CONTENIDOEXTRACCIN LQUIDO-LQUIDO2EQUIPOS PARA LA EXTRACCIN LQUIDO-LQUIDO2Equipos de contacto por etapas (Mezcladores-Sedimentadores)2Sedimentadores2Combinaciones de mezcladores-sedimentadores.3Equipos de contacto continuo (diferencial)3USO DE LA EXTRACCIN LQUUIDO-LQUIDO5REFERENCIAS7

EXTRACCIN LQUIDO-LQUIDOLa extraccin lquido-lquido es un proceso para separar componentes en solucin por su distribucin entre dos fases lquidas inmiscibles. Este proceso se conoce tambin como extraccin lquida o extraccin con disolvente. La extraccin lquida engloba transferencia de masa desde una fase lquida a una segunda fase lquida inmiscible con la anterior, el proceso se puede realizar de varias maneras. La transferencia del componente disuelto (soluto) se puede mejorar por la adicin de agentes desaladores, o agentes formadores de complejos a la alimentacin. (Perry & Green, 2012)EQUIPOS PARA LA EXTRACCIN LQUIDO-LQUIDOLos equipos empleados para los contactos lquido-lquido generalmente pueden clasificarse en dos categoras: etapas en cascada y contacto continuo (diferencial).Equipos de contacto por etapas (Mezcladores-Sedimentadores)La funcionalidad de una etapa consiste en contactar los lquidos, permitiendo que tiendan a alcanzar el equilibrio, y de seguido, proceder a la separacin mecnica de dichos lquidos. Debido a que estos aparatos tienen como misin el contacto y la separacin por decantacin de las fases lquidas, tambin se denominan mezcladores-sedimentadores. (Perry & Green, 2012)Sedimentadores Sedimentadores por gravedad; decantadores. stos son tanques en los que una dispersin lquido-lquido sedimenta[footnoteRef:1] y coalesce[footnoteRef:2] de forma continua, y de los cuales los lquidos asentados se extraen continuamente. Los tanques pueden ser horizontales o verticales. El tamao del sedimentador parece que se establece por medio del caudal por unidad de rea horizontal. [1: Sedimentacin: las gotculas aisladas que se asientan o emergen por la fuerza de gravedad en lquidos en reposo se desplazan con mayor rapidez que las esferas slidas. ] [2: Coalescencia: cuando dos o ms gotculas chocan entre s y permanecen en contacto el tiempo suficiente para que la pelcula de la fase continua se vuelva tan delgada que se desarrolle una discontinuidad y permita la comunicacin del lquido.]

Ciclones. Los ciclones han sido sugeridos como los medios sencillos para mejorar, mediante la fuerza centrfuga, la rapidez de separacin de las dispersiones lquidas. Centrfugas. Las centrfugas mecnicas, que son mquinas de alta velocidad se han utilizado durante muchos aos para separar dispersiones lquido-lquido. (Perry & Green, 2012)Combinaciones de mezcladores-sedimentadores. Cualquier mezclador y sedimentador pueden combinarse para producir una etapa y las etapas, a su vez, forman una configuracin en cascada mltiple.Fig. 1 Extractor Graesser

Bomba mezcladora Mezclador-sedimentador de etapas mltiples Kerr-McGee Extractor Fenske Extractor Graesser. Es un recipiente horizontal relleno con los lquidos estratificados ya sedimentados, con una serie de cubetas que giran en torno a la periferia interna y hacen que se derramen gotas de uno de los lquidos sobre el otro. (Ver fig. 1) (Perry & Green, 2012)Equipos de contacto continuo (diferencial) Los equipos de esta categora se suelen disponer para contacto a contracorriente de los lquidos insolubles, en etapas mltiples sin separacin completa repetida de dichos lquidos, uno del otro, entre etapas o su equivalente. (Perry & Green, 2012)En general los equipos se pueden clasificar en las siguientes categoras siguiendo un orden por complejidad creciente en la construccin de sus interiores:I. Extractores que funcionan por la accin de la gravedadFig. 2. Torre de rociada.

A. Sin agitacin mecnica1. Torres de aspersin o de rociada. Son simplemente extractores por gravedad que consisten en torres vacas con dispositivos para introducir y retirar los lquidos por los extremos (vase la Fig. 2) 2. Torres empaquetadas ver Fig. 3. Para un extractor lquido-lquido de este tipo, el espacio vaco de una torre de rociada se rellena con piezas especiales para reducir la circulacin vertical de la fase continua. El relleno reduce el espacio libre disponible para el flujo, pero tambin reduce la altura requerida para la transferencia de masa. (Perry & Green, 2012)Fig. 3 Torre empaquetada y tipos de empaques.

