Separacion liquido liquido

1. VARIABLES DEPENDIENTES E INDEPENDIENTES

EXTRACCION LÍQUIDO LÍQUIDO

1. VARIABLES INDEPENDIENTES. Aquellas variables que se pueden variar convenientemente de manera tal que se obtenga una mayor eficiencia y rentabilidad en el proceso.

1. EL GRADO ESPERADO DE SEPARACION. Pues si se desea una purificación más eficiente, será necesario la separación en más etapas, lo que implicara un mayor costo asociado a llevar a cabo el proceso de extracción.

1. ELECCION DEL DISOLVENTE.  El disolvente, de acuerdo a nuestra elección puede variar entre uno y otro disolvente en los experimentos de extracción liquido liquido (motivo por el que lo consideramos como variable independiente), es necesario elegir un disolvente orgánico adecuado, más o menos denso que el agua, que sea inmiscible con el agua y capaz de solubilizar la máxima cantidad de producto a extraer pero no las impurezas que lo acompañan en la mezcla de reacción; para tener una influencia positiva en el proceso de separación, es necesario que cumpla las siguientes especificaciones:

• Capacidad (coeficiente de reparto) alto, cuanto mayor sea este coeficiente; menor cantidad de disolvente se necesitara. cuanto mayor sea su coeficiente de reparto entre el disolvente orgánico de extracción elegido y el agua; se producirá una mayor transferencia del producto desde la fase acuosa inicial hacia la fase orgánica.  

•  Selectividad.  La efectividad de un disolvente a los efectos de separación de los componentes. Para que la separación sea posible esta selectividad debe ser distinta de uno, y cuanto más distinta de la unidad sea, más fácil será la separación. De este parámetro dependerá el número de etapas necesarias para una separación dada.

• No corrosivo, no  toxico ni inflamable; aunque, desgraciadamente hay pocos disolventes que cumplan los dos criterios: hay disolventes relativamente no tóxicos pero inflamables como el hexano, otros no son inflamables pero sí tóxicos como el diclorometano o el cloroformo, y otros son tóxicos e inflamables como el benceno. 

• Baja polaridad del disolvente. Porque mientras más polar sea este mas soluble será en aguaos disolventes orgánicos con baja polaridad como el diclorometano, el éter dietílico, el acetato de etilo, el hexano o el tolueno son los que se suelen utilizar como disolventes orgánicos de extracción.

• Fácil de recuperar (Si es posible con un solo flash). Puesto que siempre habrá que recuperar el disolvente para su reutilización, y ordinariamente tal recuperación se realiza por rectificación, resultará indispensable que el disolvente no forme azeótropos con los componentes del sistema.

• Que las volatilidades relativas de éstos respecto a aquél sean lo más alejadas posible de la unidad. Es conveniente que las sustancias que se encuentren en menor cantidad en el extracto fueran las más volátiles. De ser el disolvente el que debe volatilizarse, debe procurarse que su calor latente sea lo menor posible

• Viscosidad , punto de congelación bajos para facilitar manejo

• Poseer una densidad distinta a la de la alimentación para que la separación de fases sea sencilla. Mientras la diferencia de densidades  de las dos fases es mucho mayor; más fácil será el proceso de extracción. Así pues se seleccionarán aquellos disolventes con densidad lo más distinta posible a la mezcla a extraer.

• Barato (depende de la eficiencia) lo que permitirá tener una purificación de sustancias rentable.

• Afinidad por el soluto / Mezcla.

• Inmiscibilidad con el líquido portador (cuanto más polar es un solvente, mas miscible con el agua es). El disolvente debe ser muy poco soluble en agua y no reaccionar con ella.

• Tensión interfacial moderada (existencia de tensión superficial) esto es, cuando se tiene dos líquidos separados por diferencia de densidad en dos fases, baja para permitir la dispersión, pero no demasiado para evitar emulsión; ya que si esta es demasiado baja se formaran emulsiones. Cuanto mayor sea la tensión superficial entre las fases extracto y refinado con mayor facilidad coalescerán sus emulsiones y con mayor dificultad se conseguirá su mutua dispersión. Normalmente la etapa más lenta es de coalescencia y separación de fases, la mezcla se puede favorecer aplicando energía mecánica, por ello se suelen preferir disolventes que proporcionen altas tensiones interfaciales.

• Baja presión de vapor; para no trabajar con equipos de alta presión. Facilita el manejo y almacenamiento.

• Que el resto de componentes no sean solubles en el disolvente de extracción.

1. TEMPERATURA DE OPERACIÓN. Ya que si esta es muy alta se corre el riesgo de que se desnaturalice el complejo activado; esta variable afecta también a la viscosidad y solubilidad.

Un aumento de la temperatura también provocaría un aumento de la solubilidad de la sustancia a extraer en el solvente, pero también ocasionaría que la solubilidad del disolvente y sustancias no deseadas también aumente.

1. GRADO DE VOLATILIDAD DEL DISOLVENTE. El disolvente debe ser poco volátil, ya que  si este es volátil puede producirse cambios en las características del sistema extractivo.1

1. SUPERFICIE DE CONTACTO. Al aumentar la superficie de contacto entre las sustancias al momento de agitar  se permite un equilibrio más rápido del producto a extraer entre las dos fases, lo que traerá consigo también que se produzca una mayor transferencia del producto desde la fase acuosa inicial hacia la fase orgánica.

1. TIEMPO EN QUE EL SISTEMA ALCANZA EL EQUILIBRIO. Es necesario que el soluto se encuentre en la misma forma química en ambas fases y que luego de la agitación se alcance el equilibrio químico dinámico entre ellas; por lo tanto es necesario el tiempo que tarda el sistema en alcanzar el equilibrio es un factor importante a considerar.1

1. CANTIDAD DE VECES QUE SE EMPLEA EL PROCESO DE EXTRACCION. Esta variable será cambiada de acuerdo al grado de pureza del extracto que se desea obtener; sin embargo es coherente considerar que si bien un mayor número de extracciones  produce un extracto casi puro, también se generan gastos asociados a cada proceso de re-extracción.

Después de una primera extracción se produce un reparto del compuesto a extraer entre el disolvente de extracción y la fase inicial. Como la fase inicial suele contener aún una cantidad del compuesto a extraer, variable en función de su coeficiente de reparto entre los dos disolventes implicados, es recomendable repetir el proceso de extracción con nuevas cantidades de disolvente de extracción, para optimizar su separación. A partir de la fórmula del coeficiente de reparto es muy fácil demostrar que es más eficiente una extracción con n porciones de un volumen V / n de disolvente de extracción que una sola extracción con un volumen V de disolvente. Por lo tanto, cuanto mayor sea el número de extracciones con volúmenes pequeños de disolvente de extracción, mayor será la cantidad de producto extraído, o dicho de otra forma, “mejor muchos de poco que pocos de mucho”.

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