manual de usuario y especificaciones esenciales
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MANUAL DE USUARIO Y ESPECIFICACIONES
TÉCNICAS DEL EQUIPO
“EXTRACTOR HORIZONTAL DE ACEITES
ESENCIALES”
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CONTENIDO
Resumen
Extractor vertical de aceites esenciales
Antecedentes
Breve descripción de figuras
Descripción detallada del equipo
El mejor método para operar el equipo extractor
Anexos
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RESUMEN
El presente equipo se relaciona con el campo técnico de la química debido a que aporta
un extractor horizontal de aceites esenciales y compuestos orgánicos similares, a partir
de diversas partes físicas de una amplia gama de especies vegetales, el equipo es útil
para su operación in situ, utilizando vapor de agua o algún solvente orgánico como
vehículo para el transporte del extracto y a la vez satisface la necesidad del optimizar el
tiempo de extracción y la calidad del producto. El extractor horizontal de aceites
esenciales está diseñado de tal forma que puede operar a presión atmosférica, así como a
presiones ligeramente por abajo o por encima de la presión atmosférica. A esta unidad se
le suministra fluido de arrastre de forma externa y requiere un mínimo de personal y
atención para su correcto funcionamiento.
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EXTRACTOR HORIZONTAL DE ACEITES ESENCIALES
El presente equipo se relaciona con el campo técnico de la química debido a que aporta
un extractor horizontal de aceites esenciales y compuestos orgánicos similares, a partir
de diversas partes físicas de una amplia gama de especies vegetales, el equipo es útil
para su operación in situ, utilizando vapor de agua o algún solvente orgánico como
vehículo para el transporte del extracto y a la vez satisface la necesidad del optimizar el
tiempo de extracción y la calidad del producto. El extractor horizontal de aceites
esenciales está diseñado de tal forma que puede operar a presión atmosférica, así como a
presiones ligeramente por abajo o por encima de la presión atmosférica. A esta unidad se
le suministra fluido de arrastre de forma externa y requiere un mínimo de personal y
atención para su correcto funcionamiento.
ANTECEDENTES
Los equipos extractores de aceites esenciales que utilizan vapor de agua o algún solvente
orgánico como vehículo de arrastre y en cualquier modalidad de interacción de éste con
el material vegetal, en su totalidad son de posición vertical, esto probablemente derive
de la costumbre de utilizar equipos de destilación como equipos extractores de aceites
esenciales.
El principio fundamental de los equipos destiladores es de separar dos o más líquidos
por medio de sus diferencias en sus puntos de ebullición; estos equipos han sido
empleados a nivel laboratorio para la extracción de aceite esencial, y a partir de tales
resultados se implanta la misma técnica a escalas mayores de extracción; sin embargo, la
naturaleza de la materia prima a la cual se le va a extraer el aceite esencial limita el
escalamiento de los equipos destiladores.
Está bien documentada la existencia de equipos extractores de sustancias volátiles como
el aceite esencial, a partir de material vegetal a nivel industrial, siendo uno de los
primeros en la historia el alambique, que es una evolución de la alquitara y se caracteriza
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por ser un vaso con una especie de cañón torcido en muchas vueltas que termina en un
tubo que se refrigera sumergiéndolo en agua fría para condensar el vapor que acarrea la
sustancia de interés y posteriormente, por diferencia de densidades se separan la
sustancia y el fluido de arrastre.
A nivel laboratorio uno de los equipos más utilizados es el Clevenger, considerado en
varios estándares internacionales, como adecuado para la extracción de aceite esencial
de plantas aromáticas. Está compuesto de un balón, donde se deposita la materia prima
molida y una cantidad conocida de agua pura. Este equipo es muy versátil debido a que
es utilizado para múltiples separaciones y no es especializado para la extracción de
aceites esenciales y no es un equipo diseñado para la óptima extracción de aceite
esencial.
El balón se calienta constantemente y el aceite esencial es arrastrado por el vapor de
agua formado. El balón tiene acoplado un condensador y una conexión en forma de “D”,
la cual permite acumular y separar el aceite esencial de la mezcla condensada. El agua
floral condensada regresa al balón por el rebose de la conexión.
Este equipo tiene como ventajas: su simplicidad y flexibilidad para trabajar con aceites
vegetales de diferente densidad y naturaleza y cuando el material vegetal se procesa
previamente molido, facilita el transporte o “arrastre”, sin embargo, esto no ocurre a
mayores escalas. Las desventajas radican en la incapacidad de usar los resultados
obtenidos para un escalado, porque el material vegetal no forma un lecho fijo. En este
sentido, también cabe mencionar que el tiempo de extracción es muy largo comparado
con el usado industrialmente, porque se busca agotar todo el aceite contenido en la
planta, y no es adecuado para establecer el tiempo óptimo de operación a escalas
industriales.
Existen otros equipos a esta escala, basados en una modificación del equipo Clevenger.
