Ingeniería Bioquímica. Extracción

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ALUMNA:

Leslie Mayrin Hernández Comezaña

CARRERA:

Ingeniería Bioquímica

MATERIA:

Operaciones unitarias III

FACILITADOR:

Ing. Juan Manuel Hernández Espíndola

GRUPO Y MATRÍCULA:

701-A       160B0075

CALIFICACIÓN:

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ACAYUCAN, VER A 15 DE OCTUBRE DE 2019.

• Importancia, características del disolvente, equipos de extracción  y equilibrio.

La extracción líquido-líquido es, junto a la destilación, la operación básica más importante en la separación de mezclas homogéneas líquidas. Consiste en separar una o varias sustancias disueltas en un disolvente mediante su transferencia a otro disolvente insoluble, o parcialmente insoluble, en el primero. La transferencia de materia se consigue mediante el contacto directo entre las dos fases líquidas. Una de las fases es dispersada en la otra para aumentar la superficie interfacial y aumentar el caudal de materia transferida. En una operación de extracción líquido-líquido se denomina alimentación a la disolución cuyos componentes se pretende separar, disolvente de extracción al líquido que se va a utilizar para separar el componente deseado, refinado a la alimentación ya tratada y extracto a la disolución con el soluto recuperado.

Algunos disolventes clorados son:

• Cloroformo
• Cloruro de metileno
• Tetracloruro de carbono
• Éter etílico
• Acetato de etilo
• Tolueno
• Benceno
• Hexano
• Acetona
• Metanol
• Etanol

La elección de una de ellas dependerá de las características de los componentes de la mezcla a separar y, en especial, de los valores individuales y relativos de las relaciones de distribución  de dichos componentes.

• Extracción simple:

Esta técnica consiste en realizar una única equilibración entre ambas fases. Se utiliza cuando el valor de la relación de distribución del componente a separar es elevado mientras que el de los restantes es próximo a cero, de forma que el factor de separación tiene también un valor alto. Para realizar la extracción  simple se utiliza un embudo de decantación, se cierra mediante un tapón de vidrio, su volumen debe ser dos o tres veces superior a la sume de los volúmenes de ambas fases. Se agita vigorosamente para conseguir el mayor contacto posible.

• Extracción continúa:

En esta técnica se utiliza un flujo continuo de disolvente orgánico a través de una disolución acuosa que contiene la mezcla a separar. Si el disolvente es volátil puede ser reciclado mediante destilación y condensación. Con este tipo de extracción puede que no se llegue a alcanzar el equilibrio, dado el corto periodo de tiempo que ambas fases están en contacto, pero el soluto se va eliminando de forma continua de la fase acuosa.

• Extracción contracorriente:

Es aquella en la que ambas fases se mueven en direcciones opuestas y están en contacto continuo. Esta técnica se utiliza en multietapas que consiste en poner después de cada equilibración, cada fase en contacto con porciones nuevas de los dos disolventes, una de las fases queda estacionaria mientras que la otra es móvil.

Aplicaciones

• Separación de compuestos inorgánicos como ácido fosfórico, ácido bórico e hidróxido de sodio.
• Recuperación de compuestos aromáticos.
• Refinación de aceites lubricantes y disolventes
• En la extracción de productos que contienen azufre.
• Obtención de ceras parafínicas
• Desulfuración de productos petrolíferos

Criterios de selección del soluble

• Coeficiente de distribución alto.
• Solventes altamente insolubles.
• Fácil de recuperar.
• Factor de separación alto.
• Diferencias de densidad entre las fases que se forman
• Tensión superficial alta para evitar dispersión de las fases.
• Estable químicamente e inerte con los demás componentes.
• Viscosidad, Pv, Pto de congelación bajos para facilitar manejo
• No toxico, no inflamable, barato y de fácil acceso.

• Diagramas de equilibrio ternario.

En el diseño de una operación de extracción líquido-líquido suele considerarse que el refinado y el extracto se encuentran equilibrio. Los datos de equilibrio que deberán manejarse serán como mínimo los correspondientes a un sistema ternario (dos disolventes y un soluto), con dos de los componentes inmiscibles o parcialmente inmiscibles entre sí.

Una de las formas más habituales de recoger los datos de equilibrio en sistemas ternarios son los diagramas triangulares. Como se muestra un diagrama triangular equilátero. Los vértices del triángulo representan compuestos puros, un punto sobre un lado correspondería a una mezcla binaria y un punto en el interior del triángulo representaría una mezcla ternaria. La composición de una mezcla puede determinarse por lectura directa en el diagrama. La concentración de los componentes en el diagrama se muestra como fracción molar o fracción másica.

En los sistemas de interés para la extracción líquido-líquido los dos disolventes implicados son inmiscibles o parcialmente inmiscibles entre sí. Es decir, su mezcla en las proporciones adecuadas puede dar lugar a la formación de dos fases. Además, la presencia de un soluto modifica la solubilidad de un disolvente en otro.

Las dos fases en equilibrio se encuentran ligadas por una recta de reparto. La recta de reparto pasa por el punto mezcla y sus extremos sobre la curva binodal indican la concentración de las dos fases en equilibrio.

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