Diseño del equipo para extracción de aceite esencial de cardamomo con dióxido de carbono supercrítico.

Abstract

En el presente trabajo se diseñó un equipo para la extracción del aceite esencial de 75 kg de semilla de cardamomo verde por día, utilizando dióxido de carbono en estado supercrítico (100 bar y 35 °C) como solvente. Se determinó necesario dividir el proceso en cuatro etapas principales la primera etapa involucrada consiste en comprimir al solvente (dióxido de carbono) desde estado gaseoso a 70 bar y 31.5 °C a una presión de 100 bar y 35 °C. Para dicha compresión se determinó necesario el empleo de un compresor reciprocante de 0.0417 kW (5.6*10-² hp). La segunda etapa importante del proceso consiste en la extracción del aceite esencial, para lo cual se diseñaron dos tanques de extracción por lotes, con un tiempo de residencia de 30 minutos, para un tratamiento de 9.4 kg/h de semilla de cardamomo. Las dimensiones de los tanques utilizados se pueden observar en la Tabla No.20. La tercera etapa de importancia es la separación del solvente y el producto deseado (aceite extraído), equipo para el cual se empleó un estrangulamiento del solvente por medio de un orificio de 0.01297 m, puesto en la tubería de ½" de diámetro nominal. cédula 80, para luego separar al aceite por gravedad en un tanque de separación de 4.5*10-³ m³ de capacidad (Tabla No.20). Por último se tiene una etapa de acondicionamiento del solvente, durante la cual se emplean dos intercambiadores de calor en un arreglo de tubos concéntricos, el primero para incrementar la temperatura del dióxido de carbono desde 23.5 °C hasta 31.5 °C, y el segundo intercambiador se emplea para reducir la temperatura de 59 °C hasta 35 °C. Las características calculadas de los intercambiadores diseñados se pueden consultar en la Tabla No.17. El equipo diseñado en el presente trabajo propone un proceso rápido, funcional, limpio y viable para imprimir valor agregado a la semilla de cardamomo verde cultivada en Guatemala, al transformarla en aceite esencial, por medio de un equipo asequible.