EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALACENTRO UNIVERSITARIO DEL SUROCCIDENTE INGENIERÍA EN ALIMENTOS V ING. MARVIN MANOLO SÁNCHEZ LÓPEZ

EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO

GRUPO NO. 3

INTEGRANTES

1. Josselyn Cristina Aguilar Mendoza 201641357 2. María Rita López Barragán 201543933 3. Shirleng Abigail González Toledo. 201542141 4. Ana Lily Samayoa Vac. 201441661 5. María Luisa Flores Tzuy. 201443574 6. Ingrid Yaneth Chag Simón. 201342141 7. Osmara Yaneth Sopino de León 201541412 8. Dairin Rocío Barrios Lima 201441034 9. Stefany del Carmen Rodríguez Hernández 201441240 10. Nelson Ottoniel Godínez Cal 201547560 11. Azucena de los Ángeles García 201540910 12. Corina Elizabet García Mejía 201540741 13. Francisco Daniel Matul Solares 201642186 14. Marco Antonio del Cid Chan 201646372

tipos:

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

CONTINUA

La separación de una mezcla de compuestos sólidos también se puede llevar a cabo aprovechando diferencias de solubilidad de estos en un determinado disolvente

DISCONTINUA

EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO

• “La extracción sólido-líquido, es una operación unitaria que consiste en la separación de una o varias sustancias (solutos) contenidas en una matriz sólida (fase portadora), usualmente pulverizada, mediante el uso de disolventes líquidos” (Gunt, s.f.).

• “La operación de extracción sólido-líquido es una operación básica de recuperación o extracción mediante la cual uno o varios componentes de una fase sólida desestructurada, denominada alimento, se transfiere a una fase líquida, disolvente” (Gunt, s.f.)

VARIABLES DE PROCESO ExTRACTIVO

Las variables que interfieren en el proceso extractivo, independientemente de la escala de producción o del tipo de producto final son:

• Estado de división de la materia
• Agitación
• Temperatura

soxhlet

planta DISCONTINUA

La separación de una mezcla de compuestos sólidos también se puede llevar a cabo aprovechando diferencias de solubilidad de estos en un determinado disolvente

Modo de funcionamiento

• Extracción mediante lavado con disolvente limpio.

• Extracción mediante recirculación de la miscela.

• Extracción de disolvente del material extraído.

• Extracción de disolvente de la miscela

Aplicación en la Industria alimentaria

El proceso de extracción de aceite de semillas oleaginosas comprende tres grandes grupos de operaciones:

• Recepción, acondicionamiento, almacenamiento de la semilla en fábrica.
• Tratamiento de la semilla, con preparación-acondicionamiento de la misma y la extracción, por medio de un solvente, del aceite que contiene la semilla previamente acondicionada.
• Refinación del aceite extraído, ya que en estado bruto el aceite no es apto para el consumo

Proceso de Extracción de Aceite de Semillas de Girasol.

Para recuperar el aceite, las semillas de girasol maduras se pelan primero o parcialmente se precalientan y luego se someten a compresión mecánica.

PLANTA EXTRACTORA BOLLMAN

El extractor tipo Bollman es una unidad elevadora de cestas diseñada para manejar de 10.000 a 20.000 kg/h de sólidos desmenuzables (por ejemplo, semillas de soja). Las cubetas con el fondo perforado se colocan en una banda con movimiento sinfín. Los sólidos secos, alimentados a los cestos descienden, se rocían con disolvente parcialmente.

• El extractor de Bollman permite el uso de granos delgados, produciendo un contacto de buena calidad. Sin embargo, se trata de un dispositivo parcialmente en contracorriente, y en algunos casos se producen acanalamientos y, consecuentemente, etapas con baja eficacia. Quizás por esta razón, está siendo desplazado en la industria de extracción de aceite por percoladores de cesta horizontal, cazoleta o banda.

• Es utilizado generalmente para la extracción de aceites.

• Lixiviación a la intemperie

Los minerales con bajo contenido pueden lixiviarse en forma de rocas extraídas de la mina y colocadas en grandes montones sobre terreno impermeable. El licor de lixiviación se bombea sobre el mineral y se obtiene cuando sale del montón (Ladrillero, 2008).

