Este documento presenta un estudio sobre la dependencia de la temperatura y el tiempo en la determinación del coeficiente de difusión durante la extracción de aceite de semillas de sacha inchi con hexano. Se realizó la extracción a 40°C y 60°C, midiendo el peso de aceite extraído cada 30 minutos durante 4 horas. Esto permitió calcular el coeficiente de difusión mediante la ecuación de Crank y la energía de activación mediante la ecuación de Arrhenius. Los resultados proporcionaron valores para el coeficiente de difusión y la energía de

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GUÍA DE PRÁCTICA: ESTUDIOCOMPARATIVO CON LA
DEPENDENCIA DE LA TEMPERATURA DEL
COEFICIENTE
DE DIFUSIÓN DEL ACEITE DE CANOLA Y GIRASOL
DURANTELA EXTRACCIÓN CON HEXANO
“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU”
FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
CATEDRÀTICO:
ING. EDGAR RAFAEL ACOSTA
LOPEZ
CÀTEDRA:
INGENIERÍA DE ALIMENTOS II
ALUMNAS:
ARROYO VILCAHUAMAN
VERONICA
BALBIN CHUQUILLANQUI
YULISA
CASTRO SANCHES JULY
KAREINK
MUNIVE MUÑICO RUT
SEMESTRE:
VII

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DEPENDENCIA DE LA TEMPERATURA y EL TIEMPO EN LA DETERMINACIÓN DEL
COEFICIENTE DE DIFUSIÓN EN LA SEMILLLA DE SACHA INCHI DURANTE LA
EXTRACCIÓN DEE ACEITE CON SOLVENTE
I. OBJETIVOS
1. Aplicación del proceso de lixiviación (solido-liquido) en la extracción de
aceites, por maceración
2. Determinación del coeficiente de difusión mediante el modelo de crank en
la extracción de semillas de sacha inchi,
II. FUNDAMENTO TEORICO
LIXIVIACION
Fernaroli’s(1975)
La lixiviación produce el desplazamiento de sustancias
solubles o de alta dispersión. Es un proceso en el cual se
extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la
utilización de un disolvente líquido. Ambas fases entran en
contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse
desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una
separación de los componentes originales del sólido.
Variables de extracción.
La velocidad y eficiencia de la extracción es afectada por
diversos factores, principalmente por aquellos que tienen
relación directa con la solubilidad de los componentes que
se desean extraer.
Los factores son los siguientes: temperatura, concentración
del solvente, tamaño de las partículas, porosidad y
agitación.
Las propiedades que cada variable añade al proceso de
extracción son diversas, es por esto que el estudio de dichas

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variables es importante para determinar un proceso óptimo
de extracción.
 TEMPERATURA: Al aumentar la temperatura se
aumenta la velocidad porque la solubilidad es mayor; la
temperatura máxima para cada sistema está limitada por
el punto de ebullición del solvente, el punto de
degradación del producto, la solubilidad de impurezas y
por economía.
 CONCENTRACION: La concentración del solvente es
importante para soluciones acuosas, debido a la
saturación y a la existencia de reacciones químicas, sin
embargo es de poca importancia cuando la extracción es
controlada por difusión.
 TAMAÑO DE PARTICULA: La reducción de
partículas tiene gran importancia, porque aumenta el
área de contacto y disminuye el tiempo necesario para la
extracción, sobre todo para sólidos de baja porosidad;
por otra parte la porosidad permite que el líquido penetre
a través de los canales formados por los poros dentro del
sólido, aumentando así el área activa para la extracción.
 AGITACION: la agitación otorga una mayor eficiencia
en la extracción debido a que disminuye la resistencia a
la difusión, eliminando la película de fluido que cubre la
superficie del sólido en reposo (Universidad Nacional de
Colombia, 2000).

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Extracción Sólido-Liquido
Es la separación de uno o más componentes contenidos en
una fase sólida, mediante la utilización de uno o más
componentes contenidos en una fase sólida, mediante la
utilización de una fase líquida o disolvente.
Entre más grande sea la superficie de contacto entre la parte
sólida y el líquido que le atraviesa aumenta la eficiencia de la
extracción y para que se dé esto es necesario que la parte
sólida se le someta a un pretratamiento que normalmente es el
secado y la molienda de la muestra.
Los componentes de este sistema son los siguientes:
1. Soluto.- Son los componentes que se transfieren desde el
sólido hasta en líquido extractor.
2. Sólido Inerte.- Parte del sistema que es insoluble en el
solvente.
3. Solvente.- Es la parte líquida que entra en contacto con
la parte sólida con el fin de retirar todo compuestos
soluble en ella.