Donde el material vegetal forma un lecho fijo, y el vapor de agua es alimentado
continuamente desde el exterior. Estos equipos son simples y flexibles y poseen la
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ventaja adicional de trabajar en un modo muy similar al de los equipos mayores. Sus
limitaciones son: la limitada disponibilidad de materia prima molida; el flujo del vapor
condensado a contracorriente en la columna, que lleva consigo compuestos
hidrosolubles que generan una recirculación indeseable, ya que estos compuestos se
pueden degradar y afectar la calidad del producto obtenido; y por último la dependencia
del flujo de vapor generado con la potencia de la fuente de energía, lo que le resta
flexibilidad en el control de este parámetro.
Además del equipo Clevenger para la extracción de aceites esenciales, existen una
amplia variedad de patentes enfocadas a la extracción de aceites esenciales, las cuales
difieren con el equipo propuesto, las cuales son:
BREVE DESCRIPCIÓN DE FIGURAS
Los detalles técnicos del equipo extractor horizontal de aceites esenciales se muestran
claramente en la siguiente descripción y en los dibujos que se acompañan, así como una
ilustración de aquél y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes y
las figuras mostradas.
La figura 1 es una vista isométrica esquemática del extractor horizontal, en el
cual toman cuerpo los principios implícitos del presente equipo;
La figura 2 es una vista lateral derecha;
La figura 3 es un corte transversal de la vista lateral derecha, con vista de detalle;
La figura 4 es una vista lateral izquierda;
La figura 5 es una vista frontal;
La figura 6 es un corte transversal de la vista frontal, con vista de detalle;
La figura 7 es una vista posterior;
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La figura 8 es una vista superior;
La figura 9 es una vista inferior;
La figura 10 es una vista explotada;
Listado de partes que componen el extractor horizontal de aceites esenciales
(ver documentos anexos)
Cuerpo del equipo 1
Cabezal de fluido de arrastre 2
Cabezal de colección 3
Soporte de material vegetal 4
Tapa bridada 5
Medios de sujeción de tapa bridada 6
Puerta de equipo 7
Mecanismo de apertura de puerta 8
Medios de sujeción de cierre de puerta 9
Medidor de presión 10
Válvula de seguridad 11
Tope para soporte de material vegetal 12
Difusores de fluido de arrastre 13
Soporte de cabezal de fluido de arrastre 14
Soporte de cuerpo del equipo 15
Mecanismo de balanceo 16
Mecanismos de soporte 17
Válvulas de corte 18
Válvula de drenaje 19
Orejas de sujeción 20
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DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL EQUIPO
El objeto general del presente equipo extractor horizontal de aceites esenciales y
compuestos orgánicos similares, capaz de disminuir el tiempo de operación y evitar
pérdidas de producto, por efecto de la hidrólisis provocada por la condensación del
fluido de arrastre al disminuir la altura de la materia prima en el equipo extractor.
Los principios implícitos de construcción de un extractor horizontal de aceites esenciales
y compuestos orgánicos similares de la presente invención, son mostrados por medio de
las figuras que se acompañan, en una forma de ejemplo con carácter ilustrativo y no
limitativo.
El extractor de aceites esenciales y compuestos orgánicos similares, comprende de al
menos una válvula de seguridad (11), un medidor de presión (10) que se encuentran
acoplados al cuerpo del equipo (1) en su parte superior; un cabezal de colección (3) que
está conformado por un tubo horizontal el cual tiene ensamblado tubos en forma de “L”,
dichos tubos están ensamblados en la parte superior del cuerpo del equipo (1), el cabezal
de colección (3) tiene la función de colectar el fluido de arrastre que contiene el
producto extraído, y transportarlo a un proceso posterior ; una tapa bridada (5) que sirve
para sellar la parte posterior del cuerpo del equipo (1), dicha parte está bridada y
barrenada a su alrededor para poder ser sellada por la tapa (5) por los medios de sujeción
de tapa bridada (6), dichos medios de sujeción pueden ser tornillos, pinzas, cinchos o
cualquier medio de sujeción mecánico, neumático e hidráulico; la parte frontal del
cuerpo del equipo (1) tiene orejas de sujeción (20) que sirven para alojar los medios de
sujeción de cierre de puerta (9); una puerta de equipo (7) la cual en uno de sus extremos
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tiene un mecanismo de apertura de puerta (8) que se encuentra unido a la parte frontal
del cuerpo del equipo (1), para sellar la parte frontal del cuerpo (1) se utilizan los medios
de sujeción de cierre de puerta (9), dichos medios de sujeción pueden ser tornillos,
pinzas, cinchos o cualquier medio de sujeción mecánico, neumático e hidráulico que son
alojados en las orejas de sujeción (20); el cuerpo del equipo (1) aloja en su interior en la
parte inferior difusores de fluido de arrastre (13) distribuidos a lo largo del equipo,
