extraccion y sus diferentes metodos.pptx

este documento contiene lo diferentes metodos de extraccion que se pueden aplicar en la industria farmaceutica.

1. Docente: Ing. ANGELICA Estudiantes: Univ. Noelia Cutipa Vasquez Univ. Limber Cabrera Ajaya Univ. Aneliss Herrera Coca Univ. Elvis Fernandez Rojas Univ. Aracely López Montaño UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA CARRERA DE INGENIERÍA PETROQUÍMICA EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO Y EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO Asignatura: Operaciones Unitarias II Fecha de entrega práctica: 28 /10/2022 Grupo: PIXAR

2. EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO Se define como la separación de un soluto disuelto en un disolvente (generalmente acuoso) mediante la transferencia a otro disolvente insoluble o parcialmente insoluble con el primero (generalmente orgánico). Fuente: GUNT Hamburg Ingeniería de Procesos Térmicos Figura 1.1 Extracción Ideal: Al agitar la mezcla de partida (A+C) y el disolvente (B), el soluto (A) pasa al disolvente. Tras la decantación se obtienen dos fases: fase extracto (A+B) y el liquido portador (C).

3. PROCESO DE EXTRACCIÓN LIQUIDO-LIQUIDO En la extracción liquido-liquido se obtienen dos fases: La fase en la que predomina el disolvente de extracción (extracto). La fase inicial, o mezcla a tratar (refinado). Cualquiera de ellas puede ser la fase ligera o la fase pesada, según sean sus densidades respectivas. Frecuentemente uno de los líquidos es una disolución acuosa y el otro un disolvente orgánico

4. TABLA DE DISOLVENTES DE EXTRACCION COMUNMENTE UTILIZADO

5. SELECCIÓN DEL SOLVENTE E l solvente debe cumplir con las siguientes características Selectividad: solvente selectivo o afín al soluto de interés. Coeficiente de Partición: entre mayor sea, menor es la cantidad de disolvente a utilizar y mayor la extracción. Grado de solubilidad: Menor solubilidad del solvente en la alimentación, la extracción es más fácil. 

6. Facilidad de recuperación: usando destilación o alguna otra técnica.  Estabilidad: no reaccionar con el producto de interés. No tóxico: no provoque reacciones adversas. Inocuo: esterilizable, no inflamable, barato y disponible en cantidades deseadas.  Baja viscosidad: facilita el proceso de extracción.  Densidad: entre mayor sea mejor extracción

7. FACTORES QUE AFECTAN LA EXTRACCIÓN Composición de la alimentación. El grado de separación deseado. Elección del disolvente. Temperatura y presión de operación. La formación de emulsiones y espumas (Afecta Negativamente). La velocidad del flujo (Condiciona tiempo y volumen)

8. TIPOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO EXTRACCION SIMPLE La extracción simple es un método muy útil para separar componentes de una mezcla. El éxito de este método depende de la diferencia de solubilidad del compuesto a extraer en dos disolventes diferentes.

9. EXTRACCION MULTIPLE 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 solución acuosa. Con porciones nuevas del disolvente orgánico de extracción.

10. EXTRACCION CONTRA CORRIENTE El método esta basado en la diferencia de densidad de las dos fases que e forman para conseguir la marcha en contracorriente, la fase menos densa se introduce por la sección inferior de una columna de torre y la mas pesada por la parte superior.

11. EQUIPOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO : MEZCLADORES SEDIMENTADORES: El equipo de extracción opera por cargas o de forma continua. Una cierta cantidad del liquido de alimentación puede mezclarse con cierta cantidad del solvente mas el soluto extraído y el refinado es la capa de la que se ha separado el soluto. El extracto puede ser mas ligero o pesado, por lo que en ocasiones puede salir por la parte superior del equipo o por la parte inferior .

12. COLUMNA DE PLATOS PERFORADOS: Las zonas de sedimentación de las columnas de platos perforados pueden agrandarse modificando la distancia de los platos. Los platos están fijados a un eje central dotado de una abertura mínima o sellada con respecto a la pared de vidrio interior de la columna. En las columnas de platos perforados no solo es posible variar la distancia de los platos, sino también el área libre de cruce de un 7 a un 50%

13. TORRE DE PULVERIZACION : Estos extractores de torre operan por contacto a contracorriente y no por etapas, teniendo lugar la mezcla y sedimentación de forma simultanea y continua. Consiste en un recipiente cilindrico hecho de acero y boquillas que rocían el liquido en el recipiente.

