informe extraccion solido-liquido 2014

7/25/2019 Informe Extraccion Solido-liquido 2014

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DEPARTAMENTO DE TECNOLOGA QUMICAPROGRAMA NACIONAL DE FORMACIN

PROCESOS QUMICOSEL TIGRE ESTADO ANZOTEGUI

PRCTICA 3EXTRACCIN SLIDO-LQUIDO

FECHA DE REALIZACIN DE LA PRCTICA: 12/3/21!ENTREGA DEL INFORME: 2"/3/21!

SECCIN: Q-1 GRUPO: #

F$%&'&($)*+$: E'$,*+$)* P*+:Ing. Yesenia Tiapa TSU CI

Duerto Anglica 19.941.348

Guevara Dawill 18.679.479i!ne" #essica $%.737.867&rta 'arlos $%.17$.744(angel )ariannis $%.*47.9*4Torres avier 19.984.761+egas (oseanne $1.178.$%*,lvare" Isa-el 17.$63.3$%'u!ana ean 1$.439.*83lovera (osa 13.$*7.1*4)arcano /uriann0 $%.171.*91&speales 2aren 19.786.3%7(a!re" o5a 19.437.794

Ara0 uglenis 17.746.439ut /lisa 13.788.%66Gon"le" :ranc0 17.*9$.64%)ago )ara 16.%77.$*6;re" Arin 17.*9$.71$(orgue" or0 16.$$%.8*3

E' T&.+0 $+* 21!


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NDICE GENERAL

;g.

(/(I'A===............................................................................. %7

;(&'/DI)I/T& /?;/(I)/TA===========........... 13

)AT/(IA/ Y


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NDICE DE ANEXOS

3


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;g.A/?& 1. DIAG(A)A D/ /@======...

A/?& $. )


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DEPARTAMENTO DE TECNOLOGA QUMICAPROGRAMA NACIONAL DE FORMACIN

PROCESOS QUMICOSEL TIGRE ESTADO ANZOTEGUI

PRCTICA 3EXTRACCIN SLIDO-LQUIDO

FECHA DE REALIZACIN DE LA PRCTICA: 12/3/21!ENTREGA DEL INFORME: 2"/3/21!

SECCIN: Q-1 GRUPO: #

RESUMEN

/ntre las operaciones unitarias ue tienen co!o 5uncin la separacin e unsoluto por contacto con un isolvente se encuentra la liCiviacin. a liCiviacin oeCtraccin slioEluio se -asa en la isolucin pre5erencial e uno o !sco!ponentes e una !e"cla slia en un isolventeF a travs e !ecanis!os propiose trans5erencia o i5usin e !asa. /s por ello ue en la presente eCperiencia sellev a ca-o el proceso e eCtraccin e a"Bcar e la re!olac#aF sieno este elo-etivo principalF e!plenose co!o isolvente agua a *%' ue puo 5luir a travse un lec#o 5io e re!olac#a rallaaF #asta ue el soluto 5ue cu-ierto por co!pleto

por el solventeF tie!po espus el cual se to!aron !uestras el eCtracto o-teniocaa 1% !inutos 0 se !ii el nice e re5raccin ue sirvi para eter!inar laconcentracin e a"Bcar e caa una. ;ara ello se constru0 la curva concentracin vsnice e re5raccin e soluciones preparaas con a"Bcar co!ercial. 'on los atosconseguios ta!-in se eter!in la cantia e a"Bcar en la re!olac#aF elporcentae e reni!iento en caa !uestra 0 se constru0 la gr5ica e la cantia ea"Bcar eCtraa en 5uncin el tie!po.:inal!ente el porcentae e reni!iento el

*

F$%&'&($)*+$:Ing. Yesenia Tiapa


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proceso 5ue e 6*F$ H consierao acepta-le este valor entro el rango eeCtraccinF lo ue inica ue se cu!pli el o-etivo propuesto.

