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Diseño y construcción de una planta piloto multipropósito de CO2 ...

Diseño y construcción de una planta piloto multipropósito de CO2 ...

Cuadernos de la Facultad n. 5, 2010La Figura 3 muestra el ciclo de circulación del solvente en undiagrama T-S esquemático. El CO 2 líquido es cargado desde un cilindroexterior a un cilindro buffer en el circuito donde se lo enfría hasta elpunto A, desde ahí la bomba lo comprime isoentrópicamente hasta los50 MPa (punto B), y se lo calienta hasta la temperatura de extracción(punto C). Luego el cambio del punto de extracción (punto C) al puntofinal de separación (punto F) requiere que se disminuya la presión pormedio de una válvula reguladora y se caliente para asegurarnos que elsolvente esté en el estado gaseoso y se produzca la precipitación delsoluto. El ciclo vuelve a comenzar al enfriar el CO 2 gaseoso (punto F)hasta la fase líquida (puntos F-E-D). Luego el CO 2 líquido y libre deextracto es retomado por la bomba.Figura 3: Diagrama T-S – Ciclo de extracción supercríticaEl proceso a escala piloto se realiza por batch, mientras que aescala industrial o semi-industrial se puede trabajar en procesossemicontinuos con extractores en paralelo. Esto es debido,principalmente, a que existen algunas limitaciones tecnológicas quehacen que la despresurización del extractor, al terminar la extracción,deba hacerse lentamente. Para solucionar esto, se utiliza más de unextractor de manera tal que mientras uno trabaja el otro se vadescargando [4, 5].3.2. Planta piloto de CO 2 supercrítico49

Tita, Cornejo, Ambrogi: Diseño y Construcción de Una Planta…La planta piloto, diseñada y construida en la UniversidadCatólica de Salta, se compone de tres recipientes a presión: unextractor, un separador y un buffer, todos ellos realizados en tubos sincostura de acero SAE 4340. La capacidad de cada recipiente es de 4L; 0,7 L y 10 L respectivamente. Los tubos de acero fueronconfeccionados especialmente para este proyecto por la firma AcerosZapla S.A. La bomba que presuriza el sistema es del tipo neumática apistón pudiendo llegar a los 70 Mpa y mantener un caudal de 60 L/hr.Hay dos circuitos diferentes según la presión de trabajo decada uno: el primero es para una presión de 50 MPa que va desde lasalida de la bomba hasta la entrada de la válvula reguladora y, elsegundo, va desde la salida de la válvula reguladora hasta la entradade la bomba con una presión de trabajo de 6 MPa.3.3. Puesta a puntoLas primeras pruebas de nuestra planta piloto fueron realizadascon pimentón cultivado y molido en los valles calchaquíes de laprovincia de Salta, del cual se extrajo una mezcla de resina y aceiteesencial llamado oleorresina. Básicamente, esta oleorresina se extraedel tejido exterior del fruto o pericarpio por el contacto con el dióxido decarbono en estado supercrítico, usado a modo de solvente, seguido deuna descompresión rápida a su estado gaseoso liberando el solventedel extracto por precipitación. El pimentón inicialmente fue secado alaire libre, en canchas de secado, luego molido con un molino de bolasen su lugar de origen. Al ser recibido en la planta, se realizó un análisisde composición del tamaño de partícula por tamizado y un análisis delcontenido de humedad.En la puesta a punto se realizaron dos ensayos, con presiones deextracción de 30 y 50 MPa cada uno, mientras que las temperaturas delCO 2 se mantuvieron constantes tanto en la etapa de la extracción (80C) como en la de separación (40 C). Durante toda la extracción seutilizó un caudal constante de CO 2 .4. Resultados y discusiónDurante la extracción se pueden distinguir dos o tres subetapas,según los distintos autores [4,6]. En la primera, llamada de lavado, elfenómeno de solvatación juega un papel muy importante, haciendo quela extracción sea veloz traduciéndose en una curva de extracción quecrece casi linealmente en el tiempo. Esto es debido a que los aceites de50

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