UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DE SUR OCCIDENTE INGENIERÍA EN PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

  UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

CENTRO UNIVERSITARIO DE SUR OCCIDENTE

INGENIERÍA EN PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

INGENIERÍA DE ALIMENTOS V

Ing. Marvin Sánchez

[pic 1]

Proceso de extracción líquido – sólido.

Andrea María de Fátima López...........................201441292

Henry Eleazar Ordoñez Joaquín......................... 201341824

María Jimena López Burgos............................... 200942091

Ilse Grisell Barrillas………………………….... 201242150

Jorge Alfredo Martínez Pinzón………………... 201044516

Heber Antonio Hernández Grijalva…………… 201443833

Mazatenango, Suchitepéquez, 15 de febrero de 2017

ÍNDICE

Contenido                                                                                          Pág.

1.        INTRODUCCIÓN        1

2.        OBJETIVOS        2

3.        PROCESO DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-SÓLIDO        3

3.1.        Procesos de lixiviación para sustancias biológicas        3

3.2.        Equipo de extracción        4

3.3.        Extractores con lecho fijo.        4

3.3.1.        Extractores de contacto simple.        4

3.3.2.        Sistemas de múltiples contactos        5

3.4.        Extractores continuos de lecho móvil        5

3.4.1.        Extractor Bollmann        6

3.4.2.        Extractor Hildebrandt        7

3.4.3.        Extractor Bonotto        7

3.4.4.        Extractor Rotocel        8

3.5.        Aplicaciones en industria de alimentos.        9

3.5.1.        Extracción de azúcar de remolacha        9

3.5.2.        Elaboración de café instantáneo.        9

3.5.3.        Elaboración de té instantáneo.        10

3.5.4.        Extracción de aceites vegetales        10

4.        CONCLUSIONES        11

5.        RECOMENDACIONES        12

6.        REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        13

7.        APÉNDICES        14

7.1.        Preguntas sugeridas por el grupo.        14

7.2.        Resumen        15

1. INTRODUCCIÓN

La industria de alimentos lleva a cabo multitud de procesos y operaciones unitarias en todos sus ámbitos. Dentro de esa variedad de operaciones, las que se dedican a la transferencia de materia tienen una importancia muy marcada. Las operaciones unitarias de transferencia de materia se pueden utilizar para extraer compuestos útiles de algún tipo de materia que no es de utilidad y, dependiendo del estado físico de las fases, se puede clasificar en varias categorías.

El tipo de extracción de interés en este documento es el que combina las fases sólidas y líquidas para extraer un soluto importante de la fase sólida. Este proceso, conocido también como lixiviación, tiene múltiples aplicaciones en industria de alimentos y diversas formas de aplicación.

En este documento se ha hecho una compilación tanto del equipo utilizado como de las aplicaciones en industria de alimentos. Se pretende hacer una breve descripción del proceso de lixiviación, una descripción de las fases y de cómo interactúan.

Los distintos equipos que se presentan están clasificados de acuerdo a cómo se procesa el sólido en su interior, siendo éstos de lecho fijo o de lecho móvil. Posteriormente se describen de manera muy breve los procesos de la industria alimentaria en los que esta operación unitaria forma parte.

1. OBJETIVOS

1. Objetivo general

Identificar métodos para realizar la extracción sólido-liquido.

1. Objetivo Especifico

Estudiar las operaciones implicadas para el proceso de lixiviación.

Conocer  los diferentes equipos utilizados en la industria en la extracción sólido-líquido.