INTRODUCCIN

/n la naturale"a los !etales no suelen encontrarse en estao puroF por lo ue

se #ace necesario para !uc#as aplicaciones en la via separarlos para

!a0or aprovec#a!iento e sus propieaes. a operacin unitaria e eCtraccin

slioEluio tiene co!o o-etivo !oi5icar las coniciones e una eter!inaa

cantia e !asa para conseguir una 5inaliaF en la cual se separan los

constitu0entes solu-les e un slio inerte con un solvente. /l proceso co!pleto e

eCtraccin suele co!prener la recuperacin por separao el solvente 0 el soluto.

a eCtraccin slio E luio es una e las operaciones unitarias !s antiguas

ue se conocenF 0 reci-e iversos no!-res segBn la tcnica e!pleaa para llevarla a

ca-oF co!o por ee!plo liCiviacinF lavaoF in5usinF ecoccinF elucinF entre otros.

a isolucin selectiva e un co!ponente ue 5or!a parte e un slioF en un

isolvente luio en el cual es insolu-le el resto el slioF representa el principio e

la operacin. /l co!ponente solu-le puee ser slio o luio 0 estar incorporaoF

co!-inao u!ica!enteF asor-io o !antenio !ecnica!ente en la estructura el

!aterial insolu-le.

/n !uc#os casos la sustancia ue se esea eCtraer est roeaa

co!pleta!ente por el !aterial insolu-leF por lo ue el isolvente e-e i5unirse

entro e la !asa slia 0 la solucin resultante se e-e i5unir #acia el eCterior

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/l proceso se ve 5avorecio por el au!ento e la super5icie por unia e

volu!en e slios ue se e-an liCiviar 0 por la is!inucin e las istanciasraiales ue el isolvente e-e atravesar ese la super5icie al interior el slio. a

!oliena o is!inucin e ta!ao contri-u0e a a!-as cosasF pero se e-e tener

cuiao al elegir el ta!ao opti!o el slioF 0a ue partculas !u0 peueas

i5icultan la circulacin el isolventeF restano e5iciencia a la operacin

/s i!portante !encionarF ue la velocia 0 e5iciencia e la eCtraccin es

a5ectaa por i5erentes 5actoresF principal!ente por auellos ue tienen relacin

irecta con la solu-ilia e los co!ponentes ue se esean eCtraerF los 5actores son

los siguientesJ te!peraturaF concentracin el solventeF ta!ao e las partculasF

porosia 0 agitacin.

/n la presente eCperiencia e la-oratorio se llevar a ca-o la eCtraccin el

a"Bcar e la re!olac#a a travs e un proceso continuo e liCiviacin con el 5in e

eter!inar la cantia e a"Bcar en la re!olac#aF la concentracin e a"Bcar por caa

!uestra 0 por unia e tie!po 0 el porcentae e reni!iento e too el proceso.

.

7


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#ASES TERICAS

E(+$%%&45 64'&)*-'&78&)* * '&&9&$%&45

a eCtraccin slio luio o liCiviacin es una operacin para separar los

constitu0entes solu-les e un slio inerte con un solvente. /l proceso co!pleto e

eCtraccin suele co!prener la recuperacin por separao el solvente 0 el soluto.

a eCtraccin slioKluio tiene gran i!portancia en un gran nB!ero eprocesos inustriales. /n !etalurgia en la eCtraccin eJ co-re con cio sul5BricoF

oro con cianuroF etc.

)uc#os prouctos orgnicos naturales se separan e sus estructuras originales

!eiante liCiviacin. ;or ee!plo el a"Bcar se separa por liCiviacin e la re!olac#a

con agua calienteL los aceites vegetales se recuperan a partir e se!illasF co!o las e

so0a 0 algon !eiante liCiviacin con isolventes orgnicosL el tanino se isuelve a

partir e races 0 #oas e plantas. /l t 0 el ca5 se preparan !eiante tcnicas 0

euipo !u0 si!ilares a los utili"aos en las veraeras operaciones e liCiviacin.

