Labo Desti Arrastre de Vapor

7/26/2019 Labo Desti Arrastre de Vapor

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INDICE

1. OBJETIVOS.2

2. FUNDAMENTO TEORICO.2

3. EXPERIENCIA Y DATOS EXPERIMENTALES.4

4. CALCULOS Y RESULTADOS..5

5. DISCUSION DE RESULTADOS.11

6. CONCLUSIONES..11

7. BIBLIOGRAFIA.11

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1. OBJETIVOS

Experimentar un modo diferente de operacin de destilacin, esta vez destilacin por

arrastre de vapor, conocer sus fundamentos y su modo de operacin.

Analizar mediante datos experimentales, las variables o parmetros controlables,

especficos e influyentes en la operacin.

Analizar tambin como estas variables se relacionan con la optimizacin y eficiencia

de dicha operacin y cuantificarlas en el momento dicha optimizacin sea la mxima.

Realizar una simulacin en el softare de dise!o "#ysys$ para comparar los clculos

realizados.

2. FUNDAMENTO TEORICO

2.1 D!"#$%'( )*+ %++%!"+ , -%)*+ , %/%0

%tilizada para separar sustancias insolubles en a&ua y

li&eramente voltiles de otros productos no voltiles

mezclados con ellas.

El arrastre en corriente de vapor hace posible la purificacin

de muchas sustancias de punto de ebullicin elevado

mediante una destilacin a ba'a temperatura. Es muy (til

para sustancias )ue hierven por encima de *++- a la

presin atmosfrica y se descomponen en su punto deebullicin o por deba'o de este.

a inyeccin directa de vapor de a&ua recalentado reduce la

presin parcial de los componentes a destilar con lo )ue la

temperacin de vaporizacin puede ser inferior, esto es (til

cuando determinados componentes de la mezcla son

sensibles al calor.

a composicin de vapor se puede calcular suponiendo )ue se puedan aplicar las

leyes de los &ases. -omo el n(mero de moles de cada componente en el vapor es

proporcional a su presin parcial de vapor.

Na

Nb Pa

Pb

os vapores saturados de los l)uidos inmiscibles si&uen la ley de /alton sobre las

presiones parciales, )ue dice )ue0 cuando dos o ms &ases o vapores, )ue no

reaccionan entre s, se mezclan a temperatura constante, cada &as e'erce la misma

presin )ue si estuvieran solo y la suma de las presiones de cada uno, es i&ual a la

presin total del sistema.

Patm=Pa+Pb

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L*! %"! !(%$!0 son mezclas comple'as de hidrocarburos, terpenos,alcoholes, compuestos carbonilicos, aldehdos aromticos y fenoles se encuentran en

ho'as, cascaras o semillas de al&unas plantas.

En el ve&etal, los aceites esenciales estn almacenados en &lndulas, conductos,

sacos, o simplemente reservorios dentro del ve&etal, por lo )ue es convenientedesmenuzar el material para exponer esos reservorios a la accin de vapor de a&ua.

P+*)#,%,! ,$ %" !(%$ , &%!&%+% , (%+%(%0 los aceites esencialesprovenientes de frutos ctricos, contienes de 123 a 443 de componentes voltiles y

de * a *23 de componentes no voltiles. os primeros son una mezcla de

monoterpenos como el limoneno, ses)uiterpenos

y sus derivados ori&inados, incluyendo aldehdos

como el citral, cetona, acido, alcoholes como el

linalool, y esteres.

El principal componente de dicho aceite es ellimoneno, cuya estructura se observa. /icho

compuesto puede lle&ar a abarcar hasta un 413

de la composicin del aceite de naran'a.

P+*)#,%,! ,$ $#*((*

El limoneno se utiliza como un calmante )ue procura bienestar y propa&a el buen

humor y optimismo, mezclado con la canela desarrolla un perfume muy a&radable y

sensual. /iluido en a&ua destilada se emplea como desodorizante y si se colocaal&unas &otas sobre la almohada ayuda a dormir.

D#%+%% , %/!+%(,0 /ia&rama de presin de vapor (til para la destilacin porarrastre. 5e &rafic 6total 7 68#9: contra temperatura a tres presiones totales0 ;


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3. EXPERIENCIA Y DATOS EXPERIMENTALES

5e pesa = >ilos de cascara de naran'a madura, previamente lavada para retirarlas impurezas, son colocadas en un &enerador de vapor de acero inoxidable

)ue contiene *2 de a&ua.

5e sella hermticamente y se arma el sistema como se muestra en la fi&ura, se

sella las uniones con a&ua para )ue no escape el valor, principalmente la unin

al condensador.

5e abre la vlvula de a&ua de enfriamiento al condensador, flu'o de a&ua a

contracorriente al flu'o de vapor.

5e enciende el sitch )ue permite el paso de la corriente a la resistencia del&enerador de vapor.

