Evaluación de los números adimensionales aplicando el teorema de pi-buckingham para el dimensionamiento de una planta de extracción de aceites esenciales

Abstract

Esta investigación se desarrolló con el objetivo de evaluar los números adimensionales aplicando el teorema de pi- Buckingham para el dimensionamiento de una planta de extracción de aceites esenciales. Para tal fin, se utilizó dos plantas pilotos (PP1 y PP2) de capacidades de obtención de 22-28 ml de aceite y 74 – 86 ml de aceite respectivamente, ubicado en el Laboratorio del Departamento Académico de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de San Agustín. La metodología de trabajo de la presente investigación se realizó en cuatro etapas; en la primera etapa se realizó la selección de las variables del proceso de extracción, con datos bibliográficos referenciados. En la segunda etapa se determinó los números adimensionales en la PP1, son: πg=1.166, π1=0.2571, π2=0.08143 y π3=0.0005714. En la tercera etapa, se realizó la verificación de los números adimensionales en la PP2 con los valores conseguidos en PP1, obteniéndose, el rendimiento en PP1 igual a 2g aceite en 100 g cáscara de naranja y en PP2 igual a 1.96 g aceite en 100 g de cáscara de naranja. Contrastando el rendimiento de extracción en PP1 y PP2 son muy próximos con una ligera diferencia, lo que evidencia que se reproducen los resultados en ambos sistemas. Por lo tanto, las expresiones de números dimensionales determinados pueden ser utilizados para realizar el escalamiento. En la cuarta etapa, se realizó el escalamiento y dimensionamiento de una planta de extracción de aceites esenciales con capacidad de procesar 10 kg de cáscara de naranja. Las dimensiones geométricas del extractor son; altura igual a 51.17 cm, diámetro igual a 44.41cm y un volumen de lecho del extractor igual a 0.105m3. Las condiciones de operación son: factor de empaquetamiento igual a 95.2 kg/m3, tiempo de extracción igual a 35 min, flujo másico de vapor igual a 66.7 kg/h, flujo del condensado igual a 15,84ml/s, volumen de aceite esencial a obtener es 233.4 ml y el rendimiento a obtener es 1.97 g aceite en 100 g de cáscara de naranja.