• Lixiviación en filtro prensa

Los sólidos finamente divididos, demasiado finos para ser tratados por percolación en tanques de percolación relativamente profundos, pueden filtrarse y lixiviarse en el filtro prensa por bombeo del disolvente a través de la torta de la prensa. Esta práctica es común en el lavado de las aguas madres de precipitados que se han filtrado (Ladrillero, 2008).

extracción de sólidos gruesos

• Operación en estado no estacionario.

En esta los sólidos y los líquidos se ponen en contacto únicamente en forma de lotes y semilotes dependiendo del tamaño de partícula se usan métodos de percolación en lechos fijos si son partículas sólidas gruesas; en cambio se mantienen en suspensión si se trata de sólidos finamente divididos y se dispersan mediante un agitador (Ladrillero, 2008).

• Operación en estado estacionario (continuo)

El equipo para las operaciones en estado estacionario continuo puede clasificarse en dos grandes categorías principales: operado por etapas o en contacto continuo. Algunas veces, el equipo por etapas puede montarse en unidades múltiples, para producir efectos de varias etapas; el equipo de contacto continuo puede proporcionar el equivalente a muchas etapas en un único aparato (Ladrillero, 2008).

• Tanques de percolación

• Percolación en tanques cerrados

• Lixiviación en filtro prensa

• Tanques con agitación

El acanalamiento del disolvente en la percolación o en la lixiviación mediante filtros prensa de lechos fijos, y su lenta e incompleta lixiviación subsecuente, pueden evitarse mediante la agitación del líquido y el sólido en tanques de lixiviación. Para sólidos gruesos, se han diseñado muchos tipos de tanques con agitación.

Operación en estado estacionario (continuo)

• Tanques con agitación (Agitador dorr)

Los sólidos finamente molidos que son fáciles de suspender en líquidos por medio de la agitación, pueden lixiviarse continuamente en cualquiera de los muchos tipos de tanques con agitación. Éstos pueden utilizarse para el flujo continuo del líquido y del sólido en y fuera del tanque y deben diseñarse con cuidado para que no haya acumulación del sólido.

EXTRACCIÓN SOBRE SOLIDOS FINOS

Se utilizan dos técnicas principales de manejo: la aspersión o el goteo del líquido sobre el sólido y la completa inmersión del sólido en el líquido. La elección del equipo que se va a utilizar depende de la forma física del sólido, de las dificultades y costo del manejo.

• Espesadores (espesador de dorr)

Los espesadores son aparatos mecánicos diseñados para aumentar en forma continua la relación de sólidos a líquido en una suspensión diluida de partículas muy finas mediante la sedimentación y la decantación, con lo cual se produce un líquido claro y un lodo espeso en forma de dos productos separados. Los espesadores pueden utilizarse antes que cualquier filtro para reducir los costos de filtración

Lo sólidos gruesos pueden someterse a extracción haciendo qué el disolvente pase a través de un lecho del material, los sólidos finos ofrecen una resistencia demasiado elevada al flujo. Por ello las partículas finas pueden mantenerse en suspensión adicionando un medio de agitación.

Tanque agitado sencillo para el proceso de lixiviación de sólidos finos.

FILTRACIÓN DE MEDIO FILTRANTE

En este tipo de filtración se pretende eliminar solidos muy finos y muy diluidos mediante circulación a través de un lecho granular con sólidos medios o grueso

lavado en contracorriente

El lavado contracorriente, es donde los líquidos se mueven en dirección contraria a los sólidos. El liquido se va enriqueciendo en solubles, coloides o ultra finos de la ultima a la primera etapa y el liquido perdido con los sólidos va perdiendo concentración en sentido contrario. (REINOSO TALAVERA, 2018)

• Elemento filtrado: De agua
• Tipo: De disco
• Otras características: Con lavado a contracorriente, de vacío, de cerámica.
• Definición: Un filtro cerámico de disco de vacío está diseñado para separar líquidos de sólidos para deshidratación. El dispositivo consiste en un rotador, distribuidor, agitador, raspador, tanque de lodo, reductor del eje principal, bomba de vacío, filtro, equipo de ultrasonidos, sistema de vías fluviales, sistema de control electrónico, etc. En la industria, filtrar significa separar sólidos de líquidos a través de un medio y realizar el proceso de separación sólido-líquido. (Group, 2021).

