República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Universitaria

Universidad del Zulia Facultad de IngenieríaEscuela de Química

Cátedra: Laboratorio de Operaciones Unitarias II

LIXIVIACIÓN

Integrantes:Maria BacaMarialaura ChávezYohelin HuertaElianny HarracaConsuelo RodríguezJesús Montiel

Luis OsorioIsabel RangelCarmen RosseltDiego MercadoLuis FornerinoMiguel Moreno

LIXIVIACIÓN

La lixiviación es un proceso de extracción sólido-líquido, en el cuál se extrae uno o

varios solutos deseados de un sólido, mediante la utilización de un disolvente

líquido apropiado. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos

pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de

los componentes originales del sólido.

EJEMPLOLixiviación del café

1. La preparación del material. 2. El transporte de material a la zona de lixiviación3. Formando pilas4. Bañado o Riego 5. Almacenaje y recuperación

Cómo se utiliza a nivel de un yacimiento:

¿Cuales son los sistemas disponibles para procesarse por lixiviación?

La lixiviación juega un papel importante en el procesamiento metalúrgico de aluminio, cobalto, manganeso, níquel y zinc. Muchos productos orgánicos naturales se separan de sus estructuras originales mediante lixiviación. Por ejemplo el azúcar se separa por lixiviación de la remolacha

con agua caliente Los aceites vegetales se recuperan a partir de

semillas, como las de soya y de algodón mediante la lixiviación con disolventes orgánicos

El tanino se disuelve a partir de diferentes cortezas arbóreas mediante lixiviación con agua

En forma similar, muchos productos farmacéuticos se recuperan a partir de raíces y hojas de plantas. El té y el café se preparan doméstica e industrialmente por operaciones de lixiviación.

Factores que debe cumplir un buen lixiviante

1. Habilidad para disolver el soluto de interés (¿qué tan rápido disuelve al metal?, ¿hasta qué grado?).2. Selectividad (¿qué pasa con los elementos indeseables?).3. Compatibilidad de las soluciones obtenidas con las operaciones siguientes.4. Propiedades no corrosivas (materiales de construcción).5. Facilidad de regenerar o reciclar el reactivo lixiviante.6. Disponibilidad y costo.7. Grado de toxicidad.

Extracción de azúcar de la remolacha utilizando AGUA como solvente extractor

Debido a la gran cantidad de solvente extractor a utilizar y la cantidad del sólido al cual se le realizará la extracción, se tomó en cuenta el que sean materiales de alta disponibilidad y bajo costo; por lo que se decidió elegir el sistema sacarosa-agua, debido a que el agua es un solvente accesible y de bajo costo o gratuito, y la remolacha donde se obtendrá la sacarosa y por ser un vegetal no representa ningún riesgo a los custodios para su manejo ni al medio ambiente, teniendo en consideración que se debe retirar la concha, lavarla y cortarla en cuadros antes de colocarla en el percolador.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPOEl equipo está diseñado para realizar operaciones de separación de sustancias líquidas contenidas en un sólido mediante la utilización de un disolvente que permite que se realice la separación. Está compuesto por un percolador, un rehervidor, un condensador, instrumentos de medida, tuberías, accesorios y válvulas.

Percolador: Fabricado en hierro galvanizado, de forma truncada, y provisto de una canastilla en donde se ubica el sólido en este caso la remolacha al cual se le va a realizar la operación de extracción de su componente líquido (azúcar); está provisto de una tapa también en hierro galvanizado con un empaque de caucho y una brida que permite asegurar la tapa del percolador para evitar las fugas de los vapores que se generan en el proceso, éste también consta de una salida en su parte inferior de una tubería también de hierro galvanizado diseñada para extraer el solvente con el soluto del solido hacia un balón o recipiente.

FIG 1

PRECIO: BSF 80.000http://www.setefer.com

Rehervidor: Éste permite la evaporación del agua para comenzar el proceso, el cual consta de una válvula en su parte inferior, para la liberación del agua caliente, y otra salida en la parte superior para la salida del valor, ambas líneas dirigidas hacia el percolador para comenzar el proceso. A éste rehervidor esta conectado una termocupla la cual mostrará la temperatura del agua dentro del condensador.

PRECIO: BSF 120.000http://www.setefer.com

Bomba Centrífuga: 1/4hpÉsta permite la recirculación de la solución hasta el rehervidor, para retirar la mayor cantidad de soluto posible de la remolacha

PRECIO: 13000 bsF

Niples y válvulas: Los conductos de vapor vivo y el de agua caliente son de hierro galvanizado, la cual posee los siguientes accesorios: codos de 90 grados y válvula

PRECIOS:Niples: hierro galvanizado(50cm) 1652 bsF Válvula: acero inoxidable 3500 bsFCodos: 230 bsFTotal: 300 cm de Niple, Precio total: 9912 bsFCodos: 5 codos, Precio Total: 1150 bsFVálvulas: 3válvulas, Precio total: 10500 bsFFuente: EPA

PRESUPUESTO TOTAL: 235562 BSF

Tanque:Fabricado de hierro galvanizado, se utiliza para Almacenar la solución agua-sacarosa de aproximadamente 1 galón, la cual posee una bomba conectada para su recirculación, y una válvula para el extracto

PRECIO: 1000 BSF

Termocupla: Ésta se encuentra conectada al

rehervidor, para determinar la temperatura del agua dentro del mismo y determinar el momento en que se abrirá

la válvula para dirigir el agua al percolador y comenzar el proceso.