14. EXTRACTORES ANULARES ROTATORIOS: Este tipo de extractores consta de un manejo muy sencillo y de corto tiempo estacionario por etapa en comparación a los otros, esto lo hace muy factible en el campo de los procesos con energía atómica. Por sus características se usa en soluciones muy radioactivas para reducir al mínimo los danos a la reacción disolvente de los liquidos .

15. APLICACIONES Industria farmacéutica Debido a la sensibilidad de temperatura de algunos productos. Este proceso se utiliza para extraer biomoléculas farmacéuticas como proteínas. Penicilina. Industria alimentaria Este método de extracción se utiliza para aislar o eliminar sabores, en la industria alimenticia un ejemplo común seria en la separación de aromas en etapas del procesado de zumo de frutas y bebidas .

16. OTRAS APLICACIONES Recuperación de compuestos orgánicos . La industria bioquímica . La extracción de metales. La industria química inorgánica. Recuperación de compuestos aromáticos. Separación de componentes del petróleo. Separación de metales pesados.

17. REPRESENTACION GRAFICA DE SISTEMAS TERNARIOS PARA EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO TRIANGULO DE GIBBS •Representación gráfica de las concentraciones de sistemas ternarios en equilibrio. •Es un triángulo equilátero, cada uno de sus lados representa la concentración de algún componente A , B o C . •Es una herramienta muy ampliamente utilizada para leer las fracciones molares de los componentes de una mezcla. A B C

18. IMPORTANTE Cada triángulo de Gibbs es único para cada tipo de mezcla, es decir, hay un diagrama específico para cada mezcla a presión y temperatura constantes. P=1 atm. T=Temperatura definida. LOS DIAGRAMAS TRIANGULARES SON MUY PROPIOS PARA CADA MEZCLA.

19. TIPOS DE SISTEMAS TERNARIOS TIPO 1. FORMACION DE UN PAR DE LIQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES: A se disuelve completamente en C y B , pero C y B se disuelven hasta cierto grado. Ejemplo: Benceno-Agua-Ácido acético.

20. TIPOS DE SISTEMAS TERNARIOS TIPO 2. FORMACION DE DOS PARES DE LIQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES: Se forman dos curvas binodales. Se presenta miscibilidad mutua que puede mejorar con el aumento de la T. A-B y A-C son parcialmente miscibles, mientras que B y C lo son totalmente. Ejemplo: (cloro-benceno)-Agua-(metiletil-cetona).

21. TIPOS DE SISTEMAS TERNARIOS TIPO 3. FORMACION DE TRES PARES DE LIQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES: Se forman 3 curvas binodales. Se pueden llegar a intersectar las curvas a bajas temperaturas.

22. TIPOS DE SISTEMAS TERNARIOS TIPO 4. SISTEMA DE DOS LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES Y UN SÓLIDO. En este tipo de sistemas los líquidos son A y B mientras que C es el sólido, cuando C no forma compuestos hidratados con los líquidos se entiende que C se disuelve en A y en B formando soluciones saturadas. Un ejemplo de este sistema es el sistema naftaleno( C ) – anilina( A ) – isooctano ( B ). Este tipo de sistemas son vulnerables a los aumentos de temperaturas haciendo que cambien la configuración.

23. INTERPOLACION DE RECTAS DE REPARTO EN EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO Para poder realizar cualquier tipo de cálculo de  extracción líquido-líquido  sobre cualquiera de los diagramas vistos anteriormente, se requiere disponer de un método que permita trazar rectas de reparto por cualquier punto de la  curva binodal , para poder interpolar entre las curvas de reparto determinadas de manera experimental. Para realizar la interpolación, nos vamos a referir a sistemas del tipo 3,1 por ser los más comunes en los cálculos de extracción líquido-líquido. Los principales métodos de interpolación de  rectas de reparto  son los siguientes:

