montaje del equipo: Destilador por arrastre de vapor........................................ 19 4.2 Puesta en marcha y condiciones de operación .................................................. 20 4.3 Selección de la especie a trabajar para la obtención de aceites esenciales ..... 20 4.4 Puesta en marcha del equipo y resultados ........................................................ 20 4.5 Factores que influyen en la extracción por arrastre con vapor ...................... 21 4.5 Fundamento físico: ley de Dalton ...................................................................... 21 4.6 Relación del proceso con la termodinámica...................................................... 22 4.6.1 Sistemas y procesos que influyen en el destilador ......................................... 23 4.6.2 Ejercicio de balance de materia y energía ..................................................... 23 CONCLUSIONES ......................................................................................................... 25 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................... 26 ANEXOS ........................................................................................................................ 27

IV

DEDICATORIA

En primer lugar, queremos dedicarle este trabajo a Dios, ya que gracias a él estamos aquí y nos da las fuerzas para seguir adelante y así cumplir nuestros objetivos. A nuestros padres, por estar con nosotros, apoyarnos y guiarnos, por ser las bases que nos ayudaron a llegar hasta aquí, y quienes nos inspiran y motivan a cumplir nuestras metas.

V

AGRADECIMIENTO

Agradecemos a Dios, a nuestros padres, hermanos y amigos por estar siempre con nosotros ayudándonos a seguir adelante y darnos a entender que a pesar de tener problemas hay que superarlos para ser mejores personas. Agradecemos a cada una de nuestras instituciones educativas por enseñarnos el valor de prosperar, crecer de la manera más noble y sencilla.

VI RESUMEN

La destilación es un proceso por el cual, mediante la aplicación de calor se puede separar las distintas sustancias de una mezcla líquida. Este proceso se basa en las diferentes temperaturas que necesitan cada una de las sustancias de una mezcla para evaporarse y en la posterior condensación por separado de cada una de ellas. La humanidad ha empleado la destilación para diversos fines, como para la producción de determinados tipos de alcohol, la obtención de agua pura o de otros compuestos químicos en estado puro. Como fuente de calor, la energía solar puede emplearse para destilar. ya sea concentrándola y alcanzando altas temperaturas o bien a temperaturas bajas. La destilación por arrastre de vapor es un tipo especial de destilación que se basa en el equilibrio de líquidos inmiscibles. Según se ha visto anteriormente, la temperatura de ebullición de una mezcla de dos componentes inmiscibles es inferior a la temperatura de ebullición de cualquiera de ellos por separado.

VII INTRODUCCION

La destilación por arrastre de vapor es un tipo especial de destilación que se basa en el equilibrio de líquidos inmiscibles. Según se ha visto anteriormente, la temperatura de ebullición de una mezcla de dos componentes inmiscibles es inferior a la temperatura de ebullición de cualquiera de ellos por separado. La extracción por arrastre de vapor de agua es uno de los principales procesos utilizados para la extracción de aceites esenciales. Los aceites volátiles o aceites esenciales se definen como mezclas con componentes volátiles, las cuales se producen debido al metabolismo secundario de las plantas, estas sustancias aromáticas solo se encuentran en la naturaleza y son las responsables de las fragancias de las flores y órganos vegetales. Los aceites esenciales pueden ser administrados internamente, externamente a través de la piel, para el cuidado de la piel y como cosméticos, para el cuidado del cabello y a través del sistema respiratorio. En química trabajamos con sustancias en su estado puro. En la naturaleza, la mayor parte de dichas sustancias se encuentran en forma de

mezclas. Para poder separarlas, existen muchas

técnicas, entre las cuales encontramos la destilación por arrastre de vapor. Utilizando como principio los puntos de ebullición de cada sustancia que compone la mezcla, logramos obtener sustancias independientes. Los principios de la destilación son básicos para un profesionista que se desenvuelva en el laboratorio

8 CAPITULO I 1. EL PROBLEMA

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿Cómo diseñar y construir un destilador industrial por arrastre de vapor, teniendo en cuenta el costo de materiales y herramientas, esto generaría inconvenientes, además de la falta de conocimiento técnico necesario para la elaboración del proyecto? 1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo general Diseñar y construir un destilador por arrastre de vapor para la obtención de aceites esenciales, siguiendo procedimientos ya investigados para la elaboración de este tipo de proyecto, utilizando materiales reciclables y herramientas que no generen contaminación al medio ambiente.

