Facultad de ciencias matamáticas, FÍsicas y químicas






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fecha de publicación31.10.2015
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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS MATAMÁTICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS

Operaciones Unitaria III

DOCENTE:

Ing. Carlos Moreira

INTEGRANTES:

Albán Zambrano Caroline

Cedeño Menéndez Martha

Centeno Chinga Cinthya

Curso:

9no “E” Ing Química

Fecha:

20 de Julio del 2015

EQUIPOS DE LIXIVIACIÓN

LIXIVIACIÓN

La lixiviación consiste en la remoción o extracción de un componente soluble (soluto) contenido en un sólido mediante un solvente apropiado.

La lixiviación es una operación de transferencia de masa por lo que es indispensable que exista un contacto íntimo entre el solvente y el soluto contenido en el sólido.



APLICACIONES DE LA LIXIVIACIÓN

EXTRACCION DE COMPONENTES DESEADOS:

  • EXTRACCIÓN DE AZUCAR DE LA CAÑA O REMOLACHA





  • FABRICACIÓN DE CAFÉ Y TE SOLUBLES (INSTANTANEOS)





  • EXTRACCIÓN DE ACEITES DE SEMILLAS OLEAGINOSAS



EXTRACCIÓN DE COMPONENTES, TALES COMO:

  • PIGMENTOS, ACEITES ESENCIALES



  • PECTINA, GOMAS (CARREGENINA,GOMA GUAR,GOMAXANTANO)



  • VITAMINAS, COLAGENO (OBTENCION DE GELATINA)



EXTRACIÓN DE COMPONENTES NO DESEADOS

  • CAFEINA ,LACTOSA,COLESTEROL,GRASA



  • LAVADO DE ALIMENTOS

Actualmente existe una creciente demanda por alimentos de alto valor añadido, en donde ya sea que se: incorporen principios activos, tales como vitaminas, aceites esenciales, agentes antioxidantes, aromas o bien que se eliminen sustancias del producto, tales como cafeína, lactosa, colesterol, grasa, etc. Los sistemas de extracción de componentes comprenden tanto las técnicas tradicionales de percolación e inmersión, como las nuevas tecnologías de extracción mediante fluidos supercríticos.

EQUIPO UTILIZADO PARA LA EXTRACCIÓN DE COMPONENTES POR LIXIVIACIÓN
LIXIVIADOR POR PERCOLADOR


PERCOLADORES POR CARGA
Se trata de un gran tanque circular o rectangular de fondo falso. Los sólidos que se van a lixiviar se dejan caer al tanque hasta una profundidad uniforme. Se rocían con un disolvente hasta que su contenido de soluto se reduce hasta un mínimo y a continuación se excavan. El flujo en contracorriente del disolvente a través de una serie de tanques es habitual, entrando nuevo disolvente al tanque que contiene el material más agotado. Algunos tanques funcionan a presión, para contener disolventes volátiles o incrementar el índice de percolación. Una serie de tanques a presión que funcionan con flujo de disolvente en contracorriente se denomina batería de difusión.
http://www.monografias.com/trabajos81/tratamiento-biologico-medio-adherido/image003.jpg


PERCOLADOR CONTINÚO
Los sólidos gruesos se lixivian, también, mediante la percolación en equipos de lecho móvil, incluyendo clasificadores basculantes de plataforma sencilla o múltiple, equipos de contacto mediante cestos y transportadores horizontales de bandas.
Estos son:

Extractor tipo Bollman

Extractor tipo Rotocel

Percolador de Banda sinfín

Extractor tipo Kennedy

EXTRACTOR TIPO BOLLMAN

Este tipo de extractor es muy peculiar, ya que cuando trabajamos con sólidos resulta muy difícil operar de forma continua, sin embargo este tipo de extractor lo permite. Es una unidad elevadora de cestas diseñada para manejar de 2.000 a 20.000 kg/h de solidos desmenuzables. Los cubetos (cestas) con el fondo perforado se colocan en una banda con movimiento sinfín. Los sólidos secos, alimentados a los cestos que descienden, se rocían con disolvente parcialmente enriquecido. Al elevarse, los cestos, en la otra sección de la unidad, los sólidos se rocían con disolvente puro en contra corriente. Los sólidos agotados se descargan de los cestos, en la parte superior de la unidad a un transportador de palas y el disolvente enriquecido se impulsa desde el fondo de la unidad.



EXTRACTOR TIPO ROTOCEL

Está formado por compartimientos en forma anulares, con pisos permeables al líquido que giran alrededor de un eje central. Los compartimientos pasan de forma sucesiva por el punto de alimentación, por un conjunto de rociadores de disolvente, una sección de drenaje y una de descarga (donde el fondo tiene una abertura para descargar los sólidos extraídos) . la zona de descarga es continua al sector o zona de alimentación. La extracción en contracorriente se logra con la alimentación de disolventes fresco, únicamente en el último compartimiento anterior a la descarga, y lavando los sólidos en cada compartimiento den el efluente recirculado que procede del compartimiento siguiente.

http://image.slidesharecdn.com/1raexpopresentacionlixivicion-140702174114-phpapp01/95/lixivicion-45-638.jpg?cb=1404322947

EXTRACTOR TIPO KENNEDY

En este equipo, el disolvente fluye por gravedad de camara a camara, en contracorriente con el movimiento de los solidos. Esta compuesto por una serie lineal de camaras horizontales a traves de las cuales se desplazan, en sucesión, los solidos a lixiviar por medio de un impulsador, de velocidad lenta. Existe la posibilidad de efecutar drenajes entre las etapas cuando el impulsor provoa la elevación de los solidos por encima del nivel de liquido antes de vaciarlo en la siguiente camara.

