Gui de practica de aceites de sacha inchi

INGENIERÍA DE ALIMENTOS II

FAIIA

ING. EDGAR RAFAEL ACOSTA LÓPEZ

GUÍA DE PRÁCTICA: ESTUDIO COMPARATIVO CON LA DEPENDENCIA DE LA TEMPERATURA DEL

COEFICIENTE DE DIFUSIÓN DEL ACEITE DE CANOLA Y GIRASOL DURANTE LA EXTRACCIÓN CON HEXANO

“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU”

FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

CATEDRÀTICO:

ING. EDGAR RAFAEL ACOSTA LOPEZ

CÀTEDRA:


ALUMNAS:

ARROYO VILCAHUAMAN VERONICA

BALBIN CHUQUILLANQUI YULISA

CASTRO SANCHES JULY KAREINK

MUNIVE MUÑICO RUT

SEMESTRE:

VII


FAIIA


DEPENDENCIA DE LA TEMPERATURA y EL TIEMPO EN LA DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE DIFUSIÓN EN LA SEMILLLA DE SACHA INCHI DURANTE LA EXTRACCIÓN DEE ACEITE CON SOLVENTE

I. OBJETIVOS 1. Aplicación del proceso de lixiviación (solido-liquido) en la extracción de

aceites, por maceración 2. Determinación del coeficiente de difusión mediante el modelo de crank en

la extracción de semillas de sacha inchi,

II. FUNDAMENTO TEORICO

LIXIVIACION

Fernaroli’s(1975)La lixiviación produce el desplazamiento de sustancias solubles o de alta dispersión. Es un proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de los componentes originales del sólido.

Variables de extracción. La velocidad y eficiencia de la extracción es afectada por diversos factores, principalmente por aquellos que tienen relación directa con la solubilidad de los componentes que se desean extraer. Los factores son los siguientes: temperatura, concentración del solvente, tamaño de las partículas, porosidad y agitación. Las propiedades que cada variable añade al proceso de extracción son diversas, es por esto que el estudio de dichas


FAIIA


variables es importante para determinar un proceso óptimo de extracción.

TEMPERATURA: Al aumentar la temperatura se aumenta la velocidad porque la solubilidad es mayor; la temperatura máxima para cada sistema está limitada por el punto de ebullición del solvente, el punto de degradación del producto, la solubilidad de impurezas y por economía.

CONCENTRACION: La concentración del solvente es importante para soluciones acuosas, debido a la saturación y a la existencia de reacciones químicas, sin embargo es de poca importancia cuando la extracción es controlada por difusión.

TAMAÑO DE PARTICULA: La reducción de partículas tiene gran importancia, porque aumenta el área de contacto y disminuye el tiempo necesario para la extracción, sobre todo para sólidos de baja porosidad; por otra parte la porosidad permite que el líquido penetre a través de los canales formados por los poros dentro del sólido, aumentando así el área activa para la extracción.

AGITACION: la agitación otorga una mayor eficiencia en la extracción debido a que disminuye la resistencia a la difusión, eliminando la película de fluido que cubre la superficie del sólido en reposo (Universidad Nacional de Colombia, 2000).


FAIIA


Extracción Sólido-Liquido

Es la separación de uno o más componentes contenidos en una fase sólida, mediante la utilización de uno o más componentes contenidos en una fase sólida, mediante la utilización de una fase líquida o disolvente.

Entre más grande sea la superficie de contacto entre la parte sólida y el líquido que le atraviesa aumenta la eficiencia de la extracción y para que se dé esto es necesario que la parte sólida se le someta a un pretratamiento que normalmente es el secado y la molienda de la muestra.

Los componentes de este sistema son los siguientes:

1. Soluto.- Son los componentes que se transfieren desde el sólido hasta en líquido extractor.

2. Sólido Inerte.- Parte del sistema que es insoluble en el solvente.

3. Solvente.- Es la parte líquida que entra en contacto con la parte sólida con el fin de retirar todo compuestos soluble en ella.


FAIIA


EXTRACCIÓN POR SOLVENTESegún Morris JC, Wakeham H. (1948) la extracción sólido-líquido de alimentos es una operación de transferencia de masa multicomponente, que involucra la transferencia de especies (extracto) desde el sólido hacia el solvente.