1.2.2 Objetivos específicos.

1. Definir las bases científicas que aportarían para el mejoramiento de la construcción de nuestro proyecto. 2. Diseñar un tipo de destilador industrial que mejore la calidad del producto que se filtrara en nuestro proyecto. 3. Conocer las técnicas de separación para mezclas liquidas como: destilación por arrastre con vapor.

9

1.3 JUSTIFICACION Este proyecto se lo realiza con fines académicos más específicamente corresponde a la materia de termodinámica por las operaciones unitarias que se realizan y por su importancia en la industria, las razones por las que se eligió construir un destilador industrial por arrastre de vapor es porque su funcionamiento entra en lo relacionado con lo que hasta ahora hemos visto en la materia. El presente proyecto es importante porque pretende utilizar las propiedades de cáscaras y plantas para extraer aceites esenciales que pueda ser empleado como aditivo farmacéutico y alimenticio contribuyendo a la cadena productiva de esta fruta favoreciendo su aprovechamiento. Por otra parte, permitió desarrollar conocimientos adquiridos en temas como: operaciones unitarias, química analítica, balance de materia y termodinámica.

10 1.4 FODA

Fortalezas -Facilidad de encontrar informacion en la red.

Amenazas

Oportunidades

-Cancelación de la feria

-Mediante una feria dar a conocer nuestro proyecto

FODA

-Fallos en el proyecto final Debilidades -Falta de recursos monetarios para la elaboracion del proyecto

1.5 ALCANCE Y LIMITACION

ALCANCE 



a los estudiantes y docentes de la

 Recursos monetarios

facultad de ingeniería industrial. 

LIMITACIÓN

Exponer y presentar nuestro proyecto

La investigación tiene buenas bases de investigación.

Escasos conocimientos del tema

11 CAPITULO II 2. MARCO TEORICO 2.1 Antecedentes Las primeras referencias que se tienen de algo parecido a la destilación o evaporación las encontramos en zonas con escasez de agua del imperio egipcio, donde se hervía agua en calderos y se aprovechaban las gotas que se formaban en las tapaderas para ser bebidas. La primera tecnología de destilación conocida son los alambiques y sus primeros usos documentados fueron de tipo alquímico, es decir, se utilizaban para intentar conseguir transformar elementos químicos en otros más valiosos. Obviamente esta aplicación carecía de base científica y no fue hasta años más tarde cuando se empezó a utilizar para separar elementos químicos disueltos en el agua y en la elaboración de recetas. La primera de las grandes revoluciones llegó en el siglo VIII cuando Abu Mussah-al-Sofi describió por primera vez métodos más avanzados de evaporación, así como otras técnicas de separación como la filtración o la sublimación. Durante estos años también se trabajó en la mejora de los materiales con que se fabricaban los aparatos. Esto provocó una gran mejora en la fabricación de perfumes y alcoholes, como fue el caso de la destilación de agua de rosas mediante arrastre con vapor. Durante el resto de la edad media se tiene constancia de la destilación de alcohol, ácido nítrico y otros productos en grandes centros de conocimiento, como monasterios y algunos centros estudiantiles de grandes ciudades de la vieja Europa. Sin embargo, en lugares como El Cairo la destilación y almacenamiento de gasolina fueron llevados a cabo durante el siglo XI, lo cual supone que debían existir técnicas depuradas y aplicadas a gran escala como hornos de galería, materiales refractorios y refrigeradores de gran eficiencia.