24. INTERPOLACION DE RECTAS DE REPARTO EN EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO MÉTODO DE ALDERS: Este método es el más utilizado y conduce a los resultados más satisfactorios. Una vez que se han levantado la curva binodal y las rectas de reparto, gracias a los datos experimentales, se trazan rectas paralelas a los lados del triángulo desde los extremos de las rectas de reparto. La intersección de estas rectas paralelas fijan puntos de fases conjugadas que permiten trazar la línea ILMKH’L’M’ que lleva el nombre de línea conjugada. Esta línea corta la curva binodal en el punto de pliegue K

25. INTERPOLACION DE RECTAS DE REPARTO EN EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO MÉTODO DE SHERWOOD Se trata de una modificación del método de Alders . La diferencia radica en que las líneas paralelas a los lados AC y AB se realizan por dentro de la  curva binodal , obteniéndose los puntos para trazar la línea conjugada ILMK

26. INTERPOLACION DE RECTAS DE REPARTO EN EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO MÉTODO DE TARASENKOW Y PAULSEN: Este método se limita a los sistemas en los cuales las rectas de reparto tienen un punto común P de intersección sobre la prolongación de la base del triángulo

27. DEFINICION SOLIDO - LIQUIDO La extracción sólido-líquido consiste en la disolución de un componente (o grupo de componentes) que forman parte de un sólido, empleando un disolvente adecuado en el que es insoluble el resto del sólido, que denominaremos inerte. OTRAS DENOMINACIONES

28. PARA LLEVAR ACABO LA EXTRACCIÓN SOLIDO- LIQUIDO SE NECESITA LO SIGUIENTE: Que el disolvente entre en contacto con el solido a tratar, de esta manera, se podrá disolver el soluto o componente soluble. Que ocurra la separación de la disolución y el resto del soluto (con la disolución adherida al mismo). Paro lograr una extracción mas rápida y completa del solido. Se tiene que ofrecer al disolvente superficies de cambios grandes y recorridos de difusión cortos. La disolución separada conocida como flujo superior o extracto.

29. PRINCIPALES COMPONENTES DE EXTRACION SOLIDO-LIQUIDO Esta extracción sólido líquido se encuentra fundamentada en la solubilidad del soluto (solutos) en el disolvente que se utiliza para la extracción. La lixiviación es cuantitativa, pero nunca absoluta.

30. ETAPAS DE LA LIXIVIACION Disolución del soluto ( los solutos) fase liquida. Separación de la fase portadora(solido inerte) Recuperación del disolvente ( en caso de ser factible). Lavado del solido inerte ( para recuperar trazas del soluto).

31. FACTORES QUE AFECTAN A LA EXTRACCION SOLIDO- LIQUIDO La velocidad de separación del soluto de la fase portadora, por lo general, queda afectada por factores principales, que son los siguientes: AGITACION : Una buena agitación fomenta la transferencia, al facilitar la difusión del soluto hacia el disolvente, evitando sedimentaciones y apelmazamiento de partículas.

32. DISOLVENTE: Este elemento es fundamental en la extracción solido – liquido. Debe ser poco viscoso y lo mas selectivo posible. La polaridad de este debe ser muy similar a la del soluto a separar, y lo mas distinta posible a la polaridad de la impurezas que pueden presentarse, de ese modo elevaremos su selectividad.

33. TAMAÑO DE LA PARTICULA La lixiviación tiende a ser mucho mas eficiente cuando la interacción entre las fases es mayor. Es por esa razón que se trata de hacer mas pequeñas a las partículas del material de extracción, para que pueda aumentar la interacción entre las fases, asiendo mas eficiente la separación. Hay que llegar aun equilibrio en el tamaño de partículas, ya que si son muy pequeñas, aparecerán suspensiones colídales que dificultaran la extracción.

34. TEMPERATURA: A mayor temperatura, mas eficiente será la solubilidad y por lo tanto, la extracción será mas eficiente. El limite superior para la temperatura se fija generalmente al punto de ebullición del disolvente. A temperaturas cercanas al punto de ebullición, el disolvente tiende a evaporarse, llevando al soluto nuevamente a su fase solida.

