Extracción Sólido Líquido

OPERACIONES UNITARIAS
INGENIERIA EN ALIMENTOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE QUILMES

Prof.: Dra. María Lucía Pollio

Extracción Sólido – Líquido (Lixiviación - Leaching)


La extracción es una operación básica de trasferencia de materia basada en la disolución de uno o varios de los componentes de una mezcla, ya sea líquida o que forme parte de un sólido, mediante un disolvente (solvente)adecuado. En la extracción líquido-líquido la materia a extraer está en un líquido y se extrae con otro líquido que solubiliza a uno solo de los componentes de la mezcla. En la extracción sólido-líquido se extrae un componente del sólido por medio de un solvente que solubiliza a dicho componente.

La extracción sólido-líquido se conoce también como lixiviación cuando el componente extraído esvalioso. También se denomina leaching aunque a veces este término se reserva para cuando la extracción involucra reacción química.
A la lixiviación se la denomina percolación cuando el disolvente se vierte sobre el líquido.
Lavado se denomina cuando se elimina un compuesto no deseado de un sólido. Extracción de lactosa de la caseína.


La forma de llevar a cabo la extracción dependerá de laproporción del componente extraíble, de la distribución de éste en el sólido, de la naturaleza del sólido y del tamaño de las partículas.
Cuando el compuesto extraíble está distribuido uniformemente en el sólido, se disolverá, en primer lugar, el soluto que esta en la superficie y el sólido adquirirá una estructura porosa. A continuación el disolvente tendrá que penetrar, a través de estos poros, a laestructura interna del sólido para volver a disolver nuevo soluto hasta que se agote el mismo.

Las etapas que tienen lugar en la extracción sólido líquido, de tipo difusional, son

• Cambio de fase del soluto al disolverse en el disolvente. El solvente se adsorbe, el sólido se hincha. Intervienen fuerzas osmóticas, de capilaridad y de solvatación de los iones celulares. En ellavado, el soluble se extrae inmediatamente.


• El solvente disuelve el soluto, luego hay difusión a través del disolvente existente en los poros del sólido hacia el exterior de la partícula


• Transferencia del soluto desde el disolvente en contacto con la partícula hacia la masa principal del disolvente

El soluto presente en el sólido ha de estar expuesto al disolvente, porlo que en algunos casos el sólido ha de ser triturado previamente para facilitar este contacto. Cuando los sólidos tienen estructura celular, la difusión del disolvente a través de las paredes celulares se ve afectada por una resistencia adicional creada por las paredes de la célula.
En la extracción del azúcar de la remolacha, primero se rompe, por medio de un proceso mecánico, las paredescelulares. La extracción del azúcar ocurre por lavado. Si las paredes quedaran intactas, el proceso sería difusivo. En la extracción de aceite de soja, la soja se tritura porque la difusión en el grano entero es muy lenta.


Variables que intervienen en la extracción
Influyen en la velocidad de extracción, la cual está limitada por la difusión del soluto a través de la estructura porosa del sólido;el material debe se ser de pequeño tamaño para que la distancia que recorra el soluto sea la menor posible. Con estos condicionantes las variables más importantes son;

• Tamaño de partícula, cuanto más pequeño sea más será el área de contacto entre el sólido y el solvente, favoreciendo la velocidad de transferencia de materia del sólido al disolvente. Asimismo, se ve favorecida ladifusión del soluto hacia el disolvente por la menor distancia que ha de recorrer el soluto por el interior del sólido. Por otra parte, es aconsejado que el tamaño de partícula sea lo más homogéneo posible, procurando que no haya demasiadas partículas pequeñas que se alojen en los poros del sólido impidiendo el paso del disolvente. Si bien la reducción de tamaño aumenta la velocidad de extracción...