Universidad Nacional del Santa E. A. P Ingeniera Agroindustrial

EXTRACCIN SOLIDO LIQUIDO II: Mtodos

INTEGRANTES:

DOCENTE: William Castillo

ASIGNATURA: Operaciones Unitarias III 2015

ARELLANO ACUA Ericka Anais

CHUNQUE ADANAQUE Maria

RAMOS CALVO Hernan

TAMARIZ ALVARADO Saira

ROJAS ZAVALETA Irvin Alexander

FERNANDEZ QUISPE Oscharina

VASQUEZ ACOSTA Anthony

VILLASECA ROJAS VIANKA

METODOS

CONTACTO SIMPLE UNICO

CONTACTO SIMPLE REPETIDO

CONTACTO MULTIPLE EN

CONTRACORRIENTE

CONTACTO SIMPLE NICO

Este tipo de operacin es discontinua o intermitente. Se pone en contacto un alimento

(RA) con todo el disolvente a utilizar (D), para obtener un refinado R1, que contiene

el solido inerte y la solucin retenida por el, y un extracto E1 que contiene la solucin

formada.

Para la determinacin de estas variables, deben plantearse los siguientes balances:

Balance global: MERDRA 11

Balance de soluto:

Balance de disolvente:

SMSESRSDSRAA XMYEXRYDXR ***** 1111

DMDEDRDDDRAA XMYEXRYDXR ***** 1111

El punto representativo M (mezcla binaria), denominado polo, es ficticio, encontrndose

en el diagrama triangular en la interseccin de las rectas RAD R1E1, que unen el

alimento con el disolvente y el extracto con el refinado, respectivamente. El polo M

deber situarse sobre la recta RAD con unas coordenadas:

DR

YDXRX

A

SDSRAASM

**

DR

YDXRX

A

DDDRAADM

**

Las composiciones de las fases

extracto E1 y refinado R1 se

obtendrn trazando la recta de

reparto que pase por el polo M. Es

decir, uniendo los puntos I y M

podr obtenerse sobre la hipotenusa

el punto E1 de composicin YSE1

e YDE1; mientras que sobre la

curva de retencin se obtiene el

punto R1 de composicin XSR1 y

XDR1.

Contacto Simple Repetido

= = =

A DETERMINAR Composicin del refinado final

()

ESTABLECIDAS

Cantidad de alimento entrante ()

Composicin del alimento () Numero de etapas () Cantidad total de disolvente () Composicin ()

Contacto Simple Repetido

Balance global:

B. soluto:

B. disolvente:

Polo M1 en 11ERDRA

Clculo 1 etapa

1111 M E R D R A

1111111 SMSESRSDSRAA X M Y E X R Y D XR

1111111 DMDE DRDDDRAA X M YE X R Y D XR

Contacto Simple Repetido

XD

XS I

D

S RA

M1

R1

E1

Clculo 1 etapa

Contacto Simple Repetido

22221 M E R D R

22222221 SMSESRSDSRA X M Y E X R Y D XR

22222221 DMDE DRDDDRA X M YE X R Y D XR

Balance global:

B. soluto:

B. disolvente:

Polo M2 en 221 ERDR

Clculo 2 etapa

Contacto Simple Repetido

Clculo 2 etapa Polo M2

21

2112

+ DR

Y + D X R = X SDSRSM

21

2212

+ DR

Y + D X R = X DDDRDM

Contacto Simple Repetido

XD

XS I

D

S RA

M1

R1

E1

Clculo 2 etapa

M2

E2

R2

Contacto Simple Repetido

iiii ERDR 1

Balance global:

B. soluto:

B. disolvente:

Polo Mi en

Clculo i etapa

iiiii- M E R D R 1

SMiiSEiiSRiiSDiiSRi-i- X M Y E X R Y D XR 11

DMiiDEiiDRiiDDiiDRi-i- X M Y E X R Y D XR 11

Contacto Simple Repetido

Clculo i etapa Polo Mi

ii -

SDiiSRi - i - SMi

+ DR

Y + D X R = X

1

11

ii -

DDiiDRi - i - DMi

+ DR

Y + D X R = X

1

11

Contacto Simple Repetido

Clculo etapas

XD

XS I

D

S RA

M1 R1

E1 M2

E2

R2 R3

E3

M3

Ri

Ei

M4

A DETERMINAR Numero de etapas ()

ESTABLECIDAS

Cantidad de alimento entrante ()

Composicin del alimento () Composicin del refinado final

() Cantidad de disolvente para cada

etapa () Composicin ()

+ = + =

+ = + =

+ = + =

GLOBAL

SOLUTO

SOLVENT

E

= + +

= + +

Las coordenadas del polo

EL PROCESO SE REPITE

SUCESIVAMENTE HASTA QUE

AL TRAZAR LA RECTA DE

REPARTO QUE PASE POR EL

POLO SE OBTENGA UN REFINADO CUYA

COMPOSICION DE SOLUTO

SEA IGUAL O MENOR A LA

FIJADA

A DETERMINAR Numero de etapas ()

ESTABLECIDAS

Cantidad de alimento entrante () Composicin del alimento () Composicin del refinado final

() Cantidad total de disolvente () Composicin ()

EN PRIMER LUGAR SE DEBE SUPONER

EL NUMERO DE ETAPAS (n) PARA

PODER DETERMINAR LA CANTIDAD DE

DISOLVENTE EN CADA ETAPA Y SE

OPETA DE IGUAL FORMA.

