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TRABAJO COLABORATIVO DOS

TRANSFERENCIA DE MASA PRACTICA No 1 EXTRACCIÒN LÍQUIDO  – LÍQUIDO

 ALVEIRO  ALVEIRO AMEZQUITA AMEZQUITA VELASQUEZ - CÓDIGO: 4.428.175  ALBA LUZ HERRERA ORTIZ - CODIGO: 20404991

GRUPO: 302589_7

TUTOR HERNANDO HENRIQUE BOHORQUEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD INGENIERIA DE ALIMENTOS MAYO DE 2013

INTRODUCCION

Transferencia de masa es una ciencia que se encarga de estudiar hechos o acontecimientos basándose de la observación y la experimentación por lo que tiene que apelar al examen de la evidencia empírica para comprobarlos Este trabajo uno se desarrolla con el fin de que nosotros los estudiantes de ingeniería de alimentos gracias a la ayuda que tenemos del virtual plan, podamos de una manera simulada y practica dar soluciones a las diferentes problemáticas que surgen como lo es la extracción liquido-liquido que se encuentra como tema para el estudio de la primera unidad. La extracción líquido-líquido es una operación básica muy aplicada en la industria de alimentos en procesos tales como la extracción de vitaminas de soluciones acuosas, al igual que para la obtención de aceites esenciales de las plantas. Se trata de un método indirecto de separación debido a que se utiliza la adición de una o más sustancias ajenas a la mezcla inicial. Este proceso tiene como fundamento la difusión de materia y se basa en el tratamiento de mezclas líquidas con disolventes selectivos con respecto a ciertos componentes. En la extracción líquido-líquido, ambas fases son químicamente muy diferentes, lo que conduce a una separación de los componentes de acuerdo con sus propiedades físicas y químicas. Es importante mencionar que este tipo de extracción utiliza las diferencias en las estructuras químicas, en vez de la volatilidad en la que se fundamenta la destilación. El objetivo de la práctica fue obtener ácido acético a partir del vinagre, que es una solución ácida diluida en agua.

MARCO TEORICO ESTRACCION LÍQUIDO - LÍQUIDO La extracción líquido-líquido1, también conocida extracción de disolvente, es un proceso químico empleado para separar una mezcla utilizando la diferencia de solubilidad de sus componentes entre dos líquidos miscibles. Ej.: agua-cloroformo, éter-agua. El proceso de lixiviación líquido-líquido separa dos sustancias miscibles o polares (yodo+agua) entre sí por medio de una tercera sustancia (tetra cloruro de carbono) que sea miscible con la sustancia a extraer (yodo) pero no sea miscible con la sustancia de separación (agua). Este proceso también se le conoce como extracción liquida o extracción con disolvente; sin embargo, este último término puede prestarse a confusión, porque también se aplica a la lixiviación de una sustancia soluble contenida en un sólido. La transferencia del componente disuelto (soluto) se puede mejorar por la adición de agentes saladores a la mezcla de alimentación o la adición de agentes "formadores de complejos" al disolvente de extracción. En algunos casos se puede utilizar una reacción química para mejorar la transferencia como por ejemplo, el empleo de una solución cáustica acuosa (como una solución de hidróxido de sodio), para extraer fenoles de una corriente de hidrocarburos. Un concepto más complicado de la extracción líquido-líquido se utiliza en un proceso para separar completamente dos solutos. Un disolvente primario de extracción se utiliza para extraer uno de los solutos presentes en una mezcla (en forma similar al agotamiento en destilación) y un disolvente lavador se utiliza para depurar el extracto libre del segundo soluto (semejante a la rectificación en destilación).

1

http://es.wikipedia.org/wiki/Extracci%C3%B3n_l%C3%ADquido-l%C3%ADquido

DESCRIPCION DE LA PRÁCTICA Después de terminada la fermentación y la estabilización del vino, éste se puede llevar hasta una fermentación acética para la transformación del alcohol presente a ácido acético, terminada esta segunda fermentación se ha constituido el vinagre. La práctica consiste en la extracción de ácido acético presente en el vinagre (solución agua - ácido acético), extraída mediante un solvente orgánico, en un sistema de extracción de contacto sencillo. Para lograr separar el ácido acético del vinagre, se analiza la efectividad del Éter isopropílico como solvente para la separación de la mezcla, para diferentes concentraciones de mezcla agua / ácido acético de una carga de alimento. OBJETIVO GENERAL 

Estudiar el comportamiento sistema de extracción líquido-liquido de contacto sencillo.

OBJETIVO ESPECÍFICO Estudiar la efectividad en selectividad al utilizar benceno, tolueno o furfural como solventes para la separación. Evaluar la relación de alimentación solvente / vinagre, y determinar cual proporción es la más eficiente en la separación. LISTA DE EQUIPOS Extractor líquido líquido   Balanzas. Bombas de alimentación de solvente y alimento. Bombas de descarga de extracto y refinado.

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Restricciones 

La fase acuosa y el solvente orgánico son parcialmente inmiscibles.

  La columna opera en estado estable y no presenta inundación en los intervalos de operación considerados en esta práctica. Se considera un modelo para soluciones diluidas de agua ácido acético.