35. PURIFICACION DE EXTRACTOS PURIFICACION POR DESTILACION La separación y purificación de líquidos por destilación constituye una de las principales técnicas para purificar líquidos volátiles. La destilación hace uso de la diferencia entre los puntos de ebullición de las sustancias que constituyen una mezcla.

36. La evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua. El agua de mar se calienta y después se bombea a un tanque de baja presión, donde se evapora parcialmente. A continuación el vapor de agua se condensa y se extrae como agua pura. El proceso se repite varias veces PURIFICACION POR EVAPORACION

37. Es la técnica más simple y eficaz para purificar compuestos sólidos. Consiste en la disolución de un sólido impuro en la menor cantidad posible del solvente adecuado y en caliente. En estas condiciones se genera una disolución saturada que al enfriar se sobresatura y se produce la cristalización. PURIFICACION POR CRIZTALIZACION

38. TIPOS DE EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO La separación de una mezcla de compuestos sólidos también se puede llevar a cabo aprovechando diferencias de solubilidad de los mismos en un determinado disolvente. En el caso favorable de una mezcla de sólidos en la cual uno de los compuestos es soluble en un determinado disolvente, mientras que los otros son insolubles, podemos hacer una extracción consistente en añadir este disolvente a la mezcla contenida en un vaso de precipitados, un matraz o una cápsula de porcelana, en frío o en caliente, agitar o triturar con ayuda de una varilla de vidrio y separar por filtración la disolución que contiene el producto extraído y la fracción insoluble que contiene las impurezas. Extracción sólido-líquido discontinua

39. Extracción sólido-líquido continua La extracción sólido-líquido suele ser mucho más eficiente cuando se hace de manera continua con el disolvente de extracción caliente en un sistema cerrado, utilizando una metodología similar a la comentada para la extracción líquido-líquido continua, basada en la maceración con disolvente orgánico, previamente vaporizado en un matraz y condensado en un refrigerante, de la mezcla sólida a extraer contenida dentro de un cartucho o bolsa de celulosa que se coloca en la cámara de extracción. El paso del disolvente orgánico con parte del producto extraído al matraz inicial, permite que el mismo disolvente orgánico vuelva a ser vaporizado, repitiendo un nuevo ciclo de extracción, mientras que el producto extraído, no volátil, se va concentrando en el matraz.

40. APLICACIONES INDUSTRIALES La extracción líquido-líquido presenta una amplia aplicación en la industria del petróleo para separar alimentaciones líquidas en función de su naturaleza química más que por su peso molecular o la diferencia de volatilidad. Como ejemplo se tiene la separación entre hidrocarburos aromáticos, alifáticos y nafténicos .

41. La extracción sólido-líquido es un proceso muy común en las industrias farmacéutica, cosmética y alimentaria para obtener ingredientes naturales, tales como saborizantes y aromatizantes, a partir de materias primas naturales. APLICACIONES INDUSTRIALES

42. EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO Y EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO RELACION ENTRE

43. EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO En el caso más sencillo participan tres componentes: • el soluto A • el disolvente B • el líquido portador C El soluto A forma parte de la mezcla de partida junto con el líquido portador C (alimento). Si la mezcla de partida y el disolvente B se mezclan entre sí, el soluto A pasa al disolvente B. Ha de cumplirse la condición de que la solubilidad del componente A en el disolvente B sea mayor que la del líquido portador C. A su vez, el líquido portador C debería ser prácticamente insoluble en el disolvente B.

44. EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO 1 disolvente, 2 material de extracción (fase portadora sólida con soluto), 3 soluto, 4 fase portadora sólida lixiviada, 5 disolvente con el soluto de transición en él disuelto Con la extracción sólido-líquido se puede extraer componentes solubles de sólidos con ayuda de un disolvente. Para conseguir una extracción lo más rápida y completa posible del sólido, se tiene que ofrecer al disolvente superficies de intercambio grandes y recorridos de difusión cortos. Esto se puede lograr triturando el sólido a extraer. Un tamaño de grano demasiado pequeño puede causar, por el contrario, apelmazamiento que dificulta el paso del disolvente.

45. ESO ES TODO COMPAÑEROS GRACIAS POR SU ATENCION QUE TENGAN UNA BUENA TARDE Y NO PREGUNTE GOOGLE TA DISPONIBLE