Aquellos en que las particulas solidas se dispersan en un liquido y, posteriormente, se separan de el.

SISTEMA CONTINUO DE EXTRACTORES SÓLIDO-LÍQUIDO POR PERCOLACIÓN



BATERÍA DE LIXIVIADORES POR PERCOLACIÓN



LIXIVIADOR POR INMERSIÓN

En este equipo la superficie helicoidal se p para que el disolvente pueda atravesar la hélice en contra corriente. Los tornillos sinfín están diseñados de modo que permitan la compactación de los sólidos durante su paso por la unidad. Existen ciertas posibilidades de que se produzca perdidas de disolvente y un flujo excesivo de alimentación, por lo que el funcionamiento más adecuado está limitado a solidos ligeros y permeables.



EXTRACTOR TIPO BONOTTO

Consiste en una columna dividida en compartimientos cilíndricos mediante la disposición de platos horizontales espaciados a distancias iguales. Cada plato tiene una abertura radical (rendija) colocada a 180° con respecto a las aberturas de los platos situados inmediatamente por encima y por debajo y que se limpian mediante un raspador radical giratorio. Alternativamente, los platos pueden montarse sobre un eje horizontal coaxial y rotar sobre palas estacionarias. Los sólidos caen como una cortina en el disolvente que fluye hacia arriba por le torre. Los sólidos son retirados pr el fondo del equipo mediante un tornillo sinfín y un compactador.



EXTRACCIÓN MEDIANTE FLUIDOS SUPERCRÍTICOS

La tecnología de fluidos supercríticos emplea generalmente CO2, que en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico, se mantiene en un estado con propiedades intermedias entre líquido y gas lo que lo convierte en un potente disolvente Esta tecnología se está utilizando a nivel industrial para la obtención de extractos herbales a partir de plantas aromáticas, extractos de especias para colorantes y aceites esenciales, desalcoholización de bebidas como la cerveza, extracción de colesterol de aceites, extracción de la cafeína del café, entre otros Algunas ventajas son que se emplean temperaturas menores que con solventes orgánicos por lo que el producto no se daña, además de ser no inflamable, no tóxico, no cancerígeno, no corrosivo y no genera residuos.

EXTRACCIÓN POR LIXIVIACIÓN

Factores a controlar en una lixiviación:

1) Tipo de solvente a utilizar

2) Temperatura del proceso

3) Tamaño de partícula del sólido


  • Selección del Solvente a utilizar

- El solvente empleado debe solubilizar al soluto (agua  azúcar; alcohol  pectina y gomas; solventes orgánicos  grasas y aceites)

- El solvente ideal es el agua (bajo costo, no tóxica, no inflamable, no corrosiva), sin embargo no siempre tiene una capacidad de extracción adecuada.

- El solvente empleado debe tener el mayor coeficiente de transferencia de masa posible.

  • La Temperatura del Proceso

Al aumentar la temperatura del proceso aumenta la solubilidad del soluto en el solvente aumenta el coeficiente de difusión del solvente en las partículas de sólido Lo que provoca una mayor velocidad de extracción Sin embargo, temperaturas muy elevadas pueden deteriorar el producto o provocar la evaporación del solvente Se debe encontrar la temperatura más adecuada para cada caso en particular.

  • Tamaño de partícula del sólido

Cualquiera que sea el método de extracción empleado, generalmente la materia prima (sólido) que contiene al soluto debe acondicionarse (corte, trituración, molienda) para propiciar el contacto con el solvente y facilitar su extracción.








Tamaño de partícula del sólido

Las partículas pequeñas crean una mayor área interracial entre el sólido y el líquido y una distancia más corta para que el soluto se difunda a través de la partícula y alcance la superficie .Pero si el tamaño de partícula es demasiado pequeño, se forman conglomerados que impiden la circulación de solvente entre las partículas y dificultan su separación del solvente provocando que las partículas de sólido puedan ser arrastradas con el solvente.



Velocidad de Extracción



Dónde:

dE/dt]= velocidad de extracción ()

Kl]= coeficiente de transferencia de masa (m/s)

A=área interracial)

Cs=concentración del componente soluble en la interface. Como se considera que en la interface existe una solución saturada,

Cs = concentración de saturación de la solución a la temperatura del proceso (fracción masa)

C=concentración del componente soluble en la masa del solvente (fracción masa)

INFLUENCIA DE LAS VARIABLES DE PROCESO EN LA VELOCIDAD DE EXTRACCIÓN



TIPO DE SOLVENTE A UTILIZAR Kl

TEMPRATURA DEL PROCESO Cs

TAMAÑO DE LA PARTICULA DEL SOLIDO A

Bibliografía

  • http://repositorio.uchile.cl/tesis/uchile/2012/cf-lopez_ea/pdfAmont/cf-lopez_ea.pdf

  • http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/mlci/lixiv_introd.pdf

  • https://es.scribd.com/doc/39872456/40/Lixiviacion-por-percolacion

  • http://www.conocimientosweb.net/dcmt/ficha8608.html

  • http://app1.semarnat.gob.mx/dgiraDocs/documentos/bcs/estudios/2012/03BS2012M0005.pdf

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