12 Ya pasada la edad media, se desarrolló el serpentín alrededor de un tubo por el que pasaba el vapor a condensar, lo cual permitió recuperar líquidos de bajo punto de ebullición y producir alcohol 96% a gran escala, dando también lugar a la aparición de licores de alta graduación. Durante la revolución industrial se empleó por primera vez el vapor de agua para transmitir calor a otros cuerpos, gracias a los descubrimientos de Rumford, lo cual permite obtener gas inflamable a partir del carbón y también benceno a partir del alquitrán. El 1856 se instalan las primeras plantas de destilación de alquitrán de Hulla. La mejora de la calidad y resistencia de materiales como el vidrio y el metal durante el siglo XIX permite el desarrollo de mejores tecnologías de destilación, así como la aparición de las primeras columnas de rectificación de funcionamiento continuo. Aunque sin duda, la gran aportación de esta época es el perfeccionamiento de las técnicas de refinado de petróleo, lo cual da lugar a la obtención de lubricantes, combustibles, parafinas, asfalto, etc. gracias a técnicas de destilación. A mediados de siglo comienza el estudio de la separación por destilación de mezclas multicomponentes, así como el perfeccionamiento de la separación de mezclas azeótropas, que acaba dando como resultado la obtención de productos prácticamente puros mediante destilación, rectificación y fraccionamiento en la década de los 80. En estas últimas décadas las aplicaciones de la evaporación se han multiplicado, convirtiéndola en una tecnología apta para el tratamiento de aguas, recuperación de solutos y purificación de líquidos, entre otras. 2.2 Base teórica El término destilar proviene del latín “destillare”: separar por medio del calor, alambiques u otros vasos una sustancia volátil llamada esencia de otras más fijas, enfriando luego su vapor para reducirla nuevamente a líquido.

13 La destilación es un proceso físico pues no se produce ninguna transformación de sustancias sino una separación, desde el punto de vista de la física la destilación se define del siguiente modo: “muchas sustancias de punto de ebullición muy alto, calentadas juntamente con el agua pasan a estado de vapor a la temperatura de ebullición de ésta, son, por lo tanto, volátiles con el vapor de agua y pueden obtenerse y purificarse por destilación en corriente de ese vapor. 2.2.1 Destilación por arrastre de vapor La destilación por arrastre con vapor es una técnica usada para separar sustancias orgánicas insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas, u otros compuestos orgánicos no arrastrables. La destilación por arrastre con vapor puede realizarse de tres formas distintas y son comúnmente conocidas como: •

La hidrodestilación simple o destilación con agua: consiste en sumergir directamente

el material vegetal a tratar en agua, que a continuación se somete a ebullición. En éste método es máxima la acción del agua sobre el material, por ello se puede presentar hidrólisis y oxidaciones. Útil para materiales que tienden al apelmazamiento (flores pequeñas). Es aconsejable cargar el agua ya caliente para disminuir la hidrólisis y el tiempo de operación. Los vapores heterogéneos se condensan y el aceite esencial se separa por diferencia de densidad. •

Destilación con vapor saturado o destilación con agua y vapor: el vegetal no está en

contacto con el agua; el vapor de agua se inyecta a través de la masa vegetal dispuesta sobre placas perforadas. El material debe tener tamaño uniforme para favorecer el paso del vapor. Trabaja cerca de los 100ºC cuando lo hace a 1 atm de presión y el rendimiento es bueno siempre y cuando no se presenten apelmazamientos. Por cargarse el material a una temperatura menor

14 a la de trabajo, se producen condensaciones sobre él y ésta humedad origina cierta dificultad en la operación, especialmente en el paso y distribución del vapor por la muestra. Por su sencillez, bajo costo y rendimientos, esta técnica es la más usada en la industria de aceites esenciales. Varias Farmacopeas la recomiendan como el método óptimo de obtención de esencias. •

