Factores |
Dominio Experimental |
Nivel (0) Nivel (1)
Nivel (2) |
|
X1: Relación sólido /extractante X2: Temperatura de extracción (C0) X3: Tiempo de extracción (min.) |
1/4 1/2 1 50 60 70 10 20 30 |
Matriz de experimentos |
Plan de
experimentación |
Respuesta |
|||||
Grupo |
X1 |
X2 |
X3 |
Relación sólida/extractante |
Temperatura de extracción (0C) |
Tiempo de extracción (minutos) |
Concentración de saponinas en
muestra (mg/g) |
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 S25 S26 S27 |
0 0 0 1 1 1 2 2 2 0 0 0 1 1 1 2 2 2 0 0 0 1 1 1 2 2 2 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 |
0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 |
1/4 1/4 1/4 1/2 1/2 1/2 1 1 1 1/4 1/4 1/4 1/2 1/2 1/2 1 1 1 1/4 1/4 1/4 1/2 1/2 1/2 1 1 1 |
50 50 50 50 50 50 50 50 50 60 60 60 60 60 60 60 60 60 70 70 70 70 70 70 70 70 70 |
10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 |
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y18 Y19 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 Y27 |
Estándar de
saponina |
|
Concentración (mg/L) |
Altura de espuma (cm) |
240 |
2,86 |
360 |
3,89 |
480 |
5,14 |
600 |
6,51 |
720 |
7,49 |
840 |
8,59 |
Figura 1. Altura de la
espuma según la concentración de saponinas de la muestra patrón.
Grupo
experimental |
%
de saponinas en extracto |
Presencia
de Hemólisis |
S1 |
43,5 |
+ |
S2 |
46,5 |
+ |
S2 |
49,8 |
+ |
S4 |
52,1 |
+ |
S5 |
55,8 |
+ |
S6 |
58,5 |
+ |
S7 |
53,7 |
+ |
S8 |
57,9 |
+ |
S9 |
59,3 |
+ |
S10 |
55,6 |
+ |
S11 |
58,9 |
+ |
S12 |
61,6 |
+ |
S13 |
62,4 |
+ |
S14 |
67,3 |
+ |
S15 |
70,9 |
+ |
S16 |
65,6 |
+ |
S17 |
70,3 |
+ |
S18 |
73,5 |
+ |
S19 |
57,2 |
+ |
S20 |
58,1 |
+ |
S21 |
59,7 |
+ |
S22 |
57,8 |
+ |
S23 |
59,5 |
+ |
S24 |
61,2 |
+ |
S25 |
58.5 |
+ |
S26 |
62,6 |
+ |
S27 |
64,8 |
+ |
Corriente |
Modelo |
Unidades |
Materia prima Cucumis
dipsaceus |
Mp =5,20Psec. |
kg/h |
Disolvente
(etanol) |
Dis =36,40 Psec. |
kg/h |
Solución
etanólica de saponina |
Sol. = 41,60 Psec |
kg/h |
Solución
etanólica de saponina filtrada |
Solf. =30,76 Psec. |
kg/h |
Residuo sólido de
Cucumis dipsaceus |
Rsol = 10,84
Psec. |
kg/h |
Disolvente
(etanol) recuperado |
Disr. = 27,60 Psec. |
kg/h |
Grasa
extraída |
Gras. = 1,20 Psec. |
kg/h |
Extracto
de saponina |
Ext. = 1,96 Psec. |
kg/h |
Producto
(Extracto seco de saponina) |
Psec. |
kg/h |
Figura 2. Molino tipo uñas para pulpeado del fruto Cucumis dipsaceus
El estudio y determinación de los parámetros de diseño también se realizaron para el equipo de la columna de destilación y sus componentes, como se detalla en la tabla 6, estos parámetros se determinaron a través de pruebas experimentales a nivel piloto y escalado respectivo.
Equipo |
Modelo |
Unidades |
Superficie de transferencia del
condensador |
A = 1,5
E-5 Qc |
m2 |
Flujo de agua
de enfriamiento |
mA =
0,014 Qc |
kg/h |
Superficie de
transferencia del reboyler |
S = 1,5
E-6 Qr |
m2 |
Flujo de agua
de vapor saturado de la caldera |
W = 4,4
E-4 Qr |
kg/h |
Diámetro de la
columna de destilación tipo empacada |
dc = 0,0130 F 0,5 |
m |
Altura de la
columna de destilación tipo empacada |
Hc = 0,1560 F 0,5 |
m |
Figura
3. Balance de materia y energía en la columna de destilación tipo platos
Especificación |
Modelo |
Unidades |
Cuerpo del secador por atomización |
Diámetro del secador
0,2677732 m DS = (0,0384 Psec.) 0,333 |
m |
Altura del
cilindro HCS = (0,1283 Psec.) 0,333 |
m |
|
Altura del
Secador: HS = (0,6912Psec.) 0,333 |
m |
|
Bomba de dosificación
de alimentación |
Potencia mecánica PB = 0,92Psec. ⁄ (1- Hi) |
W |
Ventilador centrífugo |
Potencia PV = 0,1065 mps (kw) |
(kW) |
Ciclón |
Diámetro del
ciclón DC = 0,1037 Psec.0,333 Altura dela parte cilíndrica H = 0,4148 Psec..0,333 Altura de la parte cónica h = 0,1556 Psec.0,333 Boca de descarga del underflow B = 0,04 mps0,333 Boca de descarga del overflow De = 0,052 mps0,333 Altura de la boca de entrada al ciclón a = 0,052 mps0,333 Anchura de la boca de entrada al ciclón b = 0,0187 mps0,333 |
m |
Especificación |
Modelo |
Unidades |
Flujo
másico de glp |
mglp
= 0,2595Psec. + 0,0018 |
kg/h |
Flujo de
calor requerido |
Qsec. =
11856Psec. |
kJ/h |
Eficiencia
térmica |
96,40 |
% |
Figura 4. Programa computarizado para calcular parámetros
de diseño y térmicos del secador de atomización.