Refractometro:Se utiliza para obtener los grados

Brix, la cual es la medición en porcentaje por peso de sacarosa en

una solución de agua pura. Esta designación de grados Brix es válida sólo para soluciones de

sacarosa pura. La sacarosa pura se extrae de la caña de azúcar o de la

remolacha.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Cortar en cuadros aproximadamente 1 kg de remolacha sin concha, y colocarlo en el percolador sobre una capa de algodón que actuará como filtro de pequeños solidos que puedan extraerse en el extracto.

1. PUESTA EN MARCHA 1.1 Asegurarse que las válvulas de recirculación, salida del tanque y del percolador estén cerradas.1.2 Encender el panel de control mediante la brekera.1.3 Asegurarse que la tapa del percolador esté bien sellada, se procede a verificar la línea de agua a la entrada del percolador asegurándose que la misma esté cerrada.1.4 Se abre la válvula de alimentación al sistema, hasta llegar al nivel establecido (1L), posteriormente cerrarla.1.5 Encender el rehervidor en el panel de control con el botón ON/OFF y verificar con la termocupla la temperatura del mismo hasta llegar a una temperatura establecida.

2. LUEGO DE ALCANZADA LA TEMPERATURA DESEADA

2.1 Abrir la válvula de la línea del rehervidor hacia el percolador, asegurándose que la válvula de residuos en la parte inferior permanezca cerrada.2.2 Permitir que el equipo se estabilice durante unos veinte a treinta minutos, verificando que las condiciones de proceso sean estables de acuerdo con las que se van a manejar en la práctica.2.3 Se puede abrir la línea de disposición del extracto para tomar muestras en intervalos de tiempo, para verificar la obtención de éste.

4. TOMA DE MUESTRA4.1 Medir las propiedades necesarias para cada muestra (índice de refracción, densidad, etc) con el refractómetro4.2 Detener la toma de muestras hasta lograr la o las etapas ideales (hasta que no haya variación de propiedades), según como se haya realizado la práctica.

3. RECIRCULACION

3.1 Cerrar la válvula de salida de agua del rehervidor.3.2 Una vez alcanzado un nivel establecido en el tanque, se enciende la bomba con el botón HL-202 para recircular el agua con la sacarosa al rehervidor nuevamente.3.2 Verificar la temperatura en la termocupla y asegurarse que alcance de nuevo la temperatura deseada.3.3 Al momento de alcanzar dicha temperatura abrir nuevamente la válvula de salida de agua del rehervidor.3.4 Repetir el paso 2

5. PARADA DEL EQUIPO  5.1 Apagar la bomba de recirculación en el botón HL-20, y apagar el panel de control mediante la brekera.5.2 Dejar el equipo durante unos diez minutos para su estabilización.5.3 Desalojar el extracto del percolador por la válvula de extracto.5.4 Extraer el resto de la solución por la válvula de residuo.5.5 Abrir la tapa del percolador para retirar el sólido lixiviado, para luego pesarlo y secarlo (al aire libre o en un secador).5.6 Dejar libre la tapa del percolador y cerrar las válvulas que se encontraban abiertas.

Procedimiento para la medición de la densidad

1.-Medir la temperatura de la muestra2.- Pesar dos picnómetros vacio y registrar la masa, anotar en la Hoja de Datos 3.- Llenar un picnómetro con agua y pesar nuevamente, anotar en la en la Hoja de Datos 4.- Ahora llenar otro picnómetro con la muestra y registrar la masa, anotar en la Hoja de Datos 5.- Por diferencia de pesos se pueden obtener las cantidades de agua y de muestra que habían en el picnómetro. 6.- Con ayuda de la masa y la densidad del agua se puede determinar el volumen que puede contener el picnómetro. 7.- Con el volumen que puede contener el picnómetro y la masa de la muestra se obtiene la densidad de la misma y a su vez

Limpieza de los instrumentos

Limpie la zona de trabajo, así como también lave cada picnómetro y coloque todo en su lugar.

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LOS GRADOS BRIX

Es posible utilizar el refractometro determinar el %Brix por medio de la densidad ó el uso de un refractómetro. Para lo cual se propone la medición de la densidad con el uso de los picnómetros utilizados en la práctica #1. También se plantea el uso del refractómetro utilizado en las practicas #2 y #3, calibrando el mismo con agua pura.

DETERMINACION DE LOS GRADOS BRIX 1. Medir la temperatura de la muestra2. Determinar su densidad o índice de refracción3. Ver el %brix en la tabla n°14. Dado que la tabla N°1 se encuentra a 20°C, se debe corregir por

temperatura si esta es diferente

CORRECCIÓN  Entrar en la tabla n°2 con la temperatura a la que está la muestra y el %brix leído en la tabla n°1 y ver el valor de corrección Se debe restar la corrección si la temperatura es menor a 20°c y si es mayor se suma al %brix leído en tabla n°1

TABLA N°1

Dado que la tabla N°1 se encuentra a 20°C, se debe corregir por temperatura si esta es diferente empleando la siguiente tabla:

Riesgo eléctricos: de encuentran en el suministro de energía eléctrica y panel de control

Riesgo con equipos con alta temperatura: se encuentra en el percolador, rehervidor, tubería que llevan el agua caliente y tanque.

Riesgo con equipos rotatorios: se encuentran el la bomba de recirculación.

Precauciones ambientales: Los implementos utilizados son de baja toxicidad y nada perjudicial al medio ambiente. No se debe desechar el residuo del solido lixiviado en drenajes o desagüe.