Ae!sF los precipitaos u!icos con 5recuencia se lavan e sus aguas !ares

a#erias !eiante tcnicas 0 euipo !u0 si!ilares a los utili"aos en las veraeras

operaciones e liCiviacinF co!o en el lavao e licor e sosa custica el car-onato

e calcio precipitao espus e la reaccin entre Cio e calcio 0 car-onato e

soio.

P+$+$%&45 )' 64'&)*

/l Cito e una liCiviacin 0 la tcnica ue se va a utili"ar epenen con

!uc#a 5recuencia e cualuier trata!iento anterior ue se le puea ar al slio. /n

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algunos casosF las peueas partculas el !aterial solu-le estn co!pleta!ente

roeaas e una !atri" e !ateria insolu-le. /ntoncesF el isolvente se e-e i5unir

en la !asa 0 la solucin resultante se e-e i5unir #acia el eCterior antes e poer

lograr una separacin. /sto es lo ue sucee con !uc#os !ateriales !etalBrgicos. atrituracin 0 !oliena e estos slios acelerar -astante la accin e liCiviacinF

porue las porciones solu-les son entonces !s accesi-les al isolvente.

os cuerpos vegetales 0 ani!ales tienen una estructura celularF los prouctos

naturales ue se van a liCiviar a partir e estos !ateriales se encuentran general!ente

entro e las clulas. i las parees celulares per!anecen intactas espus e la

eCposicin a un isolvente aecuaoF entonces en la accin e liCiviacin intervienela s!osis el soluto a travs e las parees celulares. Mste puee ser un proceso

lento. in e!-argoF !oler el !aterial lo su5iciente!ente peueo co!o para li-erar el

contenio e las clulas es poco prctico 0 algunas veces inesea-le.

O+$%&*56 5 6($)* 5* 6($%&*5$+&*

as operaciones en estao no estacionario inclu0en aullas en ue los slios

0 los luios se ponen en contacto Bnica!ente en 5or!a e lotes 0 ta!-in aullas

en ue un lote el slio se pone en contacto con una corriente ue 5lu0e

continua!ente el luio N!too por se!ilotesO. as partculas slias gruesas

general!ente se tratan en lec#os 5ios !eiante !toos e percolacinF !ientras ue

los slios 5ina!ente iviiosF ue pueen !antenerse !s 5cil!ente en

suspensinF pueen ispersarse en too el luio con la a0ua e algBn tipo e

agitaor.

;'*%&)$) ) (+$%%&45

a velocia e eCtraccin es a5ectaa por los siguientes 5actoresJ

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Te!peratura 'oncentracin el solvente Ta!ao e las partculas ;orosia Agitacin

Al au!entar la te!peratura se au!enta la velocia porue la solu-ilia es

!a0orF el au!ento e te!peratura es !u0 usao en procesos e reaccin u!ica. a

te!peratura !Ci!a para caa siste!a est li!itaa porJ el punto e e-ullicin el

solventeF el punto e egraacin el proucto o el solventeF solu-ilia e

i!pure"as 0 por econo!a.

a concentracin el solvente es i!portante para soluciones acuosasF e-io a la

saturacin 0 a la eCistencia e reacciones u!icasF es e poca i!portancia cuano la

eCtraccin es controlaa por i5usin. a reuccin e partculas tiene gran

i!portanciaF porue au!enta el rea e contacto 0 is!inu0e el tie!po necesario

para la eCtraccinF so-re too para slios e -aa porosia.

a porosia per!ite ue el luio penetre a travs e los canales 5or!aos por

los poros entro el slioF au!entano as el rea activa para la eCtraccin. a

agitacin a una !a0or e5iciencia en la eCtraccin e-io a ue is!inu0e la pelcula

e 5luio ue cu-re la super5icie el slio en reposo 0 ue actBa co!o una

resistencia a la i5usin.

/l euipo puee ser e etapas o e contacto continuoL algunas inustrias reuieren

un tipo especial e euipoF pero en general las os tcnicas usaas sonJ rociar el

luio so-re el slio o su!ergir el slio co!pleta!ente en el luioF el euipo

usao en caa caso epene !uc#o e la 5or!a 5sica e los slios 0 el costo.