TIPOS DE EXTRACCIÓN CON DISOLVENTES

Extracción Discontinua: La extracción discontinua de aceites con disolventes, consiste en agregar el solvente a la mezcla, separación de aceite/disolvente, separación de disolvente/torta y por último el reciclaje del disolvente. Este proceso tiene varias ventajas como.

Se utiliza en plantas a pequeña escala Pueden procesarse pequeñas cantidades (25 kg) Baja tasa de desechos

Extracción Continúa: En los extractores continuos las hojuelas laminadas pasan constantemente por el receptáculo a contra corriente con el medio de extracción disolvente puro y miscela rebajada (la miscela es la mezcla de disolvente y aceite extraído).

Sacha inchi

El Sacha Inchi (Plukenetia Volúbilis Linneo) es una semilla que se obtiene a través del cultivo en tierras orgánicas que se ubican en la Selva Oriental y Central del Perú en alturas bajas y medias e implica naturalmente todas las labores agrícolas correspondientes, requiriéndose de áreas cuya extensión está en relación a la producción que se desea lograr. La variedad de tierra da 1000 Kg en el 1er año, se incrementa paulatinamente hasta el 3er año en que alcanza su máxima productividad, la primera cosecha es a los 10 meses, se requiere de un promedio de 6Kg de semilla para producir 1 Kg. de aceite.

Actualmente existe poca oferta de semilla en relación a la demanda, la producción de aceite por ser un producto nuevo aun no alcanza volúmenes importantes, todo lo cual configura un precio de mercado que irá tomando su valor conforme se incremente la demanda y se extiendan los cultivos.


FAIIA


MODELO MATEMÁTICOS:

Se propuso un modelo difusivo modificado dado por CRANK(1957), considerando estado no estacionario y partículas de geometría esférica, suspendidas en un medio de concentración constante sin restricción de volumen (Pérez 2002).

logqθq f

=c1−4.286∗D(2 L)2 ∗θ

Ecuación de Regresion : CRANK(1957)

Siendo:𝜃: el tiempo de difusión en segundosqθ : Masa de aceite que se obtiene en el tiempo 𝜃q f : masa final de aceite 2 L: Espesor de la muestra sujeta a extracción m

D: Coeficiente de difusión m2

s

FACTORES MÁS IMPORTANTES QUE INFLUYEN SOBRE LA VELOCIDAD DE EXTRACCIÓN (Coats HB, Karnosfky G. 1950).

a) Tamaño de las partículas sólidas. Evidentemente cuanto más pequeñas sean, mayor es la superficie interfacial y más corta la longitud de los poros. Por tanto mayor es la velocidad de transferencia. Sin embargo, tamaños excesivamente pequeños pueden hacer que las partículas se apelmacen dificultando la extracción.

b) Tipo de disolvente. El disolvente debe ser lo más selectivo posible y se recomienda de baja viscosidad.

c) Temperatura. Un aumento de la temperatura favorece la solubilidad y aumentan los coeficientes de transferencia de materia. El límite superior se fija atendiendo a criterios de calidad del producto, criterios económicos y de seguridad con respecto al disolvente.

d) Agitación del disolvente-soluto. Favorece la transferencia por aumento de coeficientes de transferencia de materia en la interfase S/L. Además se evita la sedimentación y apelmazamiento de las partículas sólidas


FAIIA


Tabla 8. Características de solventes para extracción de aceites y grasas

SOLVENTE RANGOS DE EBULLICIONPentano

Hexano

Heptano

Octano

30 – 35 °C

63.3 - 69.5 °C

87.8 – 97.7 °C

100 - 140 °C

III. MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES

Semillas de canola Semillas de girasol Hexano Agua destilada Papel filtro Probetas de 100 mL Embudo Balón

EQUIPOS

Agitador magnético. Evaporador rotatorio

MÉTODOS

Las semillas serán secada y luego molidas a una granulometría promedio. Se pesará exactamente 5 g de semillas molidas Maceración: La muestra se colocó en un Erlenmeyer de 250 mL, en la relación

de 1:10 (5 g. de semilla y 50 ml de hexano) Colocar la muestra a una temperatura constante de 40°C y 60°C con una

agitación de aproximadamente 1500 rpm en todos los ensayos Transcurrido el tiempo preestablecido, retirar el Erlenmeyer, y filtrar el

contenido en un vaso de precipitación. Lleva al la miscela obtenida al rotavapor para separar el aceite del solvente Realizar 8 repeticiones en la misma relación, pero en tiempos distintos hasta

completar 4 horas en intervalos de 30 minutos.


