Extracción Sólido - Líquido

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE GUTIÉRREZ ZAMORA

Carrera: Química Industrial

Materia: Operaciones Unitarias III

Maestro: José Luis Xochihua Juan

Alumno: Christopher Fleuri Sánchez

Grado: 5to Cuatrimestre 507 - A

T.S.U. Química Industrial

I N D I C E

INTRODUCCIÓN. 3

OBJETIVO. 4

OBJETIVOS ESPECIFICOS. 4

CONCEPTOS BÁSICOS 5

DEFINICIÓN DE LIXIVIACIÓN (EXTRACCIÓN SOLIDO – LIQUIDO). 6

EXPLICACIÓN DEL DIAGRAMA DE EQUILIBRIO. 16

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA COLUMNA DE ESTRACCIÓN SOLIDO – LIQUIDO. 21

CONCLUSIÓN 24

BIBLIOGRAFIA 24

INTRODUCCIÓN.

La operaciones unitarias son de vital importancia en el mundo de la industria química por lo mismo ocurren transformaciones en la materia, tanto en su composición como en su estructura; dichos cambios son producidos mediante reacciones químicas, que son constituyentes de fundamental importancia en el estudio de la química.

Es muy importante el conocimiento acerca de las reacciones químicas para así poder controlarlas, y hacer que los reactivos sigan el camino correcto hasta obtener los productos que se desean.

El desplazamiento de uno o varios de los componentes de una mezcla fluida respecto a la masa global de la misma debido a la acción de una fuerza impulsora (diferencia de concentraciones del componente que se desplaza) se conoce como transferencia de materia. Si ésta se produce entre fases, puede aprovecharse el fenómeno para obtener la separación de los componentes de una mezcla. Las operaciones de separación por transferencia de materia tienen como objetivo la separación de los componentes de una mezcla originalmente homogénea, haciendo posible el paso de algunos de ellos a una segunda fase, con lo que aquélla se pone en contacto. Esta segunda fase a veces es necesario añadirla al sistema, sin proceder de la mezcla original: es el caso de la extracción.

La Lixiviación o extracción solido – liquido, es un proceso en el que un soluto solido se elimina de una matriz solida con un solvente donde se disuelve el soluto. Los ejemplos más conocidos son la preparación de café molido y de té con hojas de té. La mezcla compleja de sustancias que comunican su olor, sabor y efectos fisiológicos al café y al té, se lixivia de los sólidos mediante agua caliente. Una cafetera exprés solo hace que la lixiviación sea más rápida, usando menor volumen de agua. El café y el té instantáneos se preparan lixiviando granos de café molido, u hojas de té, con agua caliente, para entonces secar el líquido y obtener un sólido. Hay muchas otras aplicaciones comerciales de la lixiviación, como por ejemplo lixiviar semillas de soya para obtener aceite de soya (una fuente de biodiesel), lixiviar minerales para recuperar diversos metales y lixiviar hojas vegetales para extraer diversos productos farmacéuticos.

El equipo y la operación de los sistemas de lavado y lixiviación se parecen mucho. En ambos casos se deben poner en contacto un sólido y un líquido, dejar que se equilibren para después separarlos el uno del otro.

Así, el equipo de mezclador-sedimentador también se usa con frecuencia para lixiviar solidos fáciles de manejar. Se han desarrollado varios otros equipos especializados, para mover en contracorriente al sólido y al líquido durante la lixiviación.

En al lixiviación, el soluto es parte del solido al principio, y después se disuelve y pasa al líquido. En el lavado, que se puede considerar como caso especial de la lixiviación, el soluto está contenido en los poros del solido al inicio y el sólido no se disuelve. En la lixiviación, la ecuación de equilibrio suele ser y = x y la tasa de flujo de solidos totales no suele ser constante. Como las velocidades de difusión del solido son bajas, las tasas de transferencia de masas son bajas. Así, el equilibrio puede tardar días en establecerse cuando los trozos son grandes, como en los encurtidos, donde se quiere lixiviar y sacar el exceso de sal o bien puede tardar años, como en la lixiviación de minerales de cobre.

Con la finalidad de proporcionar información importante sobre estos temas, dicha investigación explica los principios, el significado y la definición de algunos concepto de los temas que implican la Extracción Solido - Liquido, y así comprender mucho más la rama maneja las operaciones unitarias en el área de Química Industrial; así con ello entender y dar sentido a el mundo de los procesos donde interfieren.

OBJETIVO.

Establecer todos los parámetros que intervienen en la Extracción Solido – Líquido.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Plantear los fundamentos de la Extracción Solido – Líquido.

Establecer la explicación del Diagrama de Equilibrio.

Identificar y describir los componentes de una columna de Extracción Solido – Líquido.

CONCEPTOS BÁSICOS

DEFINICIÓN DE LIXIVIACIÓN (EXTRACCIÓN SOLIDO – LIQUIDO).

La extracción es una operación de separación por transferencia de materia en la que se ponen en contacto dos fases inmiscibles con objeto de transferir uno o varios componentes de una fase a otra. Si la mezcla original está en fase sólida y se pretende separar de ella un componente (soluto) de otro (inerte) mediante su contacto con una fase líquida (disolvente) que lo disuelve selectivamente, se habla de una extracción sólido-líquido o lixiviación. Es empleada para separar uno o más componentes de una solución sólida, tiene un amplio uso en la industria, donde se emplea desde la metalurgia hasta la obtención de aceites vegetales a partir de semillas. Para llevar a cabo la extracción será necesario, en primer lugar, poner en contacto íntimo las dos fases hasta conseguir la transferencia de soluto de la mezcla original al disolvente. Una vez finalizada esta etapa de transporte de materia, se procede a la separación de las fases, obteniéndose una mezcla de disolvente y soluto llamada “extracto” y una mezcla de la que se ha extraído el soluto, denominada “refinado”, que estará formada por la fase sólida inerte con una parte de la disolución retenida.

El análisis del proceso de extracción sólido-líquido generalmente se lleva a cabo sobre un diagrama triangular, al tratarse de un sistema ternario, que a una presión y a una temperatura determinada se representa mediante un triángulo rectángulo isósceles, tal como se indica en la figura.

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