EXTRACCI

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UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL
OPERACIONES UNITARIAS

• EXTRACCIÓN

LUNA VILLARREAL SHARON FABIOLA
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EXTRACCIÓN

• La extracción es una operación unitaria de
  transferencia de materia basada en la disolución
  de uno o varios de los componentes de una mezcla
  en un disolvente selectivo. Aprovecha, por tanto,
  la diferencia de solubilidades de los componentes
  de la mezcla en el disolvente añadido. Se hace la
  distinción entre la extracción líquido-líquido y
  la extracción sólido-líquido (llamada también
  lixiviación) según que la materia a extraer esté
  en un líquido o en un sólido respectivamente

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TIPOS

• Extracción liquido- liquido
• Extracción solido- liquido

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EXTRACCIÓN LÍQUIDO - LÍQUIDO
Esquema idealizado de una operación de extracción
líquido-líquido.

• La extracción líquida, llamada algunas veces
  extracción con disolventes, es la separación de
  los componentes de una solución líquida por
  contacto con otro líquido insoluble. Si las
  sustancias que componen la solución original se
  distribuyen de manera distinta entre las dos
  fases líquidas, se puede lograr cierto grado de
  separación, que puede incrementarse mediante el
  uso de contactos múltiples o su equivalente en la
  forma de la absorción de gases y la destilación.

NOTA Se utilizan dos disolventes para separar
los componentes de una alimentación se le llama
extracción con doble disolvente o fraccionada
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Participan 3 componentes en el proceso de
extracción
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Tipos de extracción liquido- liquido

• Extracción líquido-líquido simple
• El éxito de este método depende de la diferencia
  de solubilidad del compuesto a extraer en dos
  disolventes diferentes. Cuando se agita un
  compuesto con dos disolventes inmiscibles, el
  compuesto se distribuye entre los dos
  disolventes.

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• CARACTERÍSTICAS DEL DISOLVENTE DE EXTRACCIÓN IDEAL
  Que no sea miscible con el otro disolvente. El
  disolvente de extracción debe ser inmiscible con
  la disolución a extraer. El agua o una disolución
  acuosa suele ser uno de los disolventes
  implicados. El otro disolvente es un disolvente
  orgánico.
• Que el componente deseado sea más soluble en el
  disolvente de extracción que en el disolvente
  original.
• Que el resto de componentes no sean solubles en
  el disolvente de extracción.
• Que sea suficientemente volátil, de manera que se
  pueda eliminar fácilmente del producto extraído
  mediante destilación o evaporación.
• Que no sea tóxico ni inflamable, aunque,
  desgraciadamente hay pocos disolventes que
  cumplan los dos criterios hay disolventes
  relativamente no tóxicos pero inflamables como el
  hexano, otros no son inflamables pero sí tóxicos
  como el diclorometano o el cloroformo, y otros
  son tóxicos e inflamables como el benceno.
• DISOLVENTE INMISCIBLE CON EL AGUACuanto más
  polar es el disolvente orgánico, más miscible
  (soluble) es con el agua.
• Disolventes polares como el metanol, el etanol o
  la acetona son miscibles con el agua, y por lo
  tanto, no son adecuados para extracciones
  líquido-líquido.
• Los disolventes orgánicos con baja polaridad como
  el diclorometano, el éter dietílico, el acetato
  de etilo, el hexano o el tolueno son los que se
  suelen utilizar como disolventes orgánicos de
  extracción.

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Disolventes de extracción comúnmente utilizados

REPETICIÓN DEL PROCESO DE EXTRACCIÓN Después de
una primera extracción se produce un reparto del
compuesto a extraer entre el disolvente de
extracción y la fase inicial. Como la fase
inicial suele contener aún una cantidad del
compuesto a extraer, variable en función de su
coeficiente de reparto entre los dos disolventes
implicados, es recomendable repetir el proceso de
extracción con nuevas cantidades de disolvente de
extracción, para optimizar su separación.
Nombre Fórmula Densidad (g/mL)1 Punto de ebullición(ºC) Peligrosidad
Disolventes de extracción menos densos que el agua Disolventes de extracción menos densos que el agua Disolventes de extracción menos densos que el agua Disolventes de extracción menos densos que el agua Disolventes de extracción menos densos que el agua
Éter dietílico (CH3CH2)2O 0,7 35 Muy inflamable, tóxico
Hexano C6H14 0,7 gt 60 Inflamable
Benceno C6H6 0,9 80 Inflamable, tóxico, carcinógeno
Tolueno C6H5CH3 0,9 111 Inflamable
Acetato de etilo CH3COOCH2CH3 0,9 78 Inflamable, irritante
Disolventes de extracción más densos que el agua Disolventes de extracción más densos que el agua Disolventes de extracción más densos que el agua Disolventes de extracción más densos que el agua Disolventes de extracción más densos que el agua
Diclorometano CH2Cl2 1,3 41 Tóxico
Cloroformo CHCl3 1,5 61 Tóxico
Tetracloruro de carbono CCl4 1,6 77 Tóxico
Nota La densidad del agua es 1 g/mL, y la de la
disolución acuosa saturada de NaCl es 1,2 g/mL.
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• Extracción líquido-líquido continua
• Suele utilizarse cuando la solubilidad del
  compuesto a extraer en los disolventes de
  extracción habituales no es muy elevada, este
  procedimiento, implica una extracción continua de
  la fase inicial (normalmente una fase acuosa) con
  porciones nuevas del disolvente orgánico de
  extracción

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EXTRACCIÓN SÓLIDO - LÍQUIDO

• Operación cuya finalidad es la separación de uno
  o más componentes contenidos en una fase sólida,
  mediante la utilización de una fase líquida o
  disolvente.
• El componente o componentes que se transfieren de
  la fase sólida a la líquida recibe el nombre de
  soluto, mientras que el sólido insoluble se
  denomina inerte.