dichos difusores tienen la función de distribuir el fluido de arrastre de forma homogénea
dentro del cuerpo del equipo (1); un soporte de material vegetal (4) a lo largo del
interior del cuerpo del equipo (1) localizado por encima de los difusores de fluido de
arrastre (13), dicho soporte tiene la función de evitar que el material vegetal contenido
mantenga contacto con los difusores de fluido de arrastre (13), para evitar el
deslizamiento del soporte de material vegetal (4) están ensamblados en la parte frontal
del cuerpo del equipo (1) al menos un tope para soporte de material vegetal (12), tal que
permite que cierre la puerta de equipo (7); una válvula de drenaje (19) acoplada en la
parte inferior del cuerpo del equipo (1), cuya función es desalojar fluidos; un cabezal de
fluido de arrastre (2), que tiene como finalidad conducir el fluido de arrastre hacia los
difusores de fluido de arrastre (13), dicho cabezal (2) se conforma de un tubo horizontal
que tiene acoplados tubos dispuestos de forma vertical a lo largo de su cuerpo, dichos
tubos atraviesan en la parte inferior del cuerpo del equipo (1), tal que dicha parte inferior
no presenta fugas alrededor de dichos tubos, además los tubos verticales del cabezal de
fluido de arrastre (2) conectan a los difusores de fluido de arrastre (13); un soporte de
cabezal de fluido de arrastre (14) colocado entre la parte inferior externa del cuerpo del
equipo (1) y el cabezal de fluido de arrastre (2), este soporte se encuentra unido al
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cabezal (2) a lo largo del tubo horizontal de dicho cabezal; unas válvulas de corte (18)
que se utilizan para permitir la alimentación del fluido de arrastre o interrumpirla, dichas
válvulas están acopladas a los extremos del cabezal de fluido de arrastre (2); unos
mecanismos de soporte (17) dispuestos en los extremos del cuerpo del equipo (1) para
soportarlo; un soporte de cuerpo del equipo (15) que está conformado por un cuerpo
horizontal el cual tiene en su parte media un mecanismo de balanceo (16) el cual permite
abatir el cuerpo del equipo (1) para el modo de operación de carga o descarga según sea
el caso, además el soporte del cuerpo del equipo (15) tiene en sus extremos acoplados
los mecanismos de soporte (17), además tiene patas de soporte para ser colocado en
cualquier superficie.
EL MEJOR MÉTODO PARA OPERAR EL EQUIPO EXTRACTOR
Los ejemplos a continuación, se presentan como una guía adicional para el adquiriente
del equipo.
Se procede a retirar los medios de sujeción de cierre de puerta (9), enseguida se remueve
la puerta de equipo (7), abatir el mecanismo de soporte (17) que se encuentra en la parte
posterior del equipo e inclinar el cuerpo del equipo (1) hacia el mismo sentido, de tal
forma que la parte frontal del cuerpo del equipo (1) se encuentre en la parte alta, y con
ello facilitar la carga del material vegetal dentro del cuerpo del equipo (1),
posteriormente se cierra la puerta de equipo (7), asegurándola con los medios de
sujeción de cierre de puerta (9), inclinar el cuerpo del equipo (1) a su posición horizontal
original, y asegurar el mecanismo de soporte (17) en posición original, se hacen los
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arreglos de las válvulas de corte (18) de tal forma que en uno de sus extremos permita la
entrada del fluido de arrastre, y del otro extremo permanezca cerrada, se abastece el
fluido de arrastre por el cabezal de fluido de arrastre (2) que a su vez lo conduce a los
difusores de fluido de arrastre (13) el tiempo que se considere necesario, asegurando la
mayor cantidad de producto extraído del material vegetal. El fluido de arrastre junto con
el producto extraído que salen por medio del cabezal de colección (3) es direccionado a
una etapa de condensación y posterior separación por diferencia de densidad entre el
fluido de arrastre condensado y el producto extraído.
Una vez realizado el proceso de extracción, se suspenden los suministros del fluido de
arrastre, dejando transcurrir el tiempo necesario para que el equipo reduzca su
temperatura. Después se retira el fluido de arrastre condensado dentro del extractor,
abriendo la válvula de drenaje (19) y posteriormente, se cierra.
Para la descarga del equipo se procede a retirar los medios de sujeción de cierre de
puerta (9), enseguida se remueve la puerta de equipo (7), abatir el mecanismo de soporte
(17) que se encuentra en la parte frontal del equipo e inclinar el cuerpo del equipo (1)
hacia el mismo sentido, de tal forma que la parte frontal del cuerpo del equipo (1) se
encuentre en la parte baja, y con ello facilitar la descarga del material vegetal que se
encuentra dentro del cuerpo del equipo (1), posteriormente se inclina el cuerpo del
equipo (1) a su posición horizontal original, y se asegura el mecanismo de soporte (17),
quedando listo el equipo para iniciar de nuevo su operación.
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A N E X O S
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