INDICE1. Introduccin22. Extraccin slido-lquido22.1 Extraccin slido-lquido discontinua22.2 Extraccin slido-lquido continua33. Factores que influyen en la extraccin slido-lquido33.1 Tamao de las partculas slidas33.2 Tipo de disolvente33.3 Temperatura33.4 Agitacin del disolvente-soluto34. Equipos usados en la extraccin slido-lquido34.1 tanques de percolacin44.2 Batera de difusin (Percolacin en tanques cerrados)54.3 tanques con agitacin (solidos gruesos)54.4 Tanques con agitacin (slidos finos)64.5 Agitador Door74.6 Clasificadores74.7 Extractor tipo Rotocel74.8 Extractor de Kennedy84.9 Extractor de Bollman84.10 Extractor horizontal continuo94.11 Extractor de Hildebrandt94.12 Extractor Bonoto105. Aplicaciones de la extraccin slido-lquido106. Referencias11

Paola TenesacaSptimo Ciclo Ingeniera Qumica11

EQUIPOS DE EXTRACCIN SLIDO-LQUIDO1. IntroduccinLos equipos de extraccin solido - lquido son muy importantes dentro de la industria qumica por esta razn en este artculo se tratara los principales equipos usados en esta operacin unitaria. Antes de describir a cada una de estos equipos y su forma de operacin, se tratara acerca de que es la extraccin slido-lquido y las condiciones que se deben dar para que se cumpla este proceso, finalmente se describir las aplicaciones que tiene la extraccin solido-liquido.2. Extraccin slido-lquidoEs un proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un slido, mediante la utilizacin de un disolvente lquido. Ambas fases entran en contacto ntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el slido a la fase lquida, lo que produce una separacin de los componentes originales del slido.

La extraccin slido-lquido puede ser de dos tipos:2.1 Extraccin slido-lquido discontinuaEste tipo de extraccin consistente en aadir el disolvente a la mezcla contenida en un vaso de precipitados, un matraz o una cpsula de porcelana, en fro o en caliente, agitar o triturar con ayuda de una varilla de vidrio y separar por filtracin la disolucin que contiene el producto extrado y la fraccin insoluble que contiene las impurezas.2.2 Extraccin slido-lquido continuaLa extraccin slido-lquido suele ser mucho ms eficiente cuando se hace de manera continua, la mezcla slida a extraer contenida dentro de un cartucho o bolsa de celulosa que se coloca en la cmara de extraccin. El paso del disolvente orgnico con parte del producto extrado al matraz inicial, permite que el mismo disolvente orgnico vuelva a ser vaporizado, repitiendo un nuevo ciclo de extraccin, mientras que el producto extrado, no voltil, se va concentrando en el matraz.3. Factores que influyen en la extraccin slido-lquido3.1 Tamao de las partculas slidas: cuanto ms pequeas sean, mayor es la superficie interfacial y ms corta la longitud de los poros. Por tanto mayor es la velocidad de transferencia. Sin embargo, tamaos excesivamente pequeos pueden hacer que las partculas se apelmacen dificultando la extraccin.3.2 Tipo de disolvente: El disolvente debe ser lo ms selectivo posible y se recomienda de baja viscosidad.3.3 Temperatura: Un aumento de la temperatura favorece la solubilidad y aumentan los coeficientes de transferencia de materia. El lmite superior se fija atendiendo a criterios de calidad del producto, criterios econmicos y de seguridad con respecto al disolvente.3.4 Agitacin del disolvente-soluto: Favorece la transferencia por aumento de coeficientes de transferencia de materia en la interfase S/L. Adems se evita la sedimentacin y apelmazamiento de las partculas slidas.4. Equipos usados en la extraccin slido-lquidoLos equipos de extraccin solido-liquido se pueden clasifican de acuerdo a su forma o mtodo de operacin, adems la eleccin del equipo de extraccin depender de la forma fsica de los slidos y de las dificultades y costo de manejo. Cuando las operaciones de extraccin se realizan por lotes o semilotes se habla de un estado no estacionario) Y cuando se trabaja en condiciones totalmente continuas se trata de un estado estacionarioEntre los equipos de extraccin ms conocidos tenemos:

De acuerdo al sistema de operacin en estado no estacionario tenemos los siguientes equipos:4.1 tanques de percolacinSe trata de un gran tanque circular o rectangular de fondo falso. Los slidos que se van a lixiviar se dejan caer al tanque. Se rocan con un disolvente hasta que su contenido de soluto se reduce hasta un mnimo y a continuacin se excavan. Algunos tanques funcionan a presin, para contener disolventes voltiles.