OBTENER EL NUMERO DE

ETAPAS EN EQUILIBRIO.

SI n COINCIDE CON EL SUPUESTO

CONTACT0 MULTIPLE EN CONTRACORRIENTE

El flujo de refinado se va empobreciendo en soluto desde la primera a

la ultima etapa, mientras que el flujo de extracto se va enriqueciendo

en soluto desde la ultima a la primera etapa.

1 2 n

E1 E2 E3 En En+1

RA R1 R2 Rn Rn+1

RA+En+1=Rn+1+E1=M

RA++En+1=+Rn+1+E1=M

D

P

S

M

En+1

E1

Rn

RA

I

RA+En+1=Rn+E1=M

XSM = RAXSRA+En+1+YSEn+1

RA+En+1

XDM = RAXDRA+En+1+YDEn+1

RA+En+1

RA-E1=Rn-En+1=P

M, es un punto del diagrama, representando un caudal de corriente ficticio. Este punto se encuentra en la interseccin de las rectas RAEn+1 y RnE1

P, es un polo que representando el caudal de corriente ficticia. Este polo P se encontrar en la

recta que une los puntos RA y E1, adems de estar

situado sobre la recta que pasa por Rn y En+1

Al realizar un balance de materias entre

la primera etapa y una intermedia i se

tiene

RA+Ei+1=Ri+E1

RA-E1=Ri-Ei+1

D

P

S

En+1

E1

Rn

RA

I

PRIMER CASO:

Variables conocidas:

+

El conocimiento de estas composiciones permite

situar los puntos

+1 1 una vez situados estos puntos se traza las rectas que

pasan por (1) Y (+1); siendo la inteseccion de estar rectas el polo P.

Hallar: n

Contacto Mltiple

en Contracorriente

XD

XS I

D

S

En+1

E1

RA

Rn

P

R4 R3 R2 R1

N = 6 E6 E5

E4 E3

E2

SEGUNDO CASO:

Variables conocidas:

+

+/ , razn disolvente al alimento

El conocimiento de estas composiciones permite situar los

puntos

+

Como se conoce es posible situar La recta que pasa por y el punto M determinara

sobre la hipotenusa, el punto . El polo P quedara situado en la interseccin de las rectas (1) Y (+1)

Una vez situado el polo P, la forma de obtener n : se traza la

recta de reparto que pasa por E1, que determinara 1 con el polo P y se prolonga la recta hasta que corte la hipotenusa en el punto

2. Se traza la recta de reparto que pasa por 2, que determina sobre la curva de retencin 2 .

D

P

S

En+1

E1

Rn

RA

I

3

2

4

5

6

Hallar: n M

M

Ejemplo n 01

Se desea extraer el aceite contenido en una harina, cuya composicin es 10% aceite y el resto

materia inerte. Para ello, 500 kg de harina y 3.000 kg de disolvente orgnico se alimentan a

un sistema sencillo de una sola etapa. Si la cantidad de disolucin retenida por los slidos es

de 0,8 kg/kg de inerte, calcular:

a) Las composiciones de extracto y refinado.

b) Las cantidades de extracto y refinado.

c) El porcentaje de aceite extrado.

DATOS:

Alimentacin: RA: 500 kg Aceite: 10%: 50 kg Materia inerte: 450 kg Disolvente: D: 3000 kg r: 0.08 inerte de kg

disolucin de kg

La curva de retencin se obtiene a partir de la ecuacin:

SSD XXr

rX

444.0

1

a) Para resolver el problema es necesario determinar donde se halla el punto M, para lo

que debe realizarse un balance de soluto:

014.0)3000()500(

)0(*)3000()1.0(*)500(**

DR

YDXRX

A

SDSRAASM

857.0)3000()500(

)1(*)3000()0(*)500(**

DR

YDXRX

A

DDDRAADM

Lo que permite situar el punto M en el diagrama triangular. Este punto pertenece a las

rectas que pasan por RAD y R1 E1 . Como el refinado y extracto que abandonan la etapa

estn en equilibrio, se traza una recta de reparto que pasa por el vrtice I y el punto M.

Se obtendr el refinado R1

sobre la recta de retencin, y

el extracto E1 sobre la

hipotenusa del diagrama

triangular:

Refinado R1: Xs=0.007 XD=0.437

Extracto E1: Ys=0.016 YD=0.984

b) Las cantidades de extracto y refinado se obtienen al realizar los balances global y de soluto:

c) La cantidad de aceite extrado es el que ha pasado a la corriente de refinado:

Inicialmente en el alimento la cantidad de aceite es: RAXSRA = 50 kg aceite. Por tanto,

el porcentaje de aceite extrado, con respecto al que haba en el alimento es:

016.0*007.0*0*30001.0*550

3000550

11

11

ER

ER

Obteniendo:

R1=813.2 kg E1=2686.8 kg

extraidoaceitekgYE SE 1.44016.0*8.2686* 11

%8810050

1.44100

*

* 11 xaceitekg

aceitekgx

XR

YE

SRAA

SE

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DEL SANTA

CONTACTO SIMPLE REPETIDO O

CONTACTO MULTIPLE EN CORRIENTE

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