Los gradientes de temperatura dentro de un extractor con un lecho empacado afectan la extracción de semillas oleaginosas con CO2 supercrítico
| dc.contributor.advisor | Valle Lladser, José Manuel del | |
| dc.contributor.author | Lorca Cáceres, Christopher Andrés | |
| dc.contributor.other | Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería | |
| dc.date.accessioned | 2018-05-31T14:36:15Z | |
| dc.date.available | 2018-05-31T14:36:15Z | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.description | Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2018 | |
| dc.description.abstract | Típicamente, la extracción de dióxido de carbono (CO2) SuperCrítico (SC) de semillas oleaginosas asume un tamaño y forma de partícula única, temperatura y presión constantes, y un patrón de flujo tipo tapón de CO2 en el lecho empacado. Estos supuestos de condiciones ideales pueden no aplicarse industrialmente, a diferencia de lo que ocurre a escala de laboratorio. Particularmente, los gradientes de temperatura pueden desarrollarse dentro de un lecho empacado debido a las diferencias de temperatura entre la pared del extractor y el CO2 alimentado durante la carga y descarga del extractor. Incluso los pequeños cambios de temperatura pueden modificar las propiedades físicas del CO2, afectando así a la velocidad de extracción de las semillas oleaginosas. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de los perfiles de temperatura sobre las propiedades locales del sustrato y CO2-SC dentro de un extractor, y la velocidad de extracción y rendimiento del aceite de semillas pelletizadas. Las semillas de arándano (Vaccinium oxycoccus) fueron tratadas en un molino de pellets plano tipo D y cortadas manualmente para generar pellets cilíndricos de 4 mm de diámetro y 4 mm de altura. Además, esferas de vidrio esféricas de 3 mm de diámetro se utilizaron como sistema modelo. Los experimentos se llevaron a cabo en un extractor de 1-L enchaquetado (diámetro interno = 7,6 cm): los experimentos de calentamiento tuvieron la pared del extractor y el lecho de relleno (inicialmente) a 60 °C y la alimentación de CO2 a 40 °C, mientras que los experimentos de enfriamiento tenían la pared del extractor y el lecho empacado (inicialmente) a 40 °C y la alimentación de CO2 a 60 °C. Las semillas oleaginosas pelletizadas o las esferas de vidrio se utilizaron como, y la temperatura del lecho fue monitoreada en cinco posiciones. Curvas de extracción acumulativa de rendimiento de aceite versus consumo específico de solvente se calcularon cuando se utilizaron pellets de semillas oleaginosas, y adicionalmente, experimentos isotérmicos de control (40 o 60 °C) se llevaron a cabo en este caso. Todos los experimentos fueron realizados a 48 MPa hasta por 4 horas alimentando 40 g/min de CO2-SC. En experimentos de calentamiento, las temperaturas dentro del lecho empacado tenían un rango desde aprox. 46 °C cerca de la entrada de CO2 hasta aprox. 57-59 ºC en todas las demás posiciones con un máximo cercano a la pared del extractor y un mínimo próximo al eje, ambos alejados de la entrada. En experimentos de enfriamiento, por otra parte, las temperaturas dentro del lecho empacado oscilaron entre aprox. 48 °C cerca de los la entrada de CO2 a aprox. 41-44 °C en todas las demás posiciones (un mínimo en la pared del recipiente y un máximo en la entrada de CO2, ambos alejados de la entrada). Estos resultados se aplicaron para los dos materiales, con una mayor fluctuación de temperatura y obtención más lenta de condiciones de estado estacionario utilizando pellets de semillas oleaginosas que esferas de vidrio, que pueden deberse a la mejora de la homogeneidad de empaque y las propiedades térmicas de las esferas de vidrio. La temperatura del sistema se vio más afectada por la pared del extractor que la alimentación de CO2 porque el acero y esferas de vidrio o semillas oleaginosas pelletizadas actúan como reservorio de calor. Calor que es conducido rápidamente a través del extractor y el material sólido que contiene. La velocidad de extracción y el rendimiento aumenta aprox. un 20% a medida que la temperatura aumenta de 40 a 60 °C posiblemente debido al aumento de la solubilidad del aceite en CO2-SC a una presión superior al cruce de solubilidades (aprox. 31 MPa). Las curvas de extracción acumulativas para los experimentos de calentamiento y enfriamiento fueron entre las curvas de experimentos isotérmicos. La velocidad de extracción fue determinada completamente por la temperatura de la pared inicialmente, y la curva de extracción acumulativa se desvió ligeramente afectada por la temperatura de alimentación de CO2, con diferencias limitadas a un 8% respecto de la curva isotérmica a la misma temperatura de la pared. | |
| dc.format.extent | xiv, 65 hojas | |
| dc.identifier.doi | 10.7764/tesisUC/ING/21890 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/21890 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uc.cl/handle/11534/21890 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.nota.acceso | Contenido completo | |
| dc.rights | acceso abierto | |
| dc.subject.ddc | 620 | |
| dc.subject.dewey | Ingeniería | es_ES |
| dc.subject.other | Dióxido de carbono líquido. | es_ES |
| dc.subject.other | Semillas oleaginosas - Efecto de la temperatura. | es_ES |
| dc.subject.other | Medios de termotransferencia. | es_ES |
| dc.title | Los gradientes de temperatura dentro de un extractor con un lecho empacado afectan la extracción de semillas oleaginosas con CO2 supercrítico | es_ES |
| dc.type | tesis de maestría | |
| sipa.codpersvinculados | 57259 |