La destilación con vapor seco o sobrecalentado: consiste en impulsar el vapor a

través de la masa vegetal, colocada sobre columnas o cestones. El vapor tiende a recalentarse por la resistencia opuesta a su paso por el material y esto debe evitarse en lo posible, debido a que seca las membranas celulares e impide la salida del aceite. Las instalaciones son más costosas, pero presentan mayores producciones. 2.2.2 Aceites esenciales La destilación por arrastre con vapor también se emplea con frecuencia para separar aceites esenciales de tejidos vegetales. Los aceites esenciales son mezclas complejas de hidrocarburos, terpenos, alcoholes, compuestos carbonílicos, aldehídos aromáticos y fenoles y se encuentran en hojas, cáscaras o semillas de algunas plantas. En el vegetal, los aceites esenciales están almacenados en glándulas, conductos, sacos, o simplemente reservorios dentro del vegetal, por lo que es conveniente desmenuzar el material para exponer esos reservorios a la acción del vapor de agua. Los aceites esenciales son productos naturales aplicados en diferentes industrias, como son la farmacéutica, alimenticia, en perfumería, entre otros usos. 2.2.3 Obtención de aceites esenciales mediante destilación por arrastre de vapor La obtención de los aceites esenciales es realizada comúnmente por la tecnología llamada de destilación por arrastre con vapor, en sus diferentes modalidades. La pureza y el rendimiento del aceite esencial dependerán de la técnica que se utilice para el aislamiento.

15 Cuando se usa vapor saturado o sobrecalentado, generado fuera del equipo principal, ya sea por una caldera, una olla de presión o un matraz adecuado, esta técnica recibe el nombre de “destilación por arrastre con vapor”, propiamente dicha. También se puede usar el llamado “método directo”, en el que el material está en contacto íntimo con el agua generadora del vapor. En este caso, se ponen en el mismo recipiente el agua y el material a extraer, se calientan a ebullición y el aceite extraído es arrastrado junto con el vapor de agua hacia un condensador, que enfría la mezcla, la cual es separada posteriormente para obtener el producto deseado. Este método es usado de preferencia cuando el material a extraer es líquido o cuando se utiliza de forma esporádica. 2.3 Definición de términos básicos Destilación. - Vaporizar los líquidos por medio del calor Miscibilidad.-

Término usado en química que se refiere a la propiedad de

algunos líquidos para mezclarse en cualquier proporción, forman una fase homogénea. Tabuladora. - Pieza, generalmente forjada o fundida, que se suelda a una abertura practicada en una vasija para proporcionar la transición a la tubería exterior que ha de conectarse a la misma.

Método: hace referencia a ese conjunto de estrategias y herramientas que se utilizan para llegar a un objetivo preciso, Volátil. -Es un producto que tiene propiedad de evaporarse en temperatura ambiente, pasa finalmente del estado líquido a gaseoso en contacto con el aire, como es el caso del alcohol, acetona, gasolina etc. Alambique. - Es un instrumento de metal que se utiliza para la evaporación

16 Calor. - Energía que se manifiesta por un aumento de temperatura y procede de la transformación de otras energías; es originada por los movimientos vibratorios de los átomos y las moléculas que forman los cuerpos Densidad. - Relación entre la masa y el volumen de una sustancia, o entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de otra sustancia tomada como patrón. Ebullición. - Movimiento violento del agua u otro líquido, con producción de burbujas, como consecuencia del aumento de su temperatura o por estar sometido a fermentación o efervescencia. Precipitado. - es el sólido que se produce en una disolución por efecto de una reacción química Fusión. - Es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido-líquido, es decir, la materia pasa de estado sólido a estado líquido. Termómetro. - Instrumento que sirve para medir la temperatura; el más habitual consiste en un tubo capilar de vidrio cerrado y terminado en un pequeño depósito que contiene una cierta cantidad de mercurio o alcohol, el cual se dilata al aumentar la temperatura o se contrae al disminuir y cuyas variaciones de volumen se leen en una escala graduada. Condensador. - Es un dispositivo que sirve para almacenar carga y energía. Presión parcial. - Es la presión total de una mezcla de gases, es igual a la suma de las presiones parciales de los gases que componen una sustancia. Hidrodestilación. - Es un método de extracción de aceites esenciales en el cual el material está sumergido en agua en ebullición, la característica principal de este proceso es el contacto directo del agua y el material del cual se extraerá el aceite esencial

