FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL
Objetivo! -
Obte Obtenc nció ión n de aceit ac eite e esenc esencia iall de la muña muña media mediant nte e dest destila ilaci ción ón de 5 1 0 2 arrastre de vapor. I N Evaluar el rendimiento U de la extracción del aceite esencial de la muña, comparar el precio del mercado y de producción ver si es económicamente rentable.
F"#$%&e#to te'(i)o! La dest destila ilaci ción ón por por arra arrast stre re con con vapo vaporr es una una técn técnic ica a usada usada para para sepa separar rar sustancias orgánicas insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas, u otros compuestos orgánicos no arrastrables. La destilación por arrastre con vapor se emplea con recuencia para separar aceites esenciales de te!idos vegetales. Los aceites esenciales son mezclas comple comple!as !as de "idroca "idrocarbur rburos, os, terpeno terpenos, s, alco"o alco"oles les,, compues compuestos tos carbon carbon#lic #licos, os, alde"#dos aromáticos y enoles y se encuentran en "o!as, cáscaras o semillas de algunas plantas. En el vegetal, los aceites esenciales están almacenados en glándulas, conductos, sacos, o simplemente reservorios dentro del vegetal, por lo que es conveniente desmenuzar el material para exponer esos reservorios a la acción del vapor de agua. Los aceites esenciales son productos naturales aplicados en dierentes industrias$ -
%ndustria cosmética y armacéutica$ perumes, principios activos, etc. %ndustria de alimentos y derivadas$ potenciadores del sabor para todo tipo de bebidas, "elados, galletitas, golosinas, productos lácteos, etc. %ndus ndusttria ria de prod produc ucto tos s de lim limpiez pieza$ a$ raga raganc ncia ias s para para !abo !abone nes, s, detergentes, desinectantes, productos de uso "ospitalario, etc. %ndustria de plaguicidas$ agentes pulverizantes, atrayentes y repelentes de insectos, etc
Los Los aceites aceites esenciale esenciales s son voláti volátiles les,, lo que signi&c signi&ca a que pasan pasan del estado estado l#qu l#quid ido o al esta estado do gase gaseos oso o muy muy áci ácilm lmen ente te,, a temp temper erat atur ura a ambi ambien ente te o temperaturas altas. 'o son aceitosos sino más bien l#quidos como el agua. La rotur rotura a de las glándu glándula las s que que conti contien enen en acei aceite te esen esenci cial, al, o simpl simplem emen ente te la exposición al calor, ayuda a liberar estos olores naturales y volátiles. Esta es una de las razones por la que experimentamos más ragancias durante el verano. Es obvio que "ay un menor n(mero de plantas que )orecen en el invierno, pero también como el clima es muc"o más r#o y el aire es más denso, las moléculas se mueven a un ritmo más lento y los aceites esenciales son menos propensos a evaporarse. Esto "ace que sea más di#cil para nosotros para sentir su olor.
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5 1 0 2 I N U
Composición Química
+omponentes en el aceite esencial de muña proveniente de mazonas -er($
C"%$(o 1* +ompuestos presentes en el aceite esencial de muña
Propiedades Físico-químicas
El aceite esencial de naran!a dulce tiene las siguientes propiedades #sico qu#micas$
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5 1 0 2 I N U
C"%$(o 2* +aracter#sticas organolépticas y propiedades &sicoqu#micas del aceite esencial de muña.
EX+ORTACIONE, DEL +RODUCTO MUA ,EGUN ,U, +RINCI+ALE, MERCADO, EN EL 201.
01E'2E$ 31'2
E/OLUCION DE LA, EX+ORTACIONE, DEL +RODUCTO MUA ,EGUN ,U, +RINCI+ALE, MERCADO, 2010 - 201.
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E/OLUCION DE LA, EX+ORTACIONE, DEL +RODUCTO MUA ,EGUN ,U, +RINCI+ALE, MERCADO, 2010 2015
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Composición Química
+omponentes en el aceite esencial de muña proveniente de mazonas -er($
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C"%$(o 1* +ompuestos presentes en el aceite esencial de muña Propiedades Físico-químicas
El aceite esencial de naran!a dulce tiene las siguientes propiedades #sico qu#micas$
C"%$(o 2* +aracter#sticas organolépticas y propiedades &sicoqu#micas del aceite esencial de muña.
