Extraccion Solido Liquido

Extracción Solido - Liquido

Contexto

La extracion solido- liquido (lixiviacion) es un proceso en el cual se retira uno o varios solutos de un solido, mediante la utilizacion de un disolvente adecuado en el que es insoluble el resto del solido (inerte) Para lo cual es necesario:

Disolver al componente soluble del solido con un disolvente. Poniendo en contacto el solido con el disolvente.

Separar la disolucion del resto del sistema. (Solido inerte mas disolucion retenida)

La lixiviacion juega un papel importante en los procesamientos de muchos productos organicos e inorganicos, tales como: la extracion de aceites vegetales de las semillas con disolventes organicos, la extraccion de productos farmaceuticos a partir de raices y hojas de plantas, la extraccion de cobre con acido sulfurico o soluciones amoniacales, etc.

Objetivos

El estudiante:

Estudiara la curva de retención de un sistema de tres componentes. (soluto, disolvente, solido inerte)

Realizara pruebas de extracción en contacto múltiple simple.

Fundamento teórico

Curvas de retención

Para el cálculo de los procesos de extracción ha de conocerse la cantidad de disolución retenida por los salidos inertes. En general las curvas de retención se determinan experimentalmente pudiendo presentarse los siguientes casos, de acuerdo al sistema a tratar.

Cantidad de disolución retenida por unidad de solido inerte, variable , kv (Curva KG en el diagrama)

Cantidad de la disolución retenida por unidad de solido inerte, constante, k (representada por la recta KH, paralela a la hipotenusa).

Cantidad de disolvente retenido por unidad de masa de solido inerte, constante K (recta KS)

En el caso a) la retención depende de la concentración de la disolución, un balance de masa del flujo interior nos permite calcular la composición referida al soluto y disolvente xS y xD, respectivamente.

Sean

C es la concentración de la disolución retenida en la corriente inferior (refinado)

kv es la cantidad de solución retenida por cantidad de sollido inerte retenido en el flujo superior

I cantidad inerte

Entonces

x_S=(Cantidad- de-soluto-en-el-refinado )/(Cantidad-de-refinado )

x_S=(Ck_v I)/(k_v I)=(Ck_v)/(k_v+1)

〖x_D (k_v I+I)=k〗_v I-Ck_v I

Donde

x_D=(k_v (1-C))/(k_v-1)

Si representamos gráficamente este par de números en el plano cartesiano (diagrama triangulo rectángulo) obtenemos el lugar geométrico de composiciones de la corriente inferior. Es decir la curva de retención.

Contacto simple.

El esquema de flujo para una etapa en contacto simple es eñ siguiente:

Es decir, se tiene una operación discontinua que consiste en poner en contacto intimo toda la alimentación con todo el disolvente a emplear separando después la disolución formada del solido inerte con la solución retenida.

Contacto Múltiple simple

Para el estudio y análisis de corriente de salida se utilizara el método de contacto multiple simple, es decir, consiste en la repetición del procedimiento empleado para una etapa en etapas sucesivas, o sea subdividir la cantidad total de disolvente en varias fracciones, empleando una fracción de disolvente en cada etapa. El diagrama de flujo esta dado por:

Metodología

Para el estudio de la curva de retención, en la presente práctica de laboratorio utilizaremos el método de: Contacto Simple y Contacto múltiple simple.

Material

Secador

Balanza analítica

Vidrio reloj

Embudo

Vasos de precipitación de 400ml

Porta – embudo

Probeta graduada de 50 ml.

Pipeta

Agitador de vidrio (varilla)

Medio filtrante (tela naylon)

Sistema a tratar: Sacarosa - Remolacha

2.4 Procedimiento.

Antes de realizar el proceso de extracción se debe preparar al solido inerte, según el sistema elegido .

Para nuestro caso, se procedió a cortar en cubos el fruto de la remolacha, de 1 cm. X 1 cm. Para el procedimiento de contacto múltiple simple se corto en cubos de 1 cm x 2 cm para verificar si afecta el tamaño de partícula durante el proceso de extracción.

2.4.1 Diagrama de proceso (fig. 4.2.1)

Contacto Simple:

El sólido inerte (cubos de remolacha) y el disolvente (agua =50 ml) a 50 ºC durante 45 min.

proceder al agitado durante el proceso de calentamiento manteniendo Temperatura constante.

Filtre y pese los sólidos residuales (refinado), obteniéndose R y E.

Este procedimiento se debe realizar para distintas concentraciones de remolacha, 10, 15, 20, 30, 40%

Contacto Múltiple Simple:

Se pesa una cierta cantidad de alimentación F (grs.)

Se mezcla la cantidad de sólidos inertes con 25 ml de disolvente (agua) a una temperatura de 50ºC

proceder al agitado durante el proceso de calentamiento manteniendo Temperatura constante

filtre y pese los sólidos residuales.

El refinado procedente de la primera etapa se pone en contacto con otra cantidad igual de disolvente en la segunda, separando un extracto E2 y un refinado R2, pesar los dos residuales.

Datos y cálculos

Con los datos de la tabla, graficar la curva de retención en diagrama triangulo ractangulo.

Datos experimentales obtenidos

Masa de remolacha Masa media Nylon Masa humeda Masa seca

1 10 0,9 11,3 1,7

2 20 0,7 20,5 2,5

3 15,9 1,8 17,4 3,1

4 30 0,8 30,8 3,8

5 40,1 0,7 42,9 5,4

Volumen de disolvente: 50 ml. De agua

m_c=1,7-0,9=0,8 gr.

Balance general

L_0+V_0=L_1+V_(1 )

L_0+V_0-L_1=V_(1 )=10+50+10,4=49,6 gr.

m_h=a+b+c → m_h-m_s=a+b+c-(a+c)=b

m_s=a+c → a=m_s-c

b=m_h 〖-m〗_s ; c=0,08*m ; a=m_s-c

a b c x_a1 x_b1 x_c1 k=(a+b)/c

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