TRABAJO COLABORATIVO DOS

TRANSFERENCIA DE MASA

PRACTICA No 1

EXTRACCIN LQUIDO LQUIDO

ALVEIRO AMEZQUITA VELASQUEZ - CDIGO: 4.428.175

ALBA LUZ HERRERA ORTIZ - CODIGO: 20404991

GRUPO: 302589_7

TUTOR

HERNANDO HENRIQUE BOHORQUEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

INGENIERIA DE ALIMENTOS

MAYO DE 2013

INTRODUCCION

Transferencia de masa es una ciencia que se encarga de estudiar hechos o acontecimientos basndose de la observacin y la experimentacin por lo que tiene que apelar al examen de la evidencia emprica para comprobarlos

Este trabajo uno se desarrolla con el fin de que nosotros los estudiantes de ingeniera de alimentos gracias a la ayuda que tenemos del virtual plan, podamos de una manera simulada y practica dar soluciones a las diferentes problemticas que surgen como lo es la extraccin liquido-liquido que se encuentra como tema para el estudio de la primera unidad.

La extraccin lquido-lquido es una operacin bsica muy aplicada en la industria de alimentos en procesos tales como la extraccin de vitaminas de soluciones acuosas, al igual que para la obtencin de aceites esenciales de las plantas. Se trata de un mtodo indirecto de separacin debido a que se utiliza la adicin de una o ms sustancias ajenas a la mezcla inicial. Este proceso tiene como fundamento la difusin de materia y se basa en el tratamiento de mezclas lquidas con disolventes selectivos con respecto a ciertos componentes. En la extraccin lquido-lquido, ambas fases son qumicamente muy diferentes, lo que conduce a una separacin de los componentes de acuerdo con sus propiedades fsicas y qumicas. Es importante mencionar que este tipo de extraccin utiliza las diferencias en las estructuras qumicas, en vez de la volatilidad en la que se fundamenta la destilacin. El objetivo de la prctica fue obtener cido actico a partir del vinagre, que es una solucin cida diluida en agua.

MARCO TEORICO

ESTRACCION LQUIDO - LQUIDO

La extraccin lquido-lquido1, tambin conocida extraccin de disolvente, es un proceso qumico empleado para separar una mezcla utilizando la diferencia de solubilidad de sus componentes entre dos lquidos miscibles. Ej.: agua-cloroformo, ter-agua.

El proceso de lixiviacin lquido-lquido separa dos sustancias miscibles o polares (yodo+agua) entre s por medio de una tercera sustancia (tetra cloruro de carbono) que sea miscible con la sustancia a extraer (yodo) pero no sea miscible con la sustancia de separacin (agua).

Este proceso tambin se le conoce como extraccin liquida o extraccin con disolvente; sin embargo, este ltimo trmino puede prestarse a confusin, porque tambin se aplica a la lixiviacin de una sustancia soluble contenida en un slido.

La transferencia del componente disuelto (soluto) se puede mejorar por la adicin de agentes saladores a la mezcla de alimentacin o la adicin de agentes "formadores de complejos" al disolvente de extraccin. En algunos casos se puede utilizar una reaccin qumica para mejorar la transferencia como por ejemplo, el empleo de una solucin custica acuosa (como una solucin de hidrxido de sodio), para extraer fenoles de una corriente de hidrocarburos. Un concepto ms complicado de la extraccin lquido-lquido se utiliza en un proceso para separar completamente dos solutos. Un disolvente primario de extraccin se utiliza para extraer uno de los solutos presentes en una mezcla (en forma similar al agotamiento en destilacin) y un disolvente lavador se utiliza para depurar el extracto libre del segundo soluto (semejante a la rectificacin en destilacin).

1 http://es.wikipedia.org/wiki/Extracci%C3%B3n_l%C3%ADquido-l%C3%ADquido

DESCRIPCION DE LA PRCTICA

Despus de terminada la fermentacin y la estabilizacin del vino, ste se puede llevar hasta una fermentacin actica para la transformacin del alcohol presente a cido actico, terminada esta segunda fermentacin se ha constituido el vinagre. La prctica consiste en la extraccin de cido actico presente en el vinagre (solucin agua - cido actico), extrada mediante un solvente orgnico, en un sistema de extraccin de contacto sencillo. Para lograr separar el cido actico del vinagre, se analiza la efectividad del ter isoproplico como solvente para la separacin de la mezcla, para diferentes concentraciones de mezcla agua / cido actico de una carga de alimento.

OBJETIVO GENERAL

Estudiar el comportamiento sistema de extraccin lquido-liquido de contacto sencillo.

OBJETIVO ESPECFICO

Estudiar la efectividad en selectividad al utilizar benceno, tolueno o furfural como solventes para la separacin.

Evaluar la relacin de alimentacin solvente / vinagre, y determinar cual proporcin es la ms eficiente en la separacin.

LISTA DE EQUIPOS

Extractor lquido lquido

Balanzas.

Bombas de alimentacin de solvente y alimento.

Bombas de descarga de extracto y refinado.

Restricciones

La fase acuosa y el solvente orgnico son parcialmente inmiscibles.

La columna opera en estado estable y no presenta inundacin en los intervalos de operacin considerados en esta prctica.

Se considera un modelo para soluciones diluidas de agua cido actico.

PARAMETROS

PROCEDIMIENTO

El usuario seleccionar el alimento de la mezcla agua cido actico (vinagre) y su composicin msica. El usuario obtendr los valores en masa de solvente, extracto y refinado.