• Aplicación:

El filtro puede ser ampliamente utilizado en mental no ferroso, metalurgia, química, farmacéutica, alimentos, protección del medio ambiente, centrales térmicas, tratamiento de carbón, tratamiento de aguas residuales y otras industrias. (Group, 2021).

LIXIVIACIÓN

Es un proceso en el que un disolvente líquido se pone en contacto con un sólido pulverizado produciéndose la disolución de uno de los componentes del sólido.

lixiviación natural

La lixiviación natural la produce el desplazamiento de sustancias solubles o dispersables (arcilla, sales, hierro, humus, etc.); y es por eso característico de climas húmedos (Pluvisilva, etc.).

lixiviación por percolación

Se aplica principalmente a minerales de cobre, uranio, oro y plata que son fácilmente solubles y que presentan buenas características de permeabilidad. Factores que debe cumplir un buen lixiviante:

• Habilidad para disolver el metal.
• Selectividad
• Compatibilidad de las soluciones obtenidas con las operaciones siguientes.
• Propiedades no corrosivas (materiales de construcción. (Santander, 2017/2018)

lixiviación química (minera)

La lixiviación es un proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de los componentes originales del sólido.

LIXIVIACIÓN POR AGITACIÓN

La lixiviación por agitación consiste en introducir un agente lixiviante junto con el material en un medio de agitación, donde los sólidos se encuentran en suspensión con el agente lixiviante

importancia de la lixiviación

Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de los componentes originales del sólido

QUÍMICA

Indica el desplazamiento hacia los ríos y mares de los desechos y excrementos , además de otros contaminantes como pueden ser los fertilizantes; producido por el mismo proceso indicado para el fenómeno químico

ECOLÓGIA

En la ciencia geológica se entiende como lixiviación al proceso de lavado de un estrato de terreno o capa geológica por el agua.

GEOLÓGICA

En sistemas de riego, cuando este se hace con aguas con un importante contenido salino, se dosifica una cantidad mayor de agua que es estrictamente necesaria para las plantas, a fin de que, al percolar esta agua hacia los drenes, evite la acumulación de sales en el terreno, lo que podría ser negativo para las plantas.

AGRICULTURA

METALURGÍA EXTRACTIVA

Se conoce como lixiviación al proceso de extraer desde un mineral de una especie de interés por medio de reactivos que la disuelven o transforman en sales solubles.

Es el proceso en el que se da la lixiviación asistida por microorganismos, que cumplen el rol de catalizadores. La biolixiviación es una técnica usada para la recuperación de metales como cobre, plata y oro entre otros. Esta última aplicación también es conocida como biohidrometalurgia (EcuRed, s.f.).

BIOLIXIVIACIÓN

APLICACIÓN DE LA LIXIVIACIÓN EN LA INDUSTRIA DE LOS ALIMENTOS

proceso de elaboración de azúcar de remolacha

Origen de la Industria de Remolacha AzucareraEl cultivo de la remolacha se desarrolla en Francia y España durante el siglo XV, se cultivaba por sus hojas, que probablemente equivalían a las espinacas y acelgas. A partir de entonces la raíz ganó popularidad, especialmente la de la variedad roja conocida como remolacha

taxonomía y morfología

• La remolacha azucarera es una planta perteneciente a la familia Quenopodiaceae y cuyo nombre botánico es Beta vulgaris L.

• La raíz de la remolacha tiene una armadura celulósica, elemento principal de las membranas celulares, que constituye del 4 al 5 por 100 de la remolacha, que se denomina marco.
• El extracto seco de la raíz representa alrededor del 25 por 100 del peso de ésta y lo componen el propio marco y otras materias tanto orgánicas como inorgánicas.
• El agua constituye el otro 75 por 100. Para la producción comercial de semillas se seleccionan plantas con un contenido aproximado de azúcar del 15%.
• La remolacha difiere del betabel en que es más grande y no es roja

1. Recepción de materia prima: el primer paso en el proceso de elaboración de azúcar comprende la recepción de la materia prima, en este caso remolacha, que llega a la industria ya sin hojas (éstas se retiran durante la recolección).