17 CAPITULO III 3. MARCO METODOLOGICO 3.1 Diseño de la investigación El método para el diseño de la investigación fue teórico-práctico ya que recolectamos diversa información y se llevará a cabo el proyecto. 3.2 Técnicas de instrumento de recolección de datos La principal técnica para recolectar datos fueron la observación en el cual constatamos la aplicación que tiene la destilación por arrastre de vapor en diferentes empresas también los datos obtenidos de forma experimental llevados a cabo en los equipos para para los métodos de destilación por arrastre la realización de extracciones preliminares con un método convencional del proceso. 3.3 Técnicas de procesamiento y análisis de datos

CUALITATIVA

CUANTITATIVA

Notas de campo

Test

Análisis de documentos

Lista de cotejo

Observación directa

Pruebas de rendimiento

18 3.4 Fases de la investigación

ACTIVIDADES 1

2

3

4

5

6 7 8

9

1 0

1 1

Inicio del proyecto Selección del tema y Recopilación de datos Elaboración de los capítulos I, II y III Presentación y corrección de capítulos I,II y III Asesoramient o de un profesional para la selección de materiales Costeo y compra de materiales Visita al taller Elaboración del capítulo IV Y V Finalización y 1era prueba de la maquina 2da prueba de la maquina destiladora por arrastre de vapor Presentación en feria del proyecto finalizado

NOVIEMBRE SEMANAS 1 2 3 4

DICIEMBRE SEMANAS 1 2 3 4

1

ENERO SEMANAS 2 3 4

1

FEBRERO SEMANAS 2 3 4

19 CAPITULO IV 4. METODODOLOGIA Una vez seleccionada la destilación por arrastre con vapor como el procedimiento a desarrollar por ser apropiada desde el punto de vista técnico y económico, fácil de implementar y no requerir de tecnologías sofisticadas, debió puntualizarse en una de sus tres categorías: Destilación con agua, destilación con vapor saturado o destilación con vapor seco. Se escogió la destilación con vapor saturado, puesto que en ésta es mayor la difusión del vapor a través de las membranas vegetales y es menor la desnaturalización del producto por hidrólisis o quemado. 4.1 Montaje del equipo: Destilador por arrastre de vapor Para la construcción implementación del destilador por arrastre de vapor se utilizaron los siguientes materiales: N° 1 ½ ¼ ¼ 1 1 1 1 1 2 1,5MTR 1 2KLS 2KLS 1 1 1/2 GLN 1

DESCRIPCION PLANCHA DE 1MX1,5MX3MM ACERO AL CARBON TUBO DE 3/4 TUBO DE ½ TUBO DE 3" UNION UNIVERSAL DE ¾ CODO H/N 2"X90° CODO H/N 1/2"X90° TAPON H/N 2" TAPON H/N ¾ VALVULAS DE CIERRE RAPIDO CAÑERIA DE COBRE DE ½ MANOMETRO SOLDADURA 6011 SOLDADURA 7018 DISCO DE CORTE DISCO DE PULIR PINTURA ANT PLATEADA GLN DILUYENTE