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EXTRACCIÓN POR SOLVENTE
Según Morris JC, Wakeham H. (1948) la extracción sólido-líquido de alimentos es una
operación de transferencia de masa multicomponente, que involucra la
transferencia de especies (extracto) desde el sólido hacia el solvente.
TIPOS DE EXTRACCIÓN CON DISOLVENTES
Extracción Discontinua: La extracción discontinua de aceites con disolventes,
consiste en agregar el solvente a la mezcla, separación de aceite/disolvente,
separación de disolvente/torta y por último el reciclaje del disolvente. Este
proceso tiene varias ventajas como.
 Se utiliza en plantas a pequeña escala
 Pueden procesarse pequeñas cantidades (25 kg)
 Baja tasa de desechos
Extracción Continúa: En los extractores continuos las hojuelas laminadas
pasan constantemente por el receptáculo a contra corriente con el medio de
extracción disolvente puro y miscela rebajada (la miscela es la mezcla de disolvente
y aceite extraído).
Sacha inchi
El Sacha Inchi (Plukenetia Volúbilis Linneo) es una semilla que se obtiene a través del cultivo en tierras
orgánicas que se ubican en la Selva Oriental y Central del Perú en alturas bajas y medias e implica
naturalmente todas las labores agrícolas correspondientes, requiriéndose de áreas cuya extensión está
en relación a la producción que se desea lograr. La variedad de tierra da 1000 Kg en el 1er año, se
incrementa paulatinamente hasta el 3er año en que alcanza su máxima productividad, la primera
cosecha es a los 10 meses, se requiere de un promedio de 6Kg de semilla para producir 1 Kg. de aceite.
Actualmente existe poca oferta de semilla en relación a la demanda, la producción de aceite por ser
un producto nuevo aun no alcanza volúmenes importantes, todo lo cual configura un precio de mercado
que irá tomando su valor conforme se incremente la demanda y se extiendan los cultivos.

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MODELO MATEMÁTICOS:
Se propuso un modelo difusivo modificado dado por CRANK(1957), considerando
estado no estacionario y partículas de geometría esférica, suspendidas en un medio
de concentración constante sin restricción de volumen (Pérez 2002).
𝐿𝑜𝑔
𝑞 𝜃
𝑞 𝑓
= 𝑐1 − 4.286 ∗
𝐷
(2𝐿)2
∗ 𝜃
Ecuación de Regresion : CRANK(1957)
Siendo:
𝜃: el tiempo de difusión en segundos
𝑞 𝜃 : Masa de aceite que se obtiene en el tiempo 𝜃
𝑞 𝑓: masa final de aceite
2𝐿: Espesor de la muestra sujeta a extracción 𝑚
𝐷: Coeficiente de difusión
𝑚2
𝑠
FACTORES MÁS IMPORTANTES QUE INFLUYEN SOBRE LA VELOCIDAD DE
EXTRACCIÓN (Coats HB, Karnosfky G. 1950).
a) Tamaño de las partículas sólidas. Evidentemente cuanto más pequeñas sean,
mayor es la superficie interfacial y más corta la longitud de los poros. Por tanto
mayor es la velocidad de transferencia. Sin embargo, tamaños excesivamente
pequeños pueden hacer que las partículas se apelmacen dificultando la extracción.
b) Tipo de disolvente. El disolvente debe ser lo más selectivo posible y se
recomienda de baja viscosidad.
c) Temperatura. Un aumento de la temperatura favorece la solubilidad y aumentan
los coeficientes de transferencia de materia. El límite superior se fija atendiendo a
criterios de calidad del producto, criterios económicos y de seguridad con respecto
al disolvente.
d) Agitación del disolvente-soluto. Favorece la transferencia por aumento de
coeficientes de transferencia de materia en la interfase S/L. Además se evita la
sedimentación y apelmazamiento de las partículas sólidas

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Tabla 8. Características de solventes para extracción de aceites y grasas
SOLVENTE RANGOS DE EBULLICION
Pentano
Hexano
Heptano
Octano
30 – 35 °C
63.3 - 69.5 °C
87.8 – 97.7 °C
100 - 140 °C
III. MATERIALES Y MÉTODOS
MATERIALES
 Semillas de canola
 Semillas de girasol
 Hexano
 Agua destilada
 Papel filtro
 Probetas de 100 mL
 Embudo
 Balón
EQUIPOS
 Agitador magnético.
 Evaporador rotatorio
MÉTODOS
 Las semillas serán secada y luego molidas a una granulometría promedio.
 Se pesará exactamente 5 g de semillas molidas
 Maceración: La muestra se colocó en un Erlenmeyer de 250 mL, en la relación
de 1:10 (5 g. de semilla y 50 ml de hexano)
 Colocar la muestra a una temperatura constante de 40°C y 60°C con una
agitación de aproximadamente 1500 rpm en todos los ensayos
 Transcurrido el tiempo preestablecido, retirar el Erlenmeyer, y filtrar el
contenido en un vaso de precipitación.
 Lleva al la miscela obtenida al rotavapor para separar el aceite del solvente
 Realizar 8 repeticiones en la misma relación, pero en tiempos distintos hasta
completar 4 horas en intervalos de 30 minutos.

