EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO

1. OB OBJE JETI TIVO VO • • • • •

Determinar Determinar Determinar Determinar Determinar

EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO el el la la la

rendimiento de aceite tiempo de extracción del aceite composición del reciclado XRts ,Xrs, XRd, XRsoluto colecta de operación inferior recuperación del disolvente

2. MARCO MARCO TEORI TEORICO CO EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO Operación unitaria cuya nalidad es la separación de uno o más componentes contenidos en una fase sólida, mediante la utilización de uno o más componentes conte conteni nido dos s en una una fase fase sólid sólida, a, median mediante te la utili utilizac zació ión n de una una fase fase líqui líquida da o disolvente. l componente o componentes que se transeren de la fase sólida a la líquida reci!e el nom!re de soluto, mientras que el sólido insolu!le se denomina inerte. ntre más "rande sea la supercie de contacto entre la parte sólida y el líquido que le atraviesa aumenta la eciencia de la extracción y para que se d# esto es necesario que la parte sólida se le someta a un pretratamiento $upstream% que normalmente es el secado y la molienda de la muestra. &os de aplicación de esta operación !ásica son, por e'emplo, la o!tención de aceite de frutos olea"inosos o la lixiviación de minerales. (os componentes de este sistema son los si"uientes) *. Soluto.- +on los componentes que se transeren desde el solido asta en líquido extractor. extractor. -. Sólido In!t. /arte del sistema que es insolu!le en el solvente. 0. Sol"nt. s la parte líquida que entra en contacto con la parte sólida con el n de retirar todo compuesto solu!le en ella.

1n e'emplo de la vida cotidiana es la preparación de la infusión de caf#. n este proceso, la sustancia aromática del caf# $soluto% se extrae con a"ua $disolvente% del caf# molido $material de extracción, formado por la fase portadora sólida y el soluto%. n el caso ideal se o!tiene la infusión de caf# $disolvente con la sustancia aromática disuelta% y en el ltro de la cafetera queda el caf# molido totalmente lixiviado $fase portadora sólida%. l material de extracción puede estar presente tam!i#n como leco 'o, que es atravesado por el disolvente. n otra forma de aplicación, el material de extracción percola a trav#s del disolvente. xisten dos tipos de extracción sólidolíquido y esto depende de la forma en que se realiza el proceso) •

Li#i"i$%ión. &uando retiramos un soluto diana.

•

L$"$do.- &uando quitamos componentes no deseados.

&omo podemos o!servar estos procesos son muy utilizados para la puricación de al"2n compuesto. ste tipo de operaciones se lleva a ca!o en una sola o en m2ltiples etapas. 1na etapa es una unidad de equipo en la que se ponen en contacto las fases durante tiempo determinado, de forma que se realiza la transferencia de materia entre los componentes de las fases y va aproximándose al equili!rio a medida que transcurre el tiempo. 1na vez alcanzado el equili!rio se procede a la separación mecánica de las fases. 1na vez realizado el proceso y para o!tener un producto puro se requiere pasar a la si"uiente fase $do3nstream%, en el cual se puede utilizar operaciones de evaporación o destilación con el n de separar el o los solutos del disolvente. ste ultimo se puede condensar para volverlo a utilizar.

A&li%$%ion' (!)%ti%$' (as aplicaciones importantes de la extracción sólidolíquido en la industrias alimenticias son) extracción de aceites y "rasas animales y ve"etales, lavado de precipitados, o!tención de extractos de materias animales o ve"etales, o!tención de az2car, fa!ricación de t# y caf# instantáneo, entre otras) •