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Mezcladores -Sediment adores

• Este tipo de equipo puede variar desde un solo
  tanque, con agitador, que provoca la mezcla de
  las fases y después se dejan sedimentar, hasta
  una gran estructura horizontal o vertical
  compartimentada.

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EXTRACCIÓN POR CONTACTO CONTINUO DIFERENCIAL

• EXTRACTORES ANULARES ROTATORIOS
• Estos extractores, constan de un cilindro
  exterior estacionario, dentro del cual gira un
  cilindro concéntrico. El contacto liquido-liquido
  ocurre en el espacio anular entre los dos. Este
  es probablemente el tipo más simple de los
  extractores agitadores y ha despertado interés en
  el campo de los procesos con energía atómica por
  su sencillez y porque promete corto tiempo de
  residencia por etapa. Esto es necesario en la
  extracción de soluciones muy radioactivas para
  reducir al mínimo daños ala disolvente.

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EXTRACTORES DE DISCO ROTATORIO

• Este extractor, inventado en holanda posee
  varios anillos estatores horizontales, tabiques
  en forma de anillo que dividen el extractor en
  varios pequeños compartimientos cada uno de
  altura Hc. Una serie de discos, dispuestos en un
  eje central en cada compartimiento, giran para
  proporcionar la agitación mecánica.

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EXTRACTORES CENTRÍFUGOSEXTRACTOR PODBIELNIAK

• Indiscutiblemente son los más importantes de esta
  categoría. La rotación es entorno de un eje
  horizontal. El cuerpo del extractor es un tambor
  cilíndrico, cuya construcción interior puede
  variar considerablemente. En los primeros
  modelos, el tambor llevaba un pasaje de sección
  transversal rectangular y arrollado en una
  espiral de treinta y tantas vueltas por la cual,
  los líquidos, en las propias palabras del
  inventor se deslizaban como dos serpientes que
  se acarician con amor a contracorriente. Los
  modelos últimos constan de cilindros
  concéntricos, perforados con agujeros o
  hendiduras que sirven para el paso de ambos
  líquidos.

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EXTRACTOR LUWESTA

• Este extractor que gira en torno de un eje
  vertical, es variante del invento original de
  Coutor. Tiene tres etapas reales, de ordinario
  gira a 3800 r.p.m y su capacidad de flujo se
  acerca a 1300 galones/hora. Se usa más
  extensamente en Europa que en Estados Unidos,
  principalmente en la industria farmacéutica

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TORRE DE EXTRACCIÓN DE PLATOS PERFORADOS

• Las gotas del solvente ligero se dispersan, y
  tienden a elevarse.Las gotas dispersadas
  coalescen o se aglutinan debajo de cada plato y
  se vuelven a formar por encima de éste. El
  líquido acuoso pesado fluye hacia abajo en los
  platos, se pone en contacto con las gotas
  flotantes y después pasa por la bajada del plato
  hacia el plato inferior.

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TORRES DE EXTRACCIÓN EMPACADAS Y DE ROCÍO

• El líquido pesado entra por la parte superior de
  la torre de rocío, llena la torre, lo que
  constituyendo la fase continua y fluye hacia
  afuera, por el fondo.El líquido ligero entra a
  través de un distribuidor en el fondo, que lo
  dispersa hacia arriba en forma de rocío de gotas
  pequeñas.El líquido ligero se aglutina en la
  parte superior y fluye hacia afuera.

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CONSIDERACIONES

• Ventajas y desventajas de los diferentes equipos
  de extracción

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• Razones para utilizar la operación de extracción
• Otros métodos no son factibles Volatilidades
  similares o muy pequeñas.
• Calores de vaporización muy altos.
• Compuestos sensibles a la elevación de la
  temperatura.
• Como sustituto de separaciones químicas.
• Factores que afectan la extracción
• Composición de la alimentación, temperatura,
  presión y velocidad de flujo.
• El grado de separación deseado.
• Elección del disolvente.
• Temperatura y presión de operación.
• La formación de emulsiones y espumas.

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APLICACIONES

• La extracción líquido-líquido se utiliza en la
  industria del petróleo para la extracción del
  asfalto mediante propano líquido.
• Se lleva a cabo la técnica de extracción cuando
  suponga un menor coste económico.
• Se utiliza como alternativa a la destilación a
  vacío.
• Como substituto de métodos químicos.
• Extracción de compuestos aromáticos y
  naftenicos para la producción de aceites
  lubricantes.
• Separación de aromáticos (Benceno, Tolueno,
  Xilenos) de las parafinas con Tetrametileno
  sulfona.
• Separación de metales pesados (Ni, Cu, Zn,) de
  efluentes acuosos con ácidos ó aminas.
• Recuperación de Uranio.
• Extracción de Penicilina y Proteínas

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• Separación de metales
• Uranio - Vanadio
• Hafrio - Zirconio
• Tungsteno - Molibdeno
• Purificación de metales. Ejemplo Cu
• Industria química inorgánica, recuperar
  compuestos como ácido fosfórico, ácido bórico e
  hidróxido de sodio de soluciones acuosas,
  purificación de sustancias.
• Industria bioquímica, separación de antibióticos
  y recuperación de proteínas de sustratos
  naturales.

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GRACIAS