5e caliente hasta ebullicin &enerndose de esta manera el vapor )ue se

re)uiere para la operacin de destilacin por arrastre de vapor.

5e llena el florentino hasta *++ml de a&ua destilada y es colocada en la parte

inferior del condensador"a la salida del condensado$.

5e toma el tiempo inicial de operacin desde la cada de la primera &ota de

condensado de ah a un intervalo de tiempo de =min se reco&e los datos de

volumen de a&ua y el volumen del aceite y al minuto *2 se toman losvol(menes cada 2 minutos.

El proceso termina al observar )ue no se produce cambios en los vol(menes

obtenidos.

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4. CALCULOS Y RESULTADOS

4.1. RESULTADOS DEL EXPERIMENTO

DATOS BIBLIOGRAFICOS

V AGUA (L) 15

m CASC(kg)

3

t 1gota(min)

45.00

DATOS DEL ACEITE

(g/mL) 0.85

Pv (sols/mL) 6.3

COSTOS OPE!ATIVOS

C (sols/k"#$) 33.5

Ca (sols/m%) 0.992

DATOS DEL AGUA a &'C

C (*/g#C) 4.186

+v (k*/kg) 2258.6 (g/mL) 0.997

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RESULTADOS

Tabla 1

Tabla 2

I. T#)* , "*"%$ , *)+%'(0 75#( 45#(&%8,% , $% )+#+% *"%9

II. C%$&/$* ,$ :$/* ;!#&* ,$ -%)*+ , %++%!"+0

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El vapor de arrastre en la destilacin viene a ser el flu'o de a&ua condensada medidas

en el vaso precipitado.

Tabla 3

III. M,#+ $ :$/* , %" !(%$ )+*,/,*

Tabla 4

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IV. E!"#%+ $ +(,##("* < +%:#&%+ $%! &/+-%! , %/% < %" "*"%$)+*,/,* -! "#)*.

G+%:#&% , %" "*"%$ )+*,/,* -! "#)*

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0Timo vs V a,it total

Timo(min)

V a,it (ml)

Grafica 1

Tabla 5

G+;:#&% ,$ %/% "*"%$ )+*,/,* -! "#)*

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0 10 20 30 40 50 60 70 80

0

500

1000

1500

2000

2500

Timo vs V ag-a total

Timo(min)

V ag-a total (ml)

Grafica 2

Tabla 6

F$/*! , %/% -! "#)*

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10/14

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

Timo vs .l-o 0 ag-a

Timo (min)

.l-o 0 ag-a (ml)

Grafica 3

Tabla 7

F$/*! , %" -! "#)*

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0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

.l-o a,it (mL/min) vs# t (min)

Timo (min)

.l-o a,it (mL/min)

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Grafica 4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Otimo E,onmi,o

I2C2U (sols) vs# t (min)

Ingresos Costos Operativos Utilidad

Timo (min)

3-vos Sols

P/("* =)"#*Grafica 5

V. E$ )+#()%$ &*)*((" ,$ %" -#( % !+ $ $#*((*

VI. T+%>%*! $ D#%+%% , %/!+%(, /!%(,* $ A!)( YSYS )%+%*"(+ $%! )+!#*(! , -%)*+.

D%"*! *"(#,*! , $% !#/$%'( ( YSYS.

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0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Diag4ama 0 5a-s64an0Pv (mm5g) vs# T (7C)

D!i"oneno #$ #v ag%a

Tm4at-4a (7C)

P4sin 0 vao4 (mm5g)

Grafica 6

5. DISCUSION DE RESULTADOS

En los primeros instantes lue&o de caer la primera &ota el flu'o de aceite aumento

considerablemente para despus disminuir favoreciendo al volumen de aceite obtenidopero fuera de los datos a esperar.

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/e las tablas de propiedades fsico y )umicas del limoneno, se observa )ue su

temperatura de ebullicin es de *;2-, pero al a&re&arle a&ua a las ho'as de naran'a,

estamos diluyndola por lo )ue se &enerara una mezcla )ue har )ue la temperatura

de ebullicin de dicha mezcla sea menor, como se puede ver del dia&rama de

hausbrand la temperatura de ebullicin del limoneno es de ?6.5@Cpor lo )ue no lle&a

a la temperatura de ebullicin del a&ua, por)ue lo ocurre la evaporacin del aceiteesencial.

6. CONCLUSIONES

/el dia&rama de #ausbrand se concluye )ue la temperatura de ebullicin del limoneno

"componente principal del aceite esencial$ es de 4s.&oo&le.com.peFboo>sG

idH)IJRtrKbL-Mp&H6A**;Mlp&H6A**;Md)H%tilizadaNparaNsepararNsustanciasNi

nsolublesNenNa&uaNyNli&eramenteNvol3-=3A*tilesNdeNotrosNproductosNnoNvol

3-=3A*tilesNmezcladosNconNellas.MsourceHblMotsHt&*?Ko%=oMsi&HJ?L4+*vc

2Om

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