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12.7
12.7 Extracción a continua contracorriente en etapas múltiples
EXTRACCIÓNACONTINUACONTRACORRIENTEENETAPAS
MÚLTIPLES 12.7A
Introducción
En la sección 12.5 se usó un contacto de equilibrio en una sola etapa para transferir el soluto de una fase líquida a otra. Para transferir más soluto se puede repetir el contacto en una sola etapa, mezclando la corriente de salida LI con disolvente nuevo Vz, como se muestra en la figura 12.5-6. De esta manera se logra un mayor porcentaje de extracción del soluto Sin embargo, este procedimiento desperdicia corriente de disolvente y además, da lugar a la formación de un producto diluido en las corrientes de salida de extracto. Para usar menos disolvente y obtener una corriente de extracto de salida más concentrada, generalmente se usa el contacto a contracorriente en etapas múltiples. Muchas de las ecuaciones fundamentales de la absorción de gases a contracorriente y de la rectificación, son las mismas o similares a las que se usan en la extracción a contracorriente. Debido a que las dos fases líquidas suelen ser altamente solubles entre sí, las relaciones de equilibrio en la extracción son más complicadas que en la absorción y en la destilación.
12.7B
Extracción continua a contracorriente en etapas múltiples
El flujo del proceso para este método de extracción es el mismo que se describió en la figura 10.3-2, y que se muestra en la figura 12.7-1. La corriente de alimentación que contiene el soluto que se va a extraer, entra por un extremo del proceso y la corriente de disolvente entra por el otro. Las corrientes de extracto y de refinado fluyen a contracorriente de etapa a etapa, y los productos finales son la corriente de extracto VI que sale de la etapa 1, y la corriente de refinado LN que sale de la etapa N. Estableciendo un balance en todas las etapas N, ll 1.
Proceso a contracorriente y balance general.
(J
,=
(12.7-1)
,=
donde representa los kg totales/h(lb,/h) y es una constante, LO es el flujo de alimentación de entrada en kg/h, VN es el gasto de entrada del disolvente en kg/h, VI es la corriente de extracto de salida, y LN es la corriente de refinado de salida. Llevando a cabo un balance general con respecto al componente C, Lo%0 + v,
Extracto
1Yclv+
= 4vxcN+
VlYCl
(12.7-2)
= Mh
Disolvente
ziJrEI>rn~
Alimentación
F IGURA 12.7-1.
Refinado
Diagrama de jlujo de un proceso continuo de extracción a contrncorriente en etapas múltiples.
800
12.8 Introducción y equipo para lixiviación líquido-sólido
\
YN+
Linea de equilibrio
-k-l
-õ 15
F IGURA 12.7-6.
Solucidn para la extraccidn con líquidos inmiscibles. ejemplo 12.7-3.
Solución: Los valores disponibles son = 100 kgfh, x0 yN = 0.0005, XN = 0.0010. Los fluidos inertes son L’ = L(l -x) = Lo (1 -x0)
V’= V(1 -y)=
, (1
lOO(1
0.0010, VN + , = 200 kgih,
0.010) = 99.0 kg de agua/h
yN 1) = 200(1
0.0005) = 199.9 kg de queroseno/h
Se efectúa un balance de todo el conjunto en usando la ecuación (12.7-12) y se encuentra y1 = 0.00497. Estos últimos puntos de la lí& de operación están marcados en la figura 12.76. A partir de que estas soluciones están co.mpletamente diluidas, la linea es recta. También se muestra a línea de equilibrio. El número de etapas se escalona y se obtiene N= 3.8 etapas teóricas.
12.8 12.8A
INTRODUCCIÓN Y EQUIPO PARA LIXIVIACIÓN LÍQUIDO-SÓLIDO Proceso de
lixiviach
Muchas sustancias biológicas, así como compuestos inorgánicos y orgánicos, se encuentran como mezclas de diferentes componentes en un sólido. Para separar el soluto deseado o eliminar un soluto indeseable de la fase sólida, ésta se pone en contacto con una fase líquida. Ambas fases entran en contacto intimo y el soluto o los solutos se difunden desde el sólido a la fase líquida, lo que permite una separación de los componentes originales del sólido. Este proceso se llama lixiviación líquido-sólido o simplemente, lixiviación. La operación unitaria se puede considerar como una extracción, aunque el término también se refiere a la extracción líquido-líquido. Cuando la lixiviación tiene por objeto eliminar con agua un componente indeseable de un sólido, el proceso recibe el nombre de lavado. 1.
Introducción.
2. Procesos de lixiviación para sustancias biológicas. En la industria de procesos biológicos y
alimenticios, muchos productos se separan de su estructura natural original por medio de una livixiviación líquido-sólido. Un proceso importante es la lixiviación de azúcar de las remolacha con agua caliente. En la producción de aceites vegetales, se emplean disolventes orgánicos como hexano,