20 ½ 1 8 1

ANGULO 50X50X3 RESISTENCIA PERNOS 1/2 X 2" H/N BOMBA DE AGUA

4.2 Puesta en marcha y condiciones de operación Una vez adecuado el montaje, se probó su funcionamiento operándolo con agua solamente, se observó que no tuviera fugas ni pérdidas significativas de calor, que la alimentación fuera adecuada y que la toma de datos no presentara dificultad. 4.3 Selección de la especie a trabajar para la obtención de aceites esenciales Se realizó en primera instancia un listado general de especies conocidas y manejadas por las personas como plantas y frutos, entre ellos estaban la manzanilla, Manzana, limón, hojas de romero, canela entre otros. Al final seleccionamos las hojas de la Manzanilla, que es un producto muy trabajado en la obtención de aceites esenciales por sus propiedades bactericidas, fungicidas, carminativas y sus efectos antiinflamatorios, analgésicos y calmantes. 4.4 Puesta en marcha del equipo y resultados Como prueba de funcionamiento operacional del equipo, se llevó a cabo la extracción con una muestra de hojas de Manzanilla. Se comprobó que el equipo no presentaba fugas y que la operación se desarrollaba satisfactoriamente. Se observó que el volumen de agua cargada en el generador de vapor, requería un tiempo de calentamiento aproximado de 30 minutos para iniciar la generación de vapor. Se puede concluir que como es de esperarse el rendimiento es directamente proporcional a la cantidad de muestra que se utilice para la extracción, siendo preferible trabajar con grandes cantidades puesto que el volumen a obtener es mayor

21 4.5 Factores que influyen en la extracción por arrastre con vapor Los Factores que influyen en la extracción por arrastre con vapor son los siguientes: 

Tiempo de secado del material. La materia prima vegetal genera hongos que transfieren un olor terroso mohoso al aceite, debido a la formación de ácidos grasos; por esto si el material no se procesa pronto (3dias) se dispone en literas para su oreo.



Tiempo de extracción. Pasado un tiempo ya no sale más aceite y el vapor posterior causa el arrastre por solubilidad o emulsión del aceite, presentando una disminución en el rendimiento.



Presión del vapor. Si la presión del vapor de arrastre es muy alta (máximo 6 psi), se presenta hidrólisis en el aceite disminuyendo su calidad y su rendimiento.



Factor de empaquetamiento. Si el material queda muy suelto, el proceso termina muy pronto, presentando un alto consumo energético; si queda muy apretado, el vapor se acanala disminuyendo el rendimiento del aceite, debe de estar entre el 0.15 a 0.25 % Distribución interior del vapor. Eficiencia del condensador.



Condensación interior. Se evita realizando una purga previa a los 30 minutos de iniciado el proceso y, además, manteniendo el tanque bien aislado. Tiempo de residencia en el florentino. Sobre todo, si el diámetro es muy pequeño se produce arrastre del aceite.



Material exhausto. El residuo se usa como compost, abonos, es celulosa hidrolizada. y de 2006



Distribución interior del vapor.



Eficiencia del condensador.

4.5 Fundamento físico: ley de Dalton Los vapores saturados de los líquidos inmiscibles siguen la Ley de Dalton sobre las presiones parciales, que dice que: cuando dos o más gases o vapores, que no reaccionan entre

22 sí, se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma presión que si estuviera solo y la suma de las presiones de cada uno, es igual a la presión total del sistema. Su expresión matemática es la siguiente: PT = P1 + P2 + --- Pn Al destilar una mezcla de dos líquidos inmiscibles, su punto de ebullición será temperatura a la cual la suma de las presiones de vapor es igual a la atmosférica. Esta temperatura será inferior al punto de ebullición del componente más volátil. Si uno de los líquidos es agua (extracción por arrastre con vapor de agua) y si se trabaja a la presión atmosférica, se podrá separar un componente de mayor punto de ebullición que el agua a una temperatura inferior a100ºC. Esto es muy importante cuando el compuesto se descompone a su temperatura de ebullición o cerca de ella. En general, esta técnica se utiliza cuando los compuestos cumplen con las condiciones de ser volátiles, inmiscibles en agua, tener presión de vapor baja y punto de ebullición alto.

