PROCESO DE EXTRACCIÓN SÓLIDO-LIQUIDO Y EVAPORACIÓN AL VACÍO

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

SECCIÓN INGENIERÍA INDUSTRIAL[pic 1]

LABORATORIO DE PROCESOS INDUSTRIALES

PRACTICA N° 1

PROCESO DE EXTRACCIÓN SÓLIDO-LIQUIDO Y EVAPORACIÓN AL VACÍO

FECHA DE REALIZADA LA PRÁCTICA:        01/04/2014   

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME:                07/04/2014

2014

ÍNDICE

I.     Introducción                                                        

II.    Revisión Literaria

III.   Metodología y Presentación de datos

IV.   Cálculos y tratamiento de datos

V.    Resultados y discusión

VI.   Conclusiones

VII.  Recomendaciones

VIII. Cuestionario

IX.   Fuentes de Información

X.    Anexos

1. INTRODUCCION

Como objetivo general del presente laboratorio se tiene el reconocimiento de las operaciones que se siguen en el Extractor Sólido-Líquido y el Evaporador al vacío. A lo largo del desarrollo se podrá conocer la lógica de los equipos mencionados y también realizaciones de los balances de masa de la materia prima e implementos a utilizar, finalizando con los balances de energía por operación.

El Extractor Sólido-Líquido lo utilizamos  para remover, extraer o separar uno o varios compuestos de una mezcla. La extracción permite una recuperación máxima del producto partiendo de la materia prima, como por ejemplo: colorantes, conservantes, texturizantes, etc.

El Evaporador al vacío es un proceso en el cual la presión del interior de la caldera del evaporador está por debajo de la presión atmosférica. Lo cual permite reducir la temperatura de ebullición del líquido a evaporar. Esto contribuye ventajas técnicas como la de poder destilar líquidos con alto punto de ebullición o evitar la descomposición de sustancias sensibles a temperaturas altas.

Los objetivos específicos del laboratorio fueron reconocer las operaciones dentro de estos dos procesos, además de  realizar  el  balance de masa y energía tanto en el extractor como en el evaporador y por ultimo identificar las variables que afectan el producto. En esta ocasión nosotros hemos tenido como materia prima el maíz morado y como insumo una solución acuosa al 20% de etanol.

II.  REVISION LITERARIA

EXTRACCION SOLIDO LÍQUIDO o LIXIVACIÓN

Es un proceso por el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido. Las dos fases entran en contacto y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo cual genera una separación de los componentes originales del sólido.

Ejemplos:

• Los aceites vegetales se recuperan a partir de semillas. Por ejemplo, los de soya y de algodón mediante la lixiviación con disolventes orgánicos.
• La extracción de colorantes se realiza a partir de materias sólidas por lixiviación con alcohol.
• El azúcar se separa por lixiviación de la remolacha con agua caliente.

Este proceso también es utilizado por la metalurgia, ya que se utiliza mayormente en la extracción de algunos minerales como oro, plata y cobre. En la ciencia geológica se entiende como lixiviación al proceso de lavado de un estrato de terreno o capa geológica por el agua. Como también por placas ácidas encontradas en las sales que disuelven casi cualquier material sólido. También se aplica en la ecología para indicar el desplazamiento hacia los ríos y mares de los desechos y excrementos. Es considerado el fenómeno de desplazamiento de nutrientes siendo estos arrastrados por el agua, provocado este a su vez por la deforestación antropogénica; es decir causada por el hombre.

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Para este proceso se utiliza el siguiente equipo:

Extractor Soxhlet

Se aplica para analitos (componentes o muestras) que no se pueden separar por volatilización (en fase gas) pero sí son extraíbles empleando un disolvente orgánico adecuado.

La aplicación de este tiene como ventaja la eficacia en el proceso de remojo de la fase sólida.

El esquema del equipo es el siguiente:

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Tomado de: http://www.cenunez.com.ar/archivos/39-extraccinconequiposoxhlet.pdf el 04 de abril del 2014

III. METODOLOGÍA Y PRESENTACIÓN DE DATOS

En el laboratorio hemos estudiado dos procesos: extracción solido –liquido y evaporación al vacío.

1. Extracción Solido-Liquido 

Materia Prima e Insumos:

• Como materia prima, el maíz morado.
• Como solvente, se empleo una solución acuosa al 20% de etanol.

Equipos y Materiales:

• Entre los materiales se tienen: el termómetro, cronómetro, refractómetro digital, probeta de 500 mL, baldes de plástico de 20 L y una jarra de plástico de 50mL.
• Los equipos utilizados fueron el extractor sólido-líquido.

Metodología:

• Primero se pesó la materia prima (la cual  ya había sido lavada y cortada en rodajas de aproximadamente  3cm, debido a que no teníamos suficiente tiempo).
• El siguiente paso es preparar 20 L de solución acuosa al 20% de etanol la cual se va a utilizar en el extractor. Además se adiciona 10 L al evaporador.
• Introduce las rodajas y la solución hasta que pueda iniciar la recirculación.
• Al encender la maquina se dan las indicaciones de tomar los datos de la temperatura y controlarlo cada cierto tiempo
• Terminada la extracción se pesa la materia inerte (residuo del maíz) y se mide el volumen de la solución empleada en este proceso.
• Se traslada el líquido obtenido del extractor hacia el evaporador al vacío.

El flujo del extractor lo podemos observar en el Anexo1.

1. Evaporación al vació

Materia Prima:

• El liquido obtenido del extractor

Equipos y Materiales:

• Cronómetros, baldes de plástico de 20L, refractómetro digital, equipo de evaporación al vacío.

Metodología:

• Se enciende el equipo para lograr una presión menor a la atmosférica.
• El evaporador al vacío trabaja con un motor que se alimenta de agua, este absorbe todo el aire que se encuentre en el interior del evaporador.
• Durante la evaporación se procede a la toma de datos de la temperatura, posteriormente se anota el volumen del liquido que sale del evaporador y las condiciones finales de la operación.

El flujo de la operación se puede ver en el Anexo 2.

Presentación de los Resultados Experimentales

• EXTRACCIÓN SOLIDO-LÍQUIDO

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