FAIIA


Anotar los pesos de aceite extraído en los diferentes en cada repetición

IV.CÁLCULOS 1. Se pesa cada media hora hasta completar las 4 horas programadas a

temperatura: 40°C y 60°C

Cuadro n°1

DATOS EXPERIMENTALEST=40℃ Sacha Inchi

TIEMPO(Horas) TIEMPO (min) PESO(g)0.5 301.0 601.5 902.0 1202.5 1503.0 1803.5 2104.0 240

Cuadro n°2

DATOS EXPERIMENTALEST=60℃ Sacha Inchi

TIEMPO(Horas) TIEMPO (min) PESO(g)0.5 301.0 601.5 902.0 1202.5 1503.0 1803.5 2104.0 240

4.2 Calcular la Difusividad mediante la Ecuación de Crank:

logqθq f

=c1−4.286∗D(2 L)2 ∗θ

Ecuación de Regresion : CRANK(1957)


FAIIA


Siendo:𝜃: el tiempo de difusión en segundosqθ : Masa de aceite que se obtiene en el tiempo 𝜃q f : masa final de aceite 2 L: Espesor de la muestra sujeta a extracción m

D: Coeficiente de difusión m2

s

4.3 Calcular la Energía de Activación a partir de la Ecuación de Arrhenius:

D=D 0×eEaRT

V. RESULTADOS

Se determina el coeficiente de difusividad mediante la ecuación de Fick modificada o Ecuación de Crank

TEMPERATURA (°C) COEFICIENTE DE

DIFUSIVIDAD (m2

s)

4060

Determinar la Energía de Activación con los datos obtenidos a las distintas temperaturas.

TEMPERATURA (°C) Energía de activación (kJmol K

)

4060

VI.CONCLUSIONES VII. CUESTIONARIO

1. Quién es más volátil, el aceite de girasol o el hexano. 2. ¿Cuál es la temperatura de ebullición del hexano?


FAIIA


VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AOCS Press. AOAC. 1990. Official Methods of Analysis of the Association of Official

Analytical Chemists, 15a ed. Arlington, Virginia: Association of Official Analytical Chemists Inc.

2. Boucher DF, Brier JC, Osburn JO. 1942. Extraction of Oil from Porous Solid. Transactions of the American Institute of Chemical Engineers, 38: 967-993.

3. Coats HB, Karnosfky G. 1950. Solvent Extraction II. The Soaking Theory of Extraction. Journal of the American Oil Chemists' Society, 27(3): 51-53.

4. Coats HB, Wingard MR. 1950. Solvent Extration III, The Effect of Particle Size on Extraction Rate. Journal of the American Oil Chemists' Society, 27(3):93-96. Fan HP,

5. Morris JC, Wakeham H. 1948. Diffusion Phenomena in Solvent Extraction of Peanut Oil: Effect of Celular Structure, Industrial and Engineering Chemistry, 40:195-199. 96

6. IUPAC. 1992. Standard Methods for the Analysis of Oils, Fats and Derivatives, 7a edn. Oxford: International Union of Pure and Applied Chemistry, Blackwell Scientific. Karnofsky G. 1949. The Theory of Solvent Extraction. Journal of the American Oil Chemists' Society, 26: 564-569.

7. http://fciencias.ugr.es/practicasdocentes/wpcontent/uploads/guiones/ ExtraccionSolidoLiquido.pdf

8. http://www.imiq.org/wp-content/uploads/2012/02/16103.pdf

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lpro/lopez_a_e/capitulo1.pdf

http://procesosbio.wikispaces.com/Extracci%C3%B3n+s%C3%B3lido-l%C3%ADquido

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lpro/lopez_a_e/capitulo1.pdf

http://www.imiq.org/wp-content/uploads/2012/02/16103.pdf

http://fciencias.ugr.es/practicasdocentes/wpcontent/uploads/guiones/ExtraccionSolidoLiquido.pdf

http://fciencias.ugr.es/practicasdocentes/wpcontent/uploads/guiones/ExtraccionSolidoLiquido.pdf

Documents

Gui de practica de aceites de sacha inchi