4.6 Relación del proceso de destilación por arrastre de vapor con la termodinámica. La destilación es un proceso por el cual, mediante la aplicación de calor se puede separar las distintas sustancias de una mezcla líquida. Este proceso se basa en las diferentes temperaturas que necesitan cada una de las sustancias de una mezcla para evaporarse y en la posterior condensación por separado de cada una de ellas. La destilación por arrastre de vapor cumple con las tres leyes de la termodinámica: La primera ley o principio de conservación de la energía, establece que, si se realiza trabajo sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. En el segundo principio nos dicen que, si bien todo el trabajo mecánico puede transformarse en calor, no todo el calor puede transformarse en trabajo mecánico.

23 La segunda ley de la termodinámica se expresa en varias formulaciones equivalentes: Enunciado de Kelvin – Planck: No es posible un proceso que convierta todo el calor absorbido en trabajo. Enunciado de Clausiois: No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un cuerpo frío a otro más caliente. Se observa que esta ley no dice que no sea posible la extracción de calor de un foco frío a otro más caliente, simplemente dice que dicho proceso nunca será espontáneo. La tercera ley de la termodinámica dice que la entropía de un sistema en el cero absoluto es una constante definida. Esto se debe a que un sistema a temperatura cero existe en su estado fundamental, por lo que su entropía está determinada sólo por la degeneración del estado fundamental. 4.6.1 Sistemas y procesos que influyen en el destilador En la destilación por arrastre de vapor se realizará un proceso Isobárico, es decir que se mantiene a presión constante, además se podrá decir que es un sistema cerrado, ya que, intercambia energía, pero no materia con el entorno. 4.6.2 Ejercicio de balance de materia y energía Un lote de pescado será procesado en harina de pescado, para usarla como proteína suplementaria en alimentos. El proceso consta de etapas: Primero la extracción del aceite, hasta obtener una pasta de 80% de agua en peso y un 20% de harina seca en peso. Segundo, secado de la pasta en secadores de tambor rotatorio para obtener un producto “seco” que contiene un 40% de agua en peso. Finalmente, el producto se muele a gramo fino y se empaca. Calcular la alimentación de pescado en kg/h, necesaria para producir 1000 kg/h de harina “seca”.

24

𝑀1 = 𝑀2 + 𝐺 𝑀2 = 𝑀3 + 𝐴𝑐 𝑀4 = 𝑀3 𝑀2 𝑆2 = 𝑀3 𝑆3 = 600𝑘𝑔/ℎ

𝑀2 =

600𝑘𝑔/ℎ = 3000𝑘𝑔/ℎ 0.2 𝑀1 𝐻1 = 𝑀2 𝐻2

3000𝑘𝑔 𝑥 0.8 ℎ 𝑀1 = = 𝟑𝟐𝟔𝟓, 𝟑𝒌𝒈/𝒉 0.735

25 CONCLUSIONES



El método por arrastre de vapor es el más efectivo para extracción de aceites debido a que no utiliza sustancias químicas produciendo extractos más puros.



La destilación por arrastre de vapor es una excelente técnica para separar sustancias orgánicas insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en una mezcla.



Para obtener aceites esenciales a escala industrial es preferible realizarlo de frutas, hierbas o especies naturales que tengan un alto contenido de ácidos grasos.

26 BIBLIOGRAFIA

Aceite Esencial. (2014). Obtenido de Wikipedia,La Enciclopedia Llibre: https://es.wikipedia.org/wiki/Aceite_esencial Destilacion . (2016). Obtenido de Wikipedia,La Enciclopedia Llibre: https://es.wikipedia.org/wiki/Destilación VILLA, A. A. (2004). OBTENCIÓN DE ACEITES ESENCIALES Y EXTRACTOS ETANOLICOS DE PLANTAS DEL AMAZONAS . Destilación. (12 octubre, 2010): Obtenido de: https://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorio-quimico/procedimientos-basicos-delaboratorio/que-es-la-destilacion.html Aceites esenciales (23 marzo, 2006): Obtenido de: http://www.vidanaturalia.com/que-sonlos-aceites-esenciales/ Destile aceites esenciales con Destillatio (05 abril, 2004): Obtenido de: https://www.destillatio.eu/es/producir-aceites-esenciales/

27 ANEXOS

28