1. Variables de entrada y salida

1.1. Variables de entrada 1.1.1. Caudal de alimentacin de vinagre (solucin cido actico agua) 1.1.2. Composicin msica del alimento.

1.2. Variables de salida 1.2.1. Masa de Extracto

VARIABLES

GUIAS

SIMULADOR DE LA PRCTICA

TABLAS DE RESULTADOS SIMULACION

Practica: Extraccin liquido - liquido

Usuario: Herrera Ortiz Alba Luz

Entrada Salida Composicin msica - alimento (kg)

Masa de vinagre - alimento (kg)

Masa de extracto (kg)

Masa de refinado (kg)

Masa de solvente ter isoproplico (kg)

60 30 79,55 32,77 106,77

60 27 65,6 29,52 96,18

60 23,3 48,44 25,45 82,93

60 20,8 36,77 22,73 74,11

60 18 23,73 19,71 64,13

70 30 70,95 31,38 109,69

70 27 56,91 28,21 98,68

70 23,3 39,53 24,35 85,2

70 20,8 27,78 21,77 76,08

70 18 14,6 18,87 65,8

80 30 64,61 40,29 104,29

80 27 50,19 36,28 93,94

80 23,3 32,37 31,35 81

80 20,8 20,25 27,99 72,35

80 18 6,76 24,19 62,65

90 30 49,96 36,06 103,88

90 27 35,92 32,5 93,55

90 23,3 18,66 28,06 80,68

90 20,8 7,06 25,06 72,01

100 30 40,25 43,76 96,52

100 27 26,23 39,44 86,84

100 23,3 8,93 34,05 74,92

ANALISIS DE RESULTADOS

En la composicion masica del alimento de 70 Kg la masa del solvente alcanza su punto maximo independiente del porcentaje del acido acetico presente en el vinagre; asi mismo la masa del extracto se va incrementando a medida que la composicion masica del alimento disminuye contrario al comportamiento de la masa de refinado donde se evidencia que sta se va disminuyendo aunque en menor proporcion con excepcion de la composicion masica del alimento de 80Kg donde esta se incremeta ligeramente.

La interpretacin de las grficas ser con respecto a la entrada de 60Kg, 80Kg y 100kg de alimentacin de vinagre, y los diferentes % de contenido de acido actico en el vinagre, para establecer qu cantidad de extracto y refinado se obtienen frente a estas variables y el comportamiento de las mismas.

Teniendo en cuenta que las etapas de la extraccin lquido-lquido son: contacto del material por extraer con el disolvente, separacin de las fases formadas, recuperacin del disolvente. Es bastante notoria la gran importancia que representa el mezclado adecuado del disolvente y de la mezcla por tratar realizada en el extractor, ya que los resultados obtenidos (Kg de masa de extracto y Kg de masa de refinado), han determinado que la viabilidad del proceso es el adecuado.

Conclusin del anlisis: Al aumentar la alimentacin de vinagre es ms eficiente la obtencin de extracto de acido actico, y entre menor sea el contenido de % de acido actico en el vinagre se va a obtener menos extracto.

1. Realice un mentefacto entorno a la extraccin lquido-lquido.

SEPARACIN

LIQIIDO-LIQUIDO

OPERACIONES DE SEPARACIN

-SEPARACIN GAS-LIQUIDO.

-SEPARACIN SOLIDO-

LIQUIDO.

-SEPARACIN POR CONTACTO

ENTRE DOS FASES LIQUIDAS

INMISIBLES MEDIANTE LA

ACCIN DE UN SOLVENTE

LQUIDO.

1. Con ayuda del diagrama de flujo de proceso evidenciado durante la simulacin para esta prctica, ubique en este el ingreso de la alimentacin y el solvente, lo mismo que las correspondientes salidas de extracto y refinado.

EXTRACCIN POR:

-CONTACTO SENCILLO.

-CONTACTO MULTIPLE.

-CONTACTO MULTIPLE EN CONTRACORRIENTE.

-CONTACTO DIFERENCIAL EN CONTRACORRIENTE.

-EXTRACCIN CON REFLUJO.

Salida Entrada

EXTRACCIN ACIDO

ACETICO EN VINAGRE

ALIMENTACIN DE VINAGRE

COLUMNA DE EXTRACCIN

Entrada

SOLVENTE ETER

ISOPROPILICO EXTRACTO ACIDO

ACETICO

REFINADO

Salida

BALANCE DE MATERIA

TANQUE CON SOLVENTE

64,58 Kg

ter isopropilico

T= 20C

64,58 Kg

80 Kg

Extracto

vinagre

104,19 kg TANQUE CON

VINAGRE

Masa refinado EXTRACTO

COLUMNA DE EXTRACCION

REFINADO

BIBLIOGRAFIA

RODRIGUEZ, A. (2003). Sistema de extraccin liquido-liquido para mezclas agua-acido actico. Extrado el 17 de abril de 2011 desde http://www.uo.edu.cu/ojs/index.php/tq/article/viewFile/2085/1633

El RINCON DEL VAGO. (2010). Extraccin de lquidos. Extrados el 17 de abril de 2011 desde http://html.rincondelvago.com/extraccion-de-liquidos.html

FONSECA, Vctor Jairo. Transferencia de masa. Modulo acadmico. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD. 02-2007.

LIBRO OPERACIONES UNITARIAS EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS. Ibarz, Albert Barbosa-Cnovas, Gustavo V. Editorial: Mundi-Prensa

http://plantasvirtuales.unad.edu.co/main.php