Laboratorio de operaciones unitarias - extracción sólido - líquido

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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II |
EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO |
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1) OBJETIVOS

* Objetivo General
Determinar mediante los datos obtenidos en el laboratorio, el coeficiente de transferencia de masa para el sistema yerbaluisa-agua usando un modelo matemático y usando métodos gráficos.

* Objetivos Específicos
* Reconocer y aprender a utilizar elextractor Soxhlet.
* Estudiar el funcionamiento del equipo.
* Aprender la técnica de extracción sólido-líquido por difusión.

2) FUNDAMENTO TEÓRICO
Extracción Sólido-Líquido es una operación unitaria de recuperación de por lo menos un componente (Soluto) desde un sólido empleando como agente separador un solvente. La transferencia de masa ocurre desde la fase sólida teniendo elsoluto la necesidad de difundirse a través de la fase sólida y líquida. Por lo tanto, el soluto tendrá que vencer dos resistencias: en la fase sólida y en la fase líquida.
El éxito de la extracción y la técnica que se va utilizar depende de cualquier tratamiento anterior que se le puede realizar al sólido. Al embeber el sólido con el líquido de extracción se disuelven primero las sustancias a lasque el disolvente puede llegar sin obstáculos. Por ello, al cortar el sólido se destruyen varias células donde el grado de finura creciente favorece la disolución inicialmente.
Las sustancias que están contenidas en el sólido son lavados y arrastradas de los fragmentos celulares por los disolventes mediante un proceso llamado lavado celular, simultáneamente transcurre el proceso de difusiónmolécula

2.1) MÉTODOS BÁSICOS DE EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO
Se ha demostrado que en la extracción Sólido-Líquido se puede dar uno de los siguientes métodos:
* Leaching: Es el contacto de un líquido y un sólido (usualmente mineral) y la imposición de una reacción química sobre una o más del sólido matriz.

* Extracción Química: Funciona como el Leaching pero se aplica para remover sustanciasdesde sólidos diferentes a minerales.

* Extracción por Lavado: El sólido es aplastado por haberse roto o aplastado las paredes celulares permitiendo que el soluto soluble valioso sea lavado de la matriz sólida.

* Extracción Difusional: El producto soluble se difunde a través de las paredes celulares (no incluye aplastamiento o rompimiento de paredes) y es lavado fuera del sólido.Para el presente laboratorio nos basaremos principalmente en la extracción difusional.

3) DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
El equipo de extracción Soxhlet es un equipo para extracción sólido-líquido que consta de un condensador, un hervidor, un balón concentrador y un percolador, todos ellos fabricados de vidrio pirex y conectados por tuberías del mismo material unidos mediante válvulas.

4)CÁLCULOS
4.1) COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE MASA
Para nuestro caso la velocidad de difusión a través de la fase líquida se expresa por:

Donde:
Cantidad de masa que se transfiere a través del líquido en cada intervalo de tiempo t.
Es el tiempo transcurrido desde la iniciación del fenómeno.
Coeficiente individual medio de transferencia de masa a través de la fase líquida.
Superficieinterfacial total entre las partículas sólidas y el líquido.
Concentración de equilibrio o de saturación a cada temperatura.
= Concentración medio uniforme del sólido que transfiere en el líquido en cada t.
Para aplicar esta ecuación se tomará en consideración las siguientes suposiciones:
El material soluble se transfiere instantáneamente al seno del líquido.
Existe un contacto efectivo delas partículas con el líquido.
La concentración en toda la suspensión será uniforme, esto se puede lograr haciendo una buena agitación.
Se tratará que la concentración y la temperatura sean uniformes en todo el volumen de la disolución.
Por otra parte haciendo un balance de materia en el extractor:

De la ecuación 1:

Puesto que el sistema escogido hay varios factores inherentes, entre...