1. PROCESO DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-SÓLIDO

Muchas sustancias biológicas, así como compuestos inorgánicos y orgánicos, se encuentran como mezclas de diferentes componentes en un sólido. Para separar el soluto deseado o eliminar un soluto indeseable de la fase sólida, ésta se pone en contacto con una fase líquida. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos se difunden desde el sólido a la fase líquida, lo que permite una separación de los componentes originales del sólido. Este proceso se llama, lixiviación líquido-sólido o simplemente, lixiviación. Cuando la lixiviación tiene por objeto eliminar con agua un componente indeseable de un sólido, el proceso recibe el nombre de lavado.(Geankoplis, 1998)

1. Procesos de lixiviación para sustancias biológicas

En la industria de procesos biológicos y alimenticios, muchos productos se separan de su estructura natural original por medio de una lixiviación líquido-sólido. Un proceso importante es la lixiviación de azúcar de las remolachas con agua caliente. En la producción de aceites vegetales, se emplean disolventes orgánicos como hexano, acetona y éter, para extraer aceite de cacahuate, soya, semillas de lino, semillas de ricino, semillas de girasol, semillas de algodón, harina, pasta de palo e hígado de hipogloso. En la industria farmacéutica se obtiene una gran diversidad de productos por lixiviación de raíces, hojas y tallos de plantas. En la producción de café “instantáneo” soluble, el café tostado y molido se somete a una lixiviación con agua pura. El té soluble se fabrica por lixiviación de hojas de té con agua. El tanino se extrae de las cortezas de árboles por lixiviación con agua.(Geankoplis, 1998)

En un proceso de extracción sólido-líquido las operaciones implicadas son:

1. Cambio de fase del soluto. Esta etapa se considera prácticamente instantánea.
2. Difusión del soluto a través del disolvente contenido en los poros del sólido inerte.
3. Transferencia del soluto desde las inmediaciones de la interface sólido-líquido hasta el seno de la masa principal de disolvente. (Facultad de Ciencias UGR, 2016)

Los factores más importantes que influyen sobre la velocidad de extracción son:

1. Tamaño de las partículas sólidas.Evidentemente cuanto más pequeñas sean, mayor es la superficie interfacial y más corta la longitud de los poros. Por tanto mayor es la velocidad de transferencia. Sin embargo, tamaños excesivamente pequeños pueden hacer que las partículas se apelmacen dificultando la extracción.
2. Tipo de disolvente.El disolvente debe ser lo más selectivo posible y se recomienda de baja viscosidad.
3. Temperatura. Un aumento de la temperatura favorece la solubilidad y aumentan los coeficientes de transferencia de materia. El límite superior se fija atendiendo a criterios de calidad del producto, criterios económicos y de seguridad con respecto al disolvente.
4. Agitación del disolvente-soluto.Favorece la transferencia por aumento de coeficientes de transferencia de materia en la interface sólido-líquido. Además se evita la sedimentación y apelmazamiento de las partículas sólidas. (Facultad de Ciencias UGR, 2016)

1. Equipo de extracción

Los aparatos utilizados en los procesos de extracción sólido-líquido son muy variados, siendo difícil una clasificación clara. Algunos autores los clasifican según el tamaño de partícula sobre la que se va a realizar la extracción de soluto. Otros lo clasifican según el disolvente a utilizar sea o no volátil, o bien si interesa o no su recuperación.

Teniendo presente esta consideración, los extractores se clasifican según el método de contacto, englobándose en tres grandes apartados; debiéndose tener presente que en esta clasificación no se hallan incluidos todos los tipos de extractores existentes.(Ibarz Ribas, 2005)

1. Extractores con lecho fijo.

1. Extractores de contacto simple.

Este tipo de extractores consta, esencialmente, de un depósito o recipiente abierto con un falso fondo como se muestra en la figura 1. Las partículas sólidas se colocan en el depósito sobre el falso fondo, que suele ser de un tipo de filtro o rejilla; distribuyéndose el disolvente sobre la superficie del sólido, de forma que se realiza una percolación de aquél sobre éste. La disolución resultante atraviesa el falso fondo, pudiéndose recoger como extracto. En muchos casos el disolvente se añade en tal cantidad que en realidad la carga se halla sumergida en el disolvente.(Ibarz Ribas, 2005)

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