;artculas trituraas NgranesO son trataas en lec#os 5ios por !toos e

1%


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percolacin. ;artculas !olias N5ina!ente iviiasO son puestas en suspensin en

tanues llenos e solvente por !eio e agitacin.

os principales !toos para eCtraccin e partculas trituraas sonJ

/Ctraccin en el sitio /Ctraccin e !ontn Tanues percolaos iste!a e !ultietapa en contracorriente.

T+$(8+$ ) L&&9&$%&45

;or lo general se esea reali"ar la liCiviacin a te!peratura lo !s elevaas

posi-le. as te!peraturas elevaas proucen la !a0or solu-ilia el soluto en el

isolvente 0F en consecuencia concentraciones 5inales !a0ores en licor e liCiviacin.

A te!peraturas elevaas la viscosia el luio es !enor 0 !a0ores las

i5usiviaesL esto incre!enta la rapie" e liCiviacin.

E78&'&,+&*

/n la liCiviacinF sie!pre ue est presente una cantia su5iciente e

solvente para isolver too el soluto ue entra con el slio 0 no eCista asorcin el

soluto por el slioF el euili-rio se alcan"a cuano el soluto se isuelve por co!pleto

0 la concentracin e la solucin ue se 5or!a es uni5or!e. Tal conicin puee

alcan"arse 5cil!ente o con i5icultaF epenieno e la estructura el slio. /stos

5actores se consieran al tratar la e5iciencia e las etapas. uponieno ue se cu!plenlas coniciones necesarias para ue se alcance el euili-rioF la concentracin el

luio retenio por el slio ue sale e una etapa cualuiera es la !is!a ue la el

luio ue so-re 5lu0e e la !is!a etapa.

#$'$5% ) $(+&$

11


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e supone ue se #a cargao el tanue e percolacin con un slio 5ina!ente

iviio 0 se #a pasao a travs e l una cantia su5iciente e solvente co!o para

consierar ue el slio 0a est agotao.

;osterior!ente se ea un tie!po su5iciente para ue escurra la solucin

posi-le.


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AP solvente

P slio puro insolu-leF li-re e soluto 0 solvente.

'P soluto

CP 5raccin en peso No en !asaO en la 5ase luia.0P 5raccin en peso No en !asaO en la 5ase slia.

De acuero con la e5inicin e 5raccin !sica escrita se tiene ueJ

0 P 's Q NAs R'sO L C P '1 Q NA1 R '1O

/n oneJ'sJ soluto ue se encuentra en la 5ase sliaF 0a sea ue est presente en la estructura

el slio o isuelto en el luio asociao.

AsJ solvente asociao a la 5ase slia.

'1J soluto isuelto en la 5ase luia.

A1J solventeF en la 5ase luia.

De acuero con el concepto e euili-rio e5inio para la operacin e liCiviacinF se

cu!ple ueJ

0e P CeF

La ecuacin anterior representa una recta de pendiente m=1 en el diagrama x vs y.

a cantia e luio re!anente ue uea asociao a un slio liCiviao

epene e varios 5actoresL entre ellos se estacan la ensiaF la viscosia el

5luio 0 la tensin super5icial. /n las operaciones e varias etapas se pueen presentarue la cantia e luio retenio o re!anente sea la !is!a a la salia e caa

etapa. /n este caso el -alance e !ateriales se 5acilita puesto ue las curvas o lneas

e operacin sern sie!pre rectas en los iagra!as C vs 0.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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;ara el estuio el proceso e eCtraccin slioEluioF se sigui la siguiente

ruta eCperi!entalJ

A< DETERMINACIN DE LA CONCENTRACIN DE AZ=CAR EN

LA REMOLACHA

#< PROCESO DE EXTRACCIN

14

Pesar 150 g de

Remolacha

Colocar dentro

de un cilindro

de 500 ml

Completar el volumen con

agua a 50 C aprox.

