EXTRACCION

 INTRODUCION

Dentro de las industrias ocurre frecuentemente la transferencia de masa, y esto se puede explicar cómo cuando una sustancia se transfiere a través de otra u otras a escala molecular. Esto ocurre cuando se ponen en contacto dos sustancias con composiciones químicas diferentes. La sustancia que se difunde abandona una región de alta concentración y pasa a otra de concentración menor. La transferencia de masa puede ocurrir en diferentes estados, como son: sólidos, líquidos y gases.

Tienen una gran importancia desde el punto de vista químico industrial, ya que es muy difícil encontrar un proceso químico que no requiera previamente la purificación de la materia prima o un producto intermedio, o simplemente separar el o los productos finales del proceso de sus subproductos. Las mismas casi siempre van acompañadas de operaciones de transferencia de calor y del movimiento o flujo de fluidos.

EXTRACCION

Según (VELEZ, 2021), la separación de un compuesto por extracción se basa en la transferencia selectiva del compuesto desde una mezcla sólida o líquida con otros compuestos hacia una fase líquida (normalmente un disolvente orgánico). El éxito de la técnica depende básicamente de la diferencia de solubilidad en el disolvente de extracción entre el compuesto deseado y los otros compuestos presentes en la mezcla inicial.

La extracción es la técnica más empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. En química, la extracción es un procedimiento de separación de una sustancia que puede disolverse en dos disolventes no miscibles entre sí, con distinto grado de solubilidad y que están en contacto a través de una interfase. (BRAVO, 2019)

TIPOS DE EXTRACCIÓN

Existen varios procesos aplicados para extraer sustancias o materiales solidos de una mezcla, entre los que tenemos, la extracción liquido- líquido y la extracción solido- liquido.

Extracción liquido- liquido

En la extracción líquido-líquido, también conocida como extracción con disolventes, se separan los componentes de una mezcla líquida por medio del contacto con otro líquido inmiscible o parcialmente miscible. Los componentes se distribuyen de forma selectiva entre las dos fases líquidas permitiendo su separación.

Cabe distinguir dos tipos generales de técnicas de extracción liquido-liquido:

• Extracción simple:

  Esta técnica consiste en realizar una única equilibrarían entre ambas fases. Se utiliza cuando el valor de la relación de distribución del componente a separar es elevado mientras que el de los restantes es próximo a cero, de forma que el factor de separación tiene también un valor alto. Para realizar la extracción simple se utiliza un embudo de decantación, se cierra mediante un tapón de vidrio, su volumen debe ser dos o tres veces superior a la sume de los volúmenes de ambas fases.

  

  Extracción continúa:

• En esta técnica se utiliza un flujo continuo de disolvente orgánico a través de una disolución acuosa que contiene la mezcla a separar. Si el disolvente es volátil puede ser reciclado mediante destilación y condensación. Con este tipo de extracción puede que no se llegue a alcanzar el equilibrio, dado el corto periodo de tiempo que ambas fases están en contacto, pero el soluto se va eliminando de forma continua de la fase acuosa.

EQUIPOS DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

Existen diferentes tipos de equipos para realizar algún tipo de extracción. De acuerdo con el régimen y a la forma estos equipos pueden ser operador en extractores intermitentes y extractores continuos; siendo los extractores continuos manejados por etapas o de contacto diferencial.

Una característica de estos tipos de equipos de extracción es la forma en que la fase se separan una vez realizada la extracción, la cual puede realizarse sólo por gravedad o por medio de una fuerza centrífuga.

En los equipos de extracción el control del tamaño de las gotas de la fase dispersa puede realizarse por medio de agitación mecánica que homogénea la solución generando una mayor área de contacto, o por pulsaciones.  

PARTES Y FUNCIONAMIENTO DE UN EQUIPO DE EXTRACCION INDUSTRIAL

También se le llama torre de platos de tamiz, y las pruebas que con ellas se han hecho demuestran ser bastante efectivas cuando el diseño es adecuado a la operación.El diámetro de las perforaciones puede variar de 0.16 a 1.0 cm. Y pueden ser tantos como se desee. Es recomendable que se utilicen altas velocidades de flujo, para que el burbujeo de una fase en la otra sea más efectivo. La distancia entre platos varía de 15 a 60 cm en torres industriales.