4.2 Batera de difusin (Percolacin en tanques cerrados)Cuando el disolvente es voltil o el lecho de slidos poco permeable, es necesario utilizar depsitos cerrados que operen a presin, para facilitar que el disolvente atraviese el lecho. Tambin se necesitara una temperatura superior a la de ebullicin. Comnmente se les conoce como batera de difusin de Robert. Es usado en la industria para extraer caf, t, aceite y azcar de la remolacha.

4.3 tanques con agitacin (solidos gruesos)Estos tanques se utilizan cuando se requiere evitar que el disolvente circule a travs de canales adems se tiene una lenta e incompleta lixiviacin subsecuente, esto se puede evitar mediante la agitacin del lquido y el slido en tanques de lixiviacin. Estos equipos se operan por lotes (una sola etapa). Y se pueden utilizar en bateras colocadas para trabajar a contracorriente.Estos tanques son de tres tipos distintos:1. Tanques cilndricos verticales cerrados con remos o agitadores sobre ejes verticales y fondo falso para el drenado de la solucin al final del proceso.

2. Tanques horizontales, con el agitador colocado sobre un eje horizontal.

3. El tanque de extraccin es un tambor horizontal y el slido y el lquido se golpean dentro mediante la rotacin del tambor sobre rodillos.

4.4 Tanques con agitacin (slidos finos)Tanque Pachuca: Es un depsito cilndrico con un fondo cnico, provisto de una tubera central conectada a un suministro de aire (aire comprimido). La agitacin se lleva a cabo pasando aire a travs de la suspensin: las burbujas de aire ascienden a travs del tubo central y causan el flujo ascendente del lquido y del slido suspendido en el tubo, provocando la circulacin vertical del contenido del tanque.

Con relacin al modo de operacin en estado estacionario los extractores se clasifican en:

4.5 Agitador DoorEs un depsito cilndrico de fondo plano, equipado con elevador central de aire situado en el interior de un eje hueco que gira lentamente. En el extremo inferior de este eje van sujetos unos rastrillos que arrastran el material slido hacia el centro a medida que sedimenta que es captado por el elevador de aire. En el extremo superior del eje, el aire se descarga en el interior de una artesa perforada que distribuye la suspensin uniformemente sobre la superficie del lquido del depsito (lavadores). Tambin tiene unas tuberas de aire auxiliares para favorecer la eliminacin de slido sedimentado.

4.6 ClasificadoresSe trata de una unidad continua en la que se obtiene flujo en contracorriente. Los slidos se introducen en la parte inferior de un tanque, que tiene un fondo inclinado y que est parcialmente lleno de disolvente. El disolvente entra por la parte superior y fluye en direccin opuesta a la del slido. Los rastrillos (movimiento de elevacin y circular), raspan los slidos en forma ascendente a lo largo del fondo del tanque y fuera del lquido.

4.7 Extractor tipo RotocelConsta de una cmara cilndrica vertical cerrada, dentro de la cual va girando un tanque cilndrico dividido en compartimentos (18), cuyo fondo es en forma de cua y se halla perforado.Los slidos se cargan en los compartimentos y se rocan sucesivamente con miscelas cada vez ms diluidas, hasta llegar al disolvente puro. El lquido atraviesa el lecho y se recoge en el fondo.