•

•

•

•

•

(os aceites ve"etales se recuperan a partir de semillas, como los de so'a y de al"odón mediante la lixiviación con disolventes or"ánicos como) #ter de petróleo, exano, etc. xtracción de colorantes a partir de materias sólidas por lixiviación con alcool o soda. n ecolo"ía para indicar el desplazamiento acia los ríos y mares de los desecos y excrementos, además de otros contaminantes como pueden ser los fertilizantes4 producido por el mismo proceso indicado para el fenómeno químico. n "eoló"ia en el proceso de lavado de un estrato de terreno o capa "eoló"ica por el a"ua. n el tratamiento de los minerales concentrados y otros materiales que contienen metales, la lixiviación se efect2a por medio de un proceso 2medo con ácido que disuelve los minerales solu!les y los recupera en una solución car"ada de lixiviación. 5etalur"ia xtractiva:para tra!a'ar los minerales principalmente oxidados. Desde un tiempo a esta parte se realiza la lixiviación de minerales sulfurados de co!re mediante procesos de li#i"i$%ión *$%t!i$n$

•

O!tención de az2car.

•

6a!ricación de t# y caf# instantáneo.

O&!$%ion' i+&li%$d$' n l &!o%'o d #t!$%%ión 'olido - l,uido 1. C$+*io d /$' dl 'oluto /aso del soluto desde el sólido al líquido 2. Di/u'ión dl 'oluto n l di'ol"nt %ontnido n lo' &o!o' dl 'ólido +e da la transferencia del soluto desde el interior del sólido asta la supercie del

mismo de!ido a la diferencia de concentración de #ste en la interface sólido líquido $"radiente de concentración% y la supercie exterior del sólido. n esta etapa se o!tiene la si"uiente expresion de transferencia de materia)

cuación 7o*) 8elocidad de transferencia de materia en la difusión del soluto en el disolvente contenido en los poros del sólido.

0. T!$n'/!n%i$ dl 'oluto d'd l$ 'u&!%i d l$ &$!ti%ul$ 'ólid$ $'t$ l 'no d l$ di'olu%ión &uando el soluto alcanza la supercie se transere al seno de la disolucón, esta transferencia de materia se da por transporte molecular y tur!ulento. (a velocidad de transferencia de materia en esta etapa es)

cuación 7o-) 8elocidad de transferencia de materia en la transferencia del soluto desde la supercie de la particula sólida asta el seno de la disolución.

Lo' /$%to!' +)' i+&o!t$nt' u in3u4n 'o*! l$ "lo%id$d d #t!$%%ión 'on $5 T$+$6o d l$' &$!t,%ul$' 'ólid$' videntemente cuanto más peque9as sean, mayor es la supercie interfacial y más corta la lon"itud de los poros. /or tanto mayor es la velocidad de transferencia. +in em!ar"o, tama9os excesivamente peque9os pueden acer que las partículas se apelmacen dicultando la extracción.

*5 Ti&o d di'ol"nt l disolvente de!e ser lo más selectivo posi!le y se recomienda de !a'a viscosidad.

%5 T+&!$tu!$) 1n aumento de la temperatura favorece la solu!ilidad y aumentan los coecientes de transferencia de materia. l límite superior se 'a atendiendo a criterios de calidad del producto, criterios económicos y de se"uridad con respecto al disolvente.

d5 A7it$%ión dl di'ol"nt 8 'oluto 6avorece la transferencia por aumento de coecientes de transferencia de materia en la interfase +:(. ;demás se evita la sedimentación y apelmazamiento de las partículas sólidas. /or otro lado, la destilación es una operación !ásica mediante la cual se separan dos o más compuestos de una mezcla líquida empleando calor $a"ente ener"#tico de separación% para "enerar una fase vapor enriquecida en los compuestos más volátiles, quedando la fase líquida enriquecida en los compuestos menos volátiles. (as fases líquida y vapor "eneradas se encuentran en equili!rio termodinámico, de tal forma que la composición de am!as fases dependerá de las diferencias entre las presiones de vapor de los componentes puros. &uanto más diferentes sean las presiones de vapor de los compuestos puros más fácilmente se separan los compuestos puesto que presentarán puntos de e!ullición más diferentes, quedando pues los componentes más volátiles contenidos mayoritariamente en la fase vapor. (a fase vapor "enerada posteriormente se llevará a un condensador para o!tener un producto destilado nal en forma líquida. sta operación de destilación permitirá separar el soluto del disolvente, permitiendo la reutilización del disolvente recuperado.