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 Anotar los pesos de aceite extraído en los diferentes en cada repetición
IV.CÁLCULOS
1. Se pesa cada media hora hasta completar las 4 horas programadas a
temperatura: 40°C y 60°C
Cuadro n°1
Cuadro n°2
4.2 Calcular la Difusividad mediante la Ecuación de Crank:
𝐿𝑜𝑔
𝑞 𝜃
𝑞 𝑓
= 𝑐1 − 4.286 ∗
𝐷
(2𝐿)2
∗ 𝜃
DATOS EXPERIMENTALES
𝑇 = 40℃ Sacha Inchi
TIEMPO(Horas) TIEMPO (min) PESO(g)
0.5 30
1.0 60
1.5 90
2.0 120
2.5 150
3.0 180
3.5 210
4.0 240
DATOS EXPERIMENTALES
𝑇 = 60℃ Sacha Inchi
TIEMPO(Horas) TIEMPO (min) PESO(g)
0.5 30
1.0 60
1.5 90
2.0 120
2.5 150
3.0 180
3.5 210
4.0 240

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Ecuación de Regresion : CRANK(1957)
Siendo:
𝜃: el tiempo de difusión en segundos
𝑞 𝜃 : Masa de aceite que se obtiene en el tiempo 𝜃
𝑞 𝑓: masa final de aceite
2𝐿: Espesor de la muestra sujeta a extracción 𝑚
𝐷: Coeficiente de difusión
𝑚2
𝑠
4.3 Calcular la Energía de Activación a partir de la Ecuación de Arrhenius:
D = D0 × e
Ea
RT
V. RESULTADOS
 Se determina el coeficiente de difusividad mediante la ecuación de Fick
modificada o Ecuación de Crank
TEMPERATURA (°C) COEFICIENTE DE
DIFUSIVIDAD (
𝒎 𝟐
𝒔
)
40
60
 Determinar la Energía de Activación con los datos obtenidos a las distintas
temperaturas.
TEMPERATURA (°C) Energía de activación
(
𝒌𝑱
𝒎𝒐𝒍 𝑲
)
40
60

VI.CONCLUSIONES
VII. CUESTIONARIO
1. Quién es más volátil, el aceite de girasol o el hexano.
2. ¿Cuál es la temperatura de ebullición del hexano?

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VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. AOCS Press. AOAC. 1990. Official Methods of Analysis of the Association of Official
Analytical Chemists, 15a ed. Arlington, Virginia: Association of Official Analytical
Chemists Inc.
2. Boucher DF, Brier JC, Osburn JO. 1942. Extraction of Oil from Porous Solid.
Transactions of the American Institute of Chemical Engineers, 38: 967-993.
3. Coats HB, Karnosfky G. 1950. Solvent Extraction II. The Soaking Theory of Extraction.
Journal of the American Oil Chemists' Society, 27(3): 51-53.
4. Coats HB, Wingard MR. 1950. Solvent Extration III, The Effect of Particle Size on
Extraction Rate. Journal of the American Oil Chemists' Society, 27(3):93-96. Fan HP,
5. Morris JC,WakehamH. 1948. DiffusionPhenomenainSolventExtractionof PeanutOil:
Effect of Celular Structure, Industrial and Engineering Chemistry, 40:195-199. 96
6. IUPAC. 1992. Standard Methods for the Analysis of Oils, Fats and Derivatives, 7a edn.
Oxford: International Union of Pure and Applied Chemistry, Blackwell Scientific.
Karnofsky G. 1949. The Theory of Solvent Extraction. Journal of the American Oil
Chemists' Society, 26: 564-569.
7. http://fciencias.ugr.es/practicasdocentes/wpcontent/uploads/guiones/Extracci
onSolidoLiquido.pdf
8. http://www.imiq.org/wp-content/uploads/2012/02/16103.pdf
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lpro/lopez_a_e/capitulo1.pdf
http://procesosbio.wikispaces.com/Extracci%C3%B3n+s%C3%B3lido-l%C3%ADquido