4.8 Extractor de KennedyLos slidos se lixivian en una serie de tinas y se empujan de una a otra mediante unos remos para formar una cascada. El disolvente fluye a contracorriente de cmara a cmara por gravedad. Unas perforaciones en los remos permiten el drenado de los slidos entre etapas; los slidos se desprenden de cada remo por raspado.

4.9 Extractor de BollmanConsta de un elevador de cangilones que est encerrado en una cmara vertical. Los cangilones perforados se cargan con el slido en la parte superior y a medida que van descendiendo se rocan con una disolucin. En esta zona el slido y la disolucin descienden en corrientes paralelas. El lquido percuela a travs del slidos de canasta a canasta, y se recoge en el fondo como extracto, y se separa. Las celdas con slido parcialmente agotado suben por la parte izquierda y se les agrega disolvente puro (a contracorriente).

4.10 Extractor horizontal continuoEs una variacin de extractor de Bollman, por lo general se utiliza para extraer el aceite de semillas vegetales

4.11 Extractor de HildebrandtExtractor de inmersin total. Consta de tres elementos montados en U. El slido se carga por uno de los brazos verticales y se hace avanzar hasta el otro con un tornillo sin fin de paletas perforadas para que el disolvente pueda atravesar la hlice.El disolvente se alimenta por el brazo y los slidos circulacin en contracorriente. En el conducto de salida del extracto existe un filtro que evita que el slido salga por esta lnea.

4.12 Extractor BonotoConsiste en una columna dividida en compartimentos cilndricos mediante la disposicin de platos horizontales espaciados a distancias iguales. Cada plato tiene una abertura radial, colocada 180 con respecto a las aberturas de los platos situados inmediatamente. El slido cae al plato inferior una cortina en el disolvente que fluye hacia arriba (en contracorriente).

5. Aplicaciones de la extraccin slido-lquido

Las aplicaciones importantes de la extraccin slido-lquido en la industria son: Extraccin de aceites vegetales y grasas animales que se recuperan a partir de semillas, como los de soja y de algodn mediante la lixiviacin con disolventes orgnicos como: ter de petrleo, hexano, etc. Extraccin de colorantes a partir de materias slidas por lixiviacin con alcohol o soda. En el tratamiento de los minerales concentrados y otros materiales que contienen metales, la lixiviacin se efecta por medio de un proceso hmedo con cido que disuelve los minerales solubles y los recupera en una solucin cargada de lixiviacin. Metalurgia Extractiva: para trabajar los minerales principalmente oxidados. Obtencin de azcar. Fabricacin de t y caf instantneo. Lavado de precipitados.La extraccin slido-lquido tambin tiene aplicaciones dentro de otros campos como son: En ecologa para indicar el desplazamiento hacia los ros y mares de los desechos y excrementos, adems de otros contaminantes como pueden ser los fertilizantes; producido por el mismo proceso indicado para el fenmeno qumico. En geologa en el proceso de lavado de un estrato de terreno o capa geolgica por el agua.6. Referencias1. Extraccin slido- lquido y recuperacin del disolvente: obtencin del aceite de girasol [En lnea]. [Consultado el 21 de Junio de 2015]. Disponible en: http://fciencias.ugr.es/practicasdocentes/wpcontent/uploads/guiones/ExtraccionSolidoLiquido.pdf2. Extraccin. Tipos de Extraccin [En lnea]. [Consultado el 21 de Junio de 2015]. Disponible en: http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/extraccio_tip.html3. Operaciones bsicas de transporte de materia. Lixiviacin [En lnea]. [Consultado el 21 de Junio de 2015]. Disponible en: http://iqtma.cps.unizar.es//components/com_docman/dl2.php?archive=0&file=T0JfVGVtYV8xM18yMDExXzEyLnBkZg4. Lixiviacin [En lnea]. [Consultado el 21 de Junio de 2015]. Disponible en: http://www.slideshare.net/DiegoRobertoRivasCubas/lixivicion5. Extraccin Slido-Lquido [En lnea]. [Consultado el 21 de Junio de 2015]. Disponible en: http://procesosbio.wikispaces.com/Extracci%C3%B3n+s%C3%B3lido-l%C3%ADquido