MATERIALES 9 EQUI(OS • • • • •

*!$'% o "$%io ? #t!$ %to

('o #t!$ %to

('o A%it  .>-I E *.BH>C >.>-BE I *.B00* >.>0*0 *.H>EB >.>C*E *.BHEH >.>C-E C *.BH* >.>C>B > *.0I0 >.>-* B *.BHE >.>H* * *.B*-E >.>B0> H *.B0BI >.0ECE B *C.HC

*E ml

C.C C.B> C.BC C.E C.CC.C. C.E

*.BB *.HC *.H*.H *.E *.B*.BH *.H

('o @ Di'ol" @ #t!$ $%i %to nt t IE.->

-.C> IH.B>

-.IH.CE

-.H IH.C0

0.-IB.HE

0.CIB.E

0.H* IB.-I

-.C G

IH.CB G

Datos antes de la xtraccion +emilla EB0.B "r ;lcool ->>> ml Densidad de alcool >.HBBH "r:ml /eso de tocuyo *H.B "r

Datos despu#s de la extracción ;lcool y aceite *HE.* ml +emilla umeda *>CC "r +emilla seca I>E.B "r  ?ocuyo 2medo -H.- "r  ?ocuyo seco *I. "r

*0C*.C "r

Datos de la destilación ;ceite *>B "r ;lcool *0E* "r

C$l%ulo'  ?iempo ;ceite >.>-IE * >.>-BEI >.>0*00 >.>C*-E C >.>C-EC  >.>C>B> B >.>-*B -C >.>H** CE >.>B0>H HXfs)>,0E xf@)>,B-

&álculos teóricos 6F >,EBB0B

D) *,00C xD*) *

5F-,0IH  X+) XD) @

6JDF5 EBB.0 J *00.C F -0IH  6$X;% J D $X;% F 5 $X;% EBB.0$>.0E% J *00.C$>% F -0IH $X ;% X; F >.*0H

R

XR+ XRD XR@

/eso aproximado de aceite ?eorico F *0H "r 

xtracción en el destilado ;ceiteF

*>B "r K H.*- G

 +olventeF *0E* "r   *CEH "r

D

;ceite

0* "rK-.IBG

@nerte

I>E.B "r

+olvente *> "r  *>CC "r 

xtraccion del tocuyo ;ceite F .- "r K *IG R

@nerte F *I.B +olvente F -.C "r  -H.- "r  ?otal de aceite extraído es) 0.- J *>B J >.0E F *>I.B "r 6altando extraer el residuo con una cantidad de F -H.C "r

l volumen total de solvente lue"o de la operación F *0E*J*>J-.CJ*C.HC F *>.C "r *>.C "r K *IB0. ml a% Rendimiento de la soya !% ?iempo D@+&1+@O7+ xperimentalmente no se puede lo"rar el *>>G de extracción del aceite usando el m#todo 4por solventes n la practica realizada en la!oratorio solo se lo"ro una extracción del E>G de'ando un ->G en residuos lo cual se puede de!er al tipo de envase utilizado asi como al"unos otros inconvenientes al momento de realizar la practica. •

•

&O7&(1+@O7+ (a extracción solidoliquido cuya nalidad es la separacion de uno o mas componente contenidos en una fase solida mediente la utilización de uno o mas componentes contenidos en una fase solida mediante la utilización de una fase liquida o disolvente. l componente que se transrere de la fase solida a la liquida reci!e el nom!re de soluto mientras que el soluto insolu!le se denomina inerte s necesario que la parte solida se le someta al un pre tratamiento y que normalmente se trata de un secado y una molienda de la muestra para me'orar una me'or extracción &os de aplicación de esta operación !ásica son ) el soluto fue el aceite de so'a4 solido inerte fue la parte del "rano y solvente es el alcool isopropilico ;l nal se pudo recuperar casi todo el solvente usado a excepción por peque9as perdidas que se quedaron en el envase asi como al momento de extraer las muestras •

•

•

•

BIBLIO:RA>IA  

ttp)::procesos!io.3i