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PARAMETROS

PROCEDIMIENTO El usuario seleccionará el alimento de la mezcla agua ácido acético (vinagre) y su composición másica. El usuario obtendrá los valores en masa de solvente, extracto y refinado. 1. Variables de entrada y salida

1.1. Variables de entrada 1.1.1. Caudal de alimentación de vinagre (solución ácido acético agua) 1.1.2. Composición másica del alimento. 1.2. Variables de salida 1.2.1. Masa de Extracto VARIABLES

GUIAS

SIMULADOR DE LA PRÁCTICA

TABLAS DE RESULTADOS SIMULACION Practica: Extracción liquido - liquido Usuario: Herrera Ortiz Alba Luz

Entrada Composición másica - Masa de vinagre alimento (kg) alimento (kg) 60 30 60 27 60 23,3 60 20,8 60 18 70 30 70 27 70 23,3 70 20,8 70 18 80 30 80 27 80 23,3 80 20,8 80 18 90 30 90 27 90 23,3 90 20,8 100 30 100 27 100 23,3

Salida Masa de extracto (kg) 79,55 65,6 48,44 36,77 23,73 70,95 56,91 39,53 27,78 14,6 64,61 50,19 32,37 20,25 6,76 49,96 35,92 18,66 7,06 40,25 26,23 8,93

Masa de refinado (kg) 32,77 29,52 25,45 22,73 19,71 31,38 28,21 24,35 21,77 18,87 40,29 36,28 31,35 27,99 24,19 36,06 32,5 28,06 25,06 43,76 39,44 34,05

Masa de solvente Éter isopropílico (kg) 106,77 96,18 82,93 74,11 64,13 109,69 98,68 85,2 76,08 65,8 104,29 93,94 81 72,35 62,65 103,88 93,55 80,68 72,01 96,52 86,84 74,92

 ANALISIS DE RESULTADOS En la composicion masica del alimento de 70 Kg la masa del solvente alcanza su punto maximo independiente del porcentaje del acido acetico presente en el vinagre; asi mismo la masa del extracto se va incrementando a medida que la composicion masica del alimento disminuye contrario al comportamiento de la masa de refinado donde se evidencia que ésta se va disminuyendo aunque en menor proporcion con excepcion de la composicion masica del alimento de 80Kg donde esta se incremeta ligeramente.

La interpretación de las gráficas será con respecto a la entrada de 60Kg, 80Kg y 100kg de alimentación de vinagre, y los diferentes % de contenido de acido acético en el vinagre, para establecer qué cantidad de extracto y refinado se obtienen frente a estas variables y el comportamiento de las mismas.

Teniendo en cuenta que las etapas de la extracción líquido-líquido son: contacto del material por extraer con el disolvente, separación de las fases formadas, recuperación del disolvente. Es bastante notoria la gran importancia que representa el mezclado adecuado del disolvente y de la mezcla por tratar realizada en el extractor, ya que los resultados obtenidos (Kg de masa de extracto y Kg de masa de refinado), han determinado que la viabilidad del proceso es el adecuado. Conclusión del análisis: Al aumentar la alimentación de vinagre es más eficiente la obtención de extracto de acido acético, y entre menor sea el contenido de % de acido acético en el vinagre se va a obtener menos extracto. 1.

Realice un mentefacto entorno a la extracción líquido-líquido.

OPERACIONES DE SEPARACIÓN

-SEPARACIÓN POR CONTACTO ENTRE DOS FASES LIQUIDAS INMISIBLES MEDIANTE LA ACCIÓN DE UN SOLVENTE LÍQUIDO.

SEPARACIÓN LIQIIDO-LIQUIDO

-SEPARACIÓN GAS-LIQUIDO. -SEPARACIÓN SOLIDOLIQUIDO.

EXTRACCIÓN POR: -CONTACTO SENCILLO. -CONTACTO MULTIPLE. -CONTACTO MULTIPLE EN CONTRACORRIENTE. -CONTACTO DIFERENCIAL EN CONTRACORRIENTE. -EXTRACCIÓN CON REFLUJO.

1.

Con ayuda del diagrama de flujo de proceso evidenciado durante la simulación para esta práctica, ubique en este el ingreso de la alimentación y el solvente, lo mismo que las correspondientes salidas de extracto y refinado.

EXTRACCIÓN ACIDO ACETICO EN VINAGRE

Entrada ALIMENTACIÓN DE VINAGRE

Entrada SOLVENTE ETER ISOPROPILICO

Salida COLUMNA DE EXTRACCIÓN

Salida

REFINADO

EXTRACTO ACIDO ACETICO

BALANCE DE MATERIA TANQUE CON SOLVENTE

64,58 Kg Éter isopropilico T= 20ºC 64,58 Kg Extracto

80 Kg vinagre 104,19 TANQUE CON VINAGRE

kg Masa refinado

EXTRACTO

COLUMNA DE EXTRACCION

REFINADO

BIBLIOGRAFIA

RODRIGUEZ, A. (2003). Sistema de extracción liquido-liquido para mezclas aguaacido acético. Extraído el 17 de abril de 2011 desde http://www.uo.edu.cu/ojs/index.php/tq/article/viewFile/2085/1633

El RINCON DEL VAGO. (2010). Extracción de líquidos. Extraídos el 17 de abril de 2011 desde http://html.rincondelvago.com/extraccion-de-liquidos.html

FONSECA, Víctor Jairo. Transferencia de masa. Modulo académico. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD. 02-2007.

LIBRO OPERACIONES UNITARIAS EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS. Ibarz,  Albert Barbosa-Cánovas, Gustavo V. Editorial: Mundi-Prensa

http://plantasvirtuales.unad.edu.co/main.php