Licuar por 15 min. Y luego

filtrar una pequea

muestra

!gregar car"#n activado$

filtrar % determinar &ndice

de refracci#n.

Llenar con aguael dep#sito del

solvente.

Colocar enfuncionamiento

el sistema derecalentamiento.

Rallarlaremolacha %

pesar 1 'g.


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C< CUR;A DE CALI#RACIN

1*

Colocar el s#lidoen la malla e

introducirla en elextractor.

(acer fluir el aguaal extractor hasta qel nivel este 5 a 10

cm por encima$tomar el tiempo.

!"rir la v)lvula delextractor % a*ustarhasta o"tener uncaudal entre +0 a

+5 ml,min.

!"rir la v)lvula delextractor % a*ustarhasta o"tener uncaudal entre +0 a

+5 ml,min.

-omar muestras delextractor cada 10

min. edir n/hasta

que sea constante.

edir la - deentrada$ salida del

extractor %reservorio del

solvente.

!l terminar elproceso$ cerrarv)lvulas % medirvolumen retenido

del extracto % su n/

edir el volumenacumulado de

extracto % su n/

para los "alancesde masa.

antener ctte entoda la operaci#n %mantener nivel del

liquido en elreservorio del

solvente.

P+$+$+ '$ %8+9$ )%$'&,+$%&45 %*5 $>%$+

%*+%&$'

L$6 %*5%5(+$%&*56 )'$6 6*'8%&*56 ),5

6+ '$6 6&.8&5(6:


16/33

EQUIPOS REACTI;OS ? MATERIALES NECESARIOS

Remolacha

Agua

16

1@ @ B33@ ""@@ 333@ 2@ 2@ 12@"20 3130 1" B

M)&+ ' 5)&% )++$%%&45 ) %$)$ 85$

) '$6 6*'8%&*56

G+$&%$+C*5%5(+$%&45 96 IR

G+$&%$+C*5%5(+$%&45 96

T&*


17/33

'ilinro grauao 'ron!etro 'ar-n Activao (e5ract!etro

;lanta ;iloto e /Ctraccin olio S uio

TA#LAS DE DATOS

T$,'$ 1 C$8)$' T+$(8+$ ) 6$'&)$

17


18/33

C$8)$' '/&5< T+$(8+$ ) 6$'&)$ *C%$+ 5 '$ +*'$%$

M$6$ ) 86(+$ R*'$%$0 .< 5)&% ) R+$%%&45 ND

1*% 1F336

T$,'$ 3 D(+&5$%&45 ) %*5%5(+$%&45 ) $>%$+ 5 '$ +*'$%$ T4+&%$%$+ (+$)$ +&5($'%$+ .%$+ 8F4

M86(+$ . ) $>%$+ 9F6

4. CLCULO EL PORCENTAE DE RENDIMIENTO PARA CADA

MUESTRA.

/l reni!iento se calcul a travs e la siguiente ecuacinJ

H( P gra!os e a"Bcar eCtraos a un tie!po eter!inao C 1%% gra!os e a"Bcar en ali!entacin

M86(+$ 1:;ara un tie!po P 1% !inF se o-tuvo un reni!iento eJ

3%


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De igual !anera se procei para con el resto e las !uestras. os reni!ientos en

5uncin el tie!po se presentan en la ($,'$ ! ) +68'($)*6

M86(+$ 2: ( P 6%

M86(+$ 3: ( P *%F7

M86(+$ !: ( P *%F7

M86(+$ : ( P 6%

M86(+$ ": ( P 64F6

M86(+$ : ( P 73F8

[(P6*F$

G+&%* 1(epresentacin el nice e re5raccin +s 'oncentracin e A"Bcar.

31


32/33

G+&%* 2 (epresentacin e la 'oncentracin e a"Bcar +s Tie!po e /Ctraccin.

3$


33/33

G+&%* 3 (epresentacin e la 'antia e A"Bcar eCtraa +s Tie!po.

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