3. Torres de platos perforados (bandejas ranuradas). El lquido ligero fluye por las perforaciones de cada plato y, de ese modo, se dispersa en gotas que se elevan por la fase continua. El lquido continuo fluye horizontalmente por cada plato y pasa al plato inferior por el tubo de descenso. Los platos sirven para eliminar totalmente la recirculacin vertical de la fase continua. Las velocidades de extraccin se ven incrementadas por la coalescencia repetida y la dispersin en gotculas de la fase dispersa. (Perry & Green, 2012)B. Extractores con agitacin mecnica1. Torres con agitadores giratoriosa) Contactores de discos giratorios (RDC). La torre est dividida en compartimentos mediante desviadores horizontales, en forma de donus o deflectores anulares, y dentro de cada compartimento se proporciona agitacin mediante un disco horizontal giratorio, situado en posicin central. b) Torre mezcladora lightnin (columna Oldshue-Rushton). Es similar al RDC. La mayor diferencia con el RDC es que la relacin altura/dimetro de los compartimentos es mayor, cada compartimento est provisto de deflectores verticales, y el mezclado se realiza por medio de rodetes-turbina en vez de discos.c) Columnas de Scheibel de extraccin. Se utilizan secciones empaquetadas de malla tejida en la torre para favorecer la coalescencia con un impulsor o hlice colocado en el centro, entre las secciones empaquetadas para la rotura de las partculas.d) Columna Khni. Utilizan impulsores cerrados montados sobre un eje central.e) Columna de Treybal. Treybal adapt un mezclador-sedimentador de cascada en forma de columna.f) Columna de platos de Karr. Torre agitada mecnicamente en la que se utilizan platos de flujo dual y con accin de movimientos recprocos verticales. (Perry & Green, 2012)

2. Torres pulsantes. Son extractores en los cuales se aplica al contenido lquido un movimiento rpido de vaivn de poca amplitud. Se ha descubierto que la agitacin producida de ese modo hace mejorar las velocidades de extraccin.a. Contenidos de lquido sujeto a pulsacionesb. Platos sujetos a movimientos recprocos (Perry & Green, 2012)II. Extractores centrfugos. Resultan tiles para manejar lquidos de escasa diferencia de densidad y aquellos que tengan tendencia a formar emulsiones.1. Extractor Podbielniak2. Extractor Quadronics3. Extractor Luwesta4. Extractor De Laval (Perry & Green, 2012)USO DE LA EXTRACCIN LQUIDO-LQUIDOEsta operacin se utiliza fundamentalmente cuando la destilacin es impracticable o demasiado costosa. La extraccin lquido-lquido puede llegar a ser ms prctica que la destilacin cuando la volatilidad relativa para los dos componentes se encuentra entre 1.0 y 1.2. En otros casos los componentes a separar pueden ser sensibles al calor, como por ejemplo los antibiticos, o relativamente no voltiles como las sales minerales. (Perry & Green, 2012)Como en la obtencin de la penicilina que se recupera del caldo de fermentacin por extraccin con un disolvente, tal como acetato de butilo, despus de disminuir el pH para obtener un coeficiente de particin favorable. El disolvente se trata despus con una disolucin tampn de fosfato para extraer la penicilina del disolvente y obtener una disolucin acuosa purificada, a partir del cual se obtiene eventualmente la penicilina por secado. (McCabe, Smith, & Harriott, 1991)Uno de los principales usos de la extraccin es separar los productos del petrleo que tienen diferente estructura qumica pero aproximadamente el mismo intervalo de ebullicin. Las fracciones de aceite lubricante (Te.>300C) se tratan con disolventes polares de baja temperatura de ebullicin tales como fenol, furfural o metilpirrolidona, para extraer los aromticos y dejar que el aceite contenga fundamentalmente parafinas y naftenos. (McCabe, Smith, & Harriott, 1991)Al igual que muchas separaciones de metales se llevan a cabo comercialmente por extraccin de soluciones acuosas, como cobre-hierro, uranio-vanadio y tantalio-columbio. (Geankoplis, 1998) Por lo general un proceso de extraccin requiere normalmente:1. Extraccin lquido-lquido2. Recuperacin del disolvente3. Separacin del disolvente en el refinado (Perry & Green, 2012)Varios ejemplos de procesos de extraccin lquido-lquido eficaces dese el punto de vista de costos incluyen la recuperacin del: cido actico en agua utilizando ter etlico o acetato de etilo. De compuestos fenlicos en agua con acetato de butilo, o con ter isoproplico, o con metil isobutil cetona.El disolvente se recupera por destilacin y el refinado se desolvata mediante separacin con vapor. (Perry & Green, 2012)El proceso Udex es un proceso de fraccionamiento lquido-lquido eficaz desde el punto de vista econmico para la separacin de aromticos desde alifticos utilizando como disolvente dietiln o trietilenglicol. Otros procesos similares a ste usan sulfolane (tetrahidrotiofeno-1,1-dixido) o NMP (N-metil-pirrolidona) como disolvente. (Perry & Green, 2012)Otro ejemplo del efectivo inters econmico del proceso de la extraccin lquido-lquido es el empleado para la recuperacin del uranio desde los licores de lixiviacin del mineral. En este caso los disolventes, fosfatos de alquilo en keroseno, son recogidos por extraccin lquido-lquido usando una solucin separadora, y el refinado no requiere desolvatacin porque la solubilidad de los disolventes en agua es extremadamente baja. La utilidad econmica de un proceso de extraccin lquido-lquido depende bsicamente del disolvente seleccionado y de los procedimientos utilizados para la recuperacin del disolvente y la desolvatacin del refinado. (Perry & Green, 2012)

REFERENCIASGeankoplis, C. J. (1998). Proesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Mxico: Continental.McCabe, W. L., Smith, J. C., & Harriott, P. (1991). Operaciones Unitarias en Ingeniera Qumica. Espaa: McGraw-Hill.Perry, R. H., & Green, D. W. (2012). MANUAL DEL INGENIERO QUMICO. Espaa: McGraw-Hill.

Mariela Mada Ortz Cruz.Pgina 2