2. Lavado: la segunda etapa consiste en retirar de las remolachas los restos de materias extrañas, como hierbas, raicillas y sobre todo piedras y arena, que suelen encontrarse en gran cantidad ya que, como sabrás, las partes utilizables de este vegetal crecen bajo tierra

4. Difusión: las cosetas se llevan a un intercambiador de calor para conseguir que aumente su temperatura y así facilitar la extracción de sacarosa.

3. Troceado: la remolacha, ya limpia, se introduce en molinos donde se corta en finas tiras denominadas cosetas, que tienen sección triangular y un espesor de 2-3 milímetros. Su forma y tamaño son muy importantes, ya que así se facilita la extracción de sacarosa en las siguientes etapas del proceso.

5. Depuración: el jugo de difusión obtenido en la etapa anterior contiene sacarosa, pero posee una serie de características que no son deseables, porque interfieren en la obtención del azúcar tal y como lo conocemos.

6. Evaporación del jugo: el jugo purificado procedente de la etapa anterior es una disolución azucarada con una gran cantidad de agua y poco contenido en materia seca (en torno a un 15%).

8. Secado y enfriamiento del azúcar: al salir de las centrífugas, el azúcar tiene aproximadamente un 1% de humedad y una temperatura de unos 75ºC, condiciones en las que se deterioraría.

7. Cristalización y centrifugado: es necesario seguir aumentando la concentración del jugo espeso obtenido en la etapa anterior para conseguir así su sobresaturación y la posterior cristalización del azúcar que contiene.

8. Secado y enfriamiento del azúcar: al salir de las centrífugas, el azúcar tiene aproximadamente un 1% de humedad y una temperatura de unos 75ºC, condiciones en las que se deterioraría.

7. Cristalización y centrifugado: es necesario seguir aumentando la concentración del jugo espeso obtenido en la etapa anterior para conseguir así su sobresaturación y la posterior cristalización del azúcar que contiene.

9. Envasado y Almacenamiento

aceites oleaginosos

Los aceites esenciales son las fracciones líquidas volátiles, generalmente destilables por arrastre con vapor de agua, que contienen las sustancias responsables del aroma de las plantas y que son importantes en la industria cosmética (perfumes y aromatizantes), de alimentos (condimentos y saborizantes) y farmacéutica (saborizantes). Clasificación:

• Clasificación por consistencia
• Clasificación por su origen

equipo para la extracción

• Escala de laboratorio
• Escala inmediata o banco (bench)
• Escala piloto
• Escala industrial

extracción y aislamiento

Los aceites esenciales se pueden extraer de las muestras vegetales mediante varios métodos como son: expresión, destilación con vapor de agua, extracción con solventes volátiles, enfleurage y con fluídos supercríticos.

proceso de la elaboración de azúcar de caña

El azúcar es una sustancia de sabor dulce y color blanco, cristalizada en pequeñísimos granos, que se obtiene primordialmente de la remolacha, en el caso de los países con climas templados y en aquellos con características climáticas tropicales, de la caña de azúcar, a partir de la concentración y cristalización de su jugo (Océano, 2002).

proceso

1. Corte, alce y transporte de la caña de azúcar:

• Muestreo y pesaje de la caña
• Descargue, lavado y preparación de la caña
• Plataformas de descarga
• Corta cañas

2. Molienda y extracción del jugo. 3. Preparación del jugo. 4. Calentamiento y clarificación del jugo. 5. Filtración y clarificación del jugo filtrado. 6. Evaporación y clarificación de la meladura. 7. Cocimiento y cristalización del jarabe. 8. Centrifugación y secado. 9. Envasado y despacho a granel.

proceso de extracción del café y la cafeína

La etimología del término café es incierta, quizás derive de Kaffa, una provincia de Abisinia.

• Cafeína

Es una de las drogas más extendidas en la actualidad. Se encuentra en semillas como el café, el cacao, la nuez de cola (guaraná) y en las hojas del mate y del té.

Equipos y maquinarias para el proceso del café

Los equipos y maquinarias que se utilizan para la recolección y todo el proceso del café, son los siguientes:

Seleccionadora por tamaño

Separador gravimétrico

Despregadoras

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