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CLCULO, Y RE,ULTADO,! 8atos obtenidos experimentalmente, se obtuvo los vol(menes de la emulsión de aceite con agua, esta emulsión después de un tiempo se separó en dos ases y se "alló el verdadero volumen de aceite, para traba!ar con los verdaderos datos, se "alla esta reacción y convirtieron los datos de volumen de emulsión en vol(menes de aceite.
Tie& o &i#
/ 3&4 %6"%
/ 3&4 %)"&"4 %$o A6"%
/ 3&4 %)eite
/ 3&4 %)"&"4 %$o %)eite &4
/3&4 %)eite 7 &i#
0 7 8 9 12 15 1:
9 5/ *99 *9< *9< *9; ***
9 5/ *5/ /6* 479 57; 6;:
9.9999 9./:6; *.95;7 *.5/:7 *.<95: /./:6; /.4:*9
9.9 *.6 6.6 ;.6 *9.9 */.9 */.6
9.9999 9./:6; 9.;7*< 9.4:*9 9.5;7/ 9.4:*9 9.9<6/ ;
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*9; 7:6 *9< ;<5 5 *** <96 1 0 2 I **4 N *9*: U **4 **4* *96 */47 **9 *457 **9 *567 **9 *677 **9 *7;7
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El experimento no se concluyó por alta de tiempo, por tal motivo vamos a considerar que el tiempo de 5: min es el tiempo en el que la grá&ca se "ace constate, por lo cual este ser#a igual al tiempo de operación.
/o4"&e# $e %)eite3&4 / Tie&o 3&i# ;.9999 7.9999 6.9999
/o4"&e# $e %)eite 3&4
5.9999 4.9999 /.9999 *.9999 9.9999 9 *9 /9 49 59 69 79
Tie&o 3&i#
:
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G(%=)% N<1* /o4"&e# $e %)eite v tie&o
8e la grá&ca variación de volumen de aceite vs tiempo, podemos notar que existen dos picos bien pronunciados, lo cual no tendr#a que pasar, ya solo tendr#a que tener un solo pica, el cual se dar#a en un tiempo económica más deseable. -or los problemas que se dio por la emulsión, vamos a considerar el punto más deseable económicamente, al que se da en un tiempo de 7 min. =ue es el máximo volumen de aceite extra#do.
/%(i%)io# $e vo4"&e# $e %)eite3&4 / Tie&o 3&i# *.9999 9.:999 9.7999
/%(i%)io# $e4 vo4"&e# $e %)eite 3&4
9.5999 9./999 9.9999 9 *9/949596979
Tie&o 3&i#
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G(%=)% N<2* /%(i%)i'# $e vo4"&e# $e %)eite v tie&o En la grá&ca volumen de agua >s tiempo se puede ver que a partir del tiempo de < min, se comienza a "acer constante el volumen de agua consumida,
/o4"&e# $e %6"%3&45 / Tie&2o 3&i#5 */9 *99 :9
/o4"&e# $e %6"% 3&45
79 59 /9 9 9
*9 / 9 49 5 9 69 7 9
Tie&2o 3&i#5
G(%=)% N<7* /o4"&e# $e %6"% v tie&o La gra&ca nos muestra el volumen acumulado de agua, esta gra&ca es impórtate en el aspecto de seguridad. ?a que nos muestra cuanto volumen de *9
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL agua se "a consumido en el generador de vapor, nunca se debe de!ar que el volumen del agua se evapore por completo, ya que puede ocasionar una 5 accidente @ se genera vac#o 1 0A. 2 I N U
vo4"&e# %)"&"4%$o $e %6"% 3&4 / Tie&o 3&i#
vo4"&e# %)"&"4%$o $e %6"% 3&4
*:99 *799 *599 */99 *999 :99 799 599 /99 9
9 *9 /9 49 59 69 79
Tie&o 3&i#
G(%=)% N<.* /o4"&e# %)"&"4%$o $e %6"% v tie&o
Otros datos del experimento
Tie&o $e 4% (i&e(% 6ot% M%% $e 4% &">%
5/ min. */ seg. /.5 Bg **
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL M%% $e4 %6"% Tie&o i#i)i%4 Tie&o 5 1 =#%4
*9 Bg <$/; am. **$99 am
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8e las grá&cas podemos "allar$ 2iempo óptimo de operación luego que cayó la primera gota 2iempo óptimo de operaciónC 5: minutos La primera gota cayó a los 5/D */ de la operación, por consiguiente$ 2iempo óptimo de operación C5:D F 5/D */ C<9D */
"ora calcularemos el gasto de agua @*9 BgA$ +onsumo de agua C 9.9* m 4
"ora, calcularemos el costo óptimo de vapor de esta operación$
Costo agua Rímac =3.50
Costoóptimo =3.50
•
Soles 3
m
Soles m
3
3
x 0.01 m =S / 0.035
0inalmente calculamos la potencia de la resistencia$
Hv = 2256.92 KJ / Kg y Gl C 5.*:7 HI J Bg. K+
>olumen de agua en la vaporizacion C9.99*7;999 m >olumen de agua para elevar "asta *99K+ C 9.9* m 8ensidad del agua C *999 HgJm 4 Masa de agua consumida en la vaporizacion C *.7; Hg Masa de agua para elevar "asta *99K+ C *9 Hg
Energ#a consumida$ */
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Energía consumida =¿ 5 1 0 //67.
