Qualitative Data Presentation

Para representar las curvas de extracción experimentales se utilizaron los modelos de partición termodinámica y los modelos cinéticos de uno y dos sitios.

Para este propósito se estimó que la masa inicial de AQs disponibles en la matriz vegetal (m0) es de 24 mg de AQs / g de muestra. Este valor corresponde al rendimiento

máximo de AQs obtenido en los experimentos de extracción llevados a cabo en este trabajo de tesis y correspondió a la aplicación combinada de EAU y EAM, utilizando benceno y acetato de etilo como solventes, como se reportó en el Capítulo IV [27].

El coeficiente de reparto Kp del modelo termodinámico de partición se consideró independiente de la presión. El valor de Kp a 120°, 170° y 220ºC se calculó a partir de datos experimentales de solubilidad de alizarina en agua caliente presurizada, reportados por Pongnaravane y col. [9], suponiendo una concentración uniforme de AQs en la matriz vegetal igual a 24 mg/g. Los valores de Kp se reportan en la Tabla 4. Las curvas de extracción predichas por este modelo a 170ºC muestran un rendimiento cercano al 100% de AQs (24 mg/g) a los 120 minutos, para los tres valores de caudal de agua estudiados en este trabajo. Los rendimientos alcanzados en los ensayos experimentales a los 120 minutos fueron menores (con un valor máximo de 18.9 mg/g en la operación a 170ºC, 60 bar y 7 mL/min), lo que indica la presencia de un control por transferencia de masa en el proceso. La Tabla 4 muestra los valores del desvío

relativo promedio (AARD) entre el rendimiento predicho por el modelo termodinámico de partición (Xcalc_{) y el valor experimental (X}calc_):

(5)

donde N representa el número de réplicas de cada ensayo.No se pudieron modelar los resultados de los ensayos de extracción con mezclas de etanol-agua, por carecerse del valor del coeficiente de reparto Kp para estos solventes.

Los parámetros de los modelos cinéticos de uno y dos sitios se obtuvieron, por su parte, mediante el ajuste de las curvas de extracción experimentales, utilizando el método de mínimos cuadrados de la rutina de regresión Microsoft Excel Solver. La Tabla 4 presenta los valores de estos parámetros y la desviación absoluta relativa promedio (AARD) entre los rendimientos de extracción predichos y los experimentales. Los resultados muestran que sólo el modelo de desorción cinética de dos sitios es capaz de correlacionar los datos experimentales con una precisión razonable. Las curvas continúas en las Figuras. 3, 6 y 7a representan el camino de extracción predicho por el modelo de desorción cinética de dos sitios.

Tabla 4. Resultados de los modelos de extracción

Condiciones experimentales Modelo cinético de

desorción un sitio Modelo cinético de desorción dos sitios

Modelo de partición termodinámica

T (ºC) P (bar) Flujo (mL/min) % v/v agua kd (min-1) AARD% F kd1 (min-1) kd2 (min-1) AARD% Kp AARD%

120 60 5 100 0.0014 31.71 0.13 0.0902 0.0001 0.11 167 80 170 60 5 100 0.0087 14.83 0.47 0.0333 0.0017 1.35 46 53.67 220 60 5 100 0.0027 34.27 0.20 0.0865 0.0003 0.75 28 78.95 170 45 5 100 0.0081 18.04 0.31 0.0497 0.0031 1.92 46 59.57 170 75 5 100 0.0053 28.00 0.21 0.0855 0.0022 1.42 46 68.10 170 60 3 100 0.0054 15.57 0.27 0.0427 0.0017 1.49 46 63.38 170 60 7 100 0.0182 11.40 0.78 0.0334 0.0003 3.81 46 34.34 170 60 7 40 0.0055 27.27 0.33 0.0923 0.0005 1.69 - - 170 60 7 40 0.0043 23.84 0.26 0.0553 0.0006 0.91 - -

6.7

Conclusiones

En este capítulo se mostraron los resultados obtenidos en las extracciones PHWE de AQs de Heterophyllaea pustulata. Se estudió el efecto de la temperatura, presión y caudal de agua en la extracción de soranjidiol, rubiadina, 1-metil éter rubiadina y 2- hidroxi-3-metil antraquinona. El máximo rendimiento de AQs obtenido fue de 18,9 mg de AQs totales / g de vegetal trabajando a 170ºC, 60 bar y 7 mL / min durante 2 horas. Como era de esperar, la presión no tuvo un efecto significativo, excepto a altas presiones, donde se produjo una disminución del rendimiento por una posible compactación del lecho de extracción. Por su parte, un incremento de la temperatura incrementó la extracción de antraquinonas, pero se detectó una posible degradación térmica a los 220 ºC. Por otra parte, el agregado de etanol al agua resultó en una disminución del rendimiento de AQs. Finalmente, el modelo de desorción cinética de dos sitios permitió correlacionar adecuadamente las curvas experimentales de extracción.

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