2iempo total de operación$
Tiempo total de operación =1 hora, 30 minutos y 12 segundos.
Los transormamos todo a segundos$
Tiempototalde operación=5412 segundos .
"ora s# &nalmente calculamos la potencia consumida de la resistencia$
"otenciaconsumida =
7034.136 KJ 5412 s
=1.299 !
-ero se mantuvo encendido durante *.694 "oras Entonces consumio
EC *./<
+osto de energ#a eléctrica @edelnorA$ -recio de consumo unitario de energ#a por edelnor es 3J. 9.45;/J BN"
costo dela energiaelectrica =
0.3472 .soles
!h
x 1.952397 K!h =0.678 soles
+osto de la muña *4
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3e procesó /.599 Bg de muña El precio de la muña costo 3J. *7 el /.<99 Bg 5 1 0 2 I N U
Entonces su costo asciende a$
2.400 x 16 2.900
=¿
3J. *4./5
+osto de aceite esencial en el mercado 4 soles Jml ceite esencial obtenido 7 ml
ganacia =3 soles / mlx 6 m# =¿ 3J. *:
La utilidad total seria
utilidad =ganancia − costosde operacion= ¿
1tilidad C *: @9.7;:F9.946F*4./5A C 3J. 5.95;
+onclusiones$ *5
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El proceso de destilación por arrastre de vapor genera rentabilidad a groso modo, ayudando a proyectarse en un uturo cercano si se desea 5 "acer a gran escala abaratando los costos. 1 0 2 I N El uso de la muña como uente de obtención del aceite es recomendable U por su rentabilidad pudiendo extraerse mas aceites si se decantara completamente las muestras obtenidas en un inicio. 3e veri&ca que el pago por el uso de agua no es una variable determinante por el costo de la operación, donde se calcula que el de mayor costo se re&ere a la muña. El costo energético tampoco es alto, aunque si mayor que el costo del agua, donde se puede proyectar su a"orro considerando el empaquetamiento del equipo para disminuir el gasto energético. El traba!o de la destilación tomo aproximadamente *.6 "oras pudiéndose obtener rentabilidad, permitiéndose la proyección de realizarlo a mas tiempo con grandes vol(menes obteniéndose mayores ganacias.
Pecomendación$ •
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3e puede proyectar industrialmente la obtención del aceite de muña, debido a la abundancia en la serran#a peruana, asi como también a su ácil disposición, asi como también el ba!o costo de inversión. Es posible me!orar el rendimiento de la obtención del aceite al me!orar los sistemas de transerencia de calor y además evitando la uga del vapor pudiendo optimizar el proceso. Es posible lograr el segundo paso la cual consiste en separar los componentes del aceite lográndose mayor agregado.
Qibliogra&a$ •
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2PE?QL, P. E. Operaciones de 2ranserencia de Masa McRPNG%LL /K Edición México, México 8.+. *<:: +ap#tulo < pg. 4<94<*. "ttp$JJiqtma.uva.esJseparacionJarc"ivosJarrastrevapor.pd "ttp$JJes.slides"are.netJPPLOJextraccionporarrastreconvapor "ttp$JJsisbib.unmsm.edu.peJbvrevistasJcienciaJv*/Sn/JpdJa97v*/n/.pd
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