TIPOS DE EQUIPOS DE EXTRACCIÓN

EQUIPOS DE EXTRACCION CONTINUA

Esencialmente existen dos tipos de equipo para realizar extracciones en forma continua, lo cuales son los equipos continuos de etapas múltiples y los equipos continuos de contacto diferencial.

Equipo de Extracción de Etapas Múltiples._Involucra extracciones intermitentes repetidas. El tamaño de mezclador debe dimensionarse para proporcionar suficiente agitación y tiempo de contacto para lograr el equilibrio entre las fases. Esto dependerá del flujo a ser procesado y de las propiedades físicas de ambos líquidos. 

Algunos extractores de etapas múltiples como los Westfalia y los Robatel emplean fuerzas centrífugas para separar las fases durante la extracción.

Mezclador – sedimentador: En este extractor las fases líquidas se mezclan y posteriormente se separan por gravedad en un sedimentador.

Torres platos perforados: En este caso se prefieren los platos perforados. La separación entre los platos es mucho menor que en destilación: 10-15 cm para la mayor parte de las aplicaciones con líquidos de baja tensión interfacial. las velocidades de extracción en columnas de platos perforados son elevadas.

Columnas de bandejas: columna utilizada para operaciones unitarias en las que es necesario poner en contacto una fase líquida y una fase gaseosa .

Equipo de Extracción de Contacto Diferencial

Las columnas de extracción empacadas y las de aspersión, proporcionan contactos diferenciales donde el mezclado y la sedimentación se suceden en forma continua y simultánea. Las columnas de aspersión presentan por regla general bajas eficiencias debido al poco mezclado y como consecuencia su uso es reducido en la industria. Las columnas empacadas tienen una eficiencia mayor que las de aspersión, misma que puede incrementarse aplicando una pulsación oscilante a los fluidos contenidos en la columna. La columna de platos proporciona un método seguro y eficiente en los procesos de extracción líquido-líquido.

1. Torres de pulverización: como en absorción de gases, la dispersión en la fase continua limita la aplicación de este equipo a los casos en los que solamente se requiere una o dos etapas.

2. Torres de relleno: Para extracción líquido-líquido se utilizan los mismos tipos de relleno que en absorción y destilación. Es preferible utilizar un material que sea preferentemente mojado por la fase continua.

3. Columnas pulsadas: En estos extractores se le da un movimiento oscilado breve al líquido contenido, ya que esta agitación hace que las velocidades de extracción mejoren, debido a que no hay partes móviles dentro de
   la columna.

Extractores centrífugos: Las fuerzas centrífugas, que pueden ser miles de veces superiores a las de la gravedad, pueden facilitar las separaciones cuando se presentan problemas de emulsificación, las diferencias de densidades son muy bajas, o cuando se requieren tiempos de residencia muy pequeños

EQUIPO DE EXTRACCION INTERMITENTE

En la extracción intermitente o de una etapa la mezcla que contiene el soluto de interés se mezcla con el disolvente y posteriormente las fases se separan. Ejemplos de este tipo de equipos se encuentra el mezclador sedimentador típico donde el mezclador o agitador está completamente separado del sedimentador. La fase acuosa y la fase orgánica se alimentan al mezclador y las fases mezcladas se separan en el sedimentador.

Dentro de estos tipos de equipos encontramos:

• Mezclador sedimentador separado.
• Mezclador sedimentador integrado.

      

APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA

La extracción líquido-líquido presenta una amplia aplicación en las industrias, como se describen a continuación:

• 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.
• Industria bioquímica: como la separación de antibióticos y la recuperación de proteínas de sustratos naturales.
• Industria de extracción de metales: como la recuperación del cobre de soluciones amoniacales y separaciones de metales poco usuales y de isótopos radiactivos en elementos combustibles gastados.
• Industria química inorgánica: para recuperar compuestos tales como ácido fosfórico, ácido bórico e hidróxido de sodio de soluciones acuosas.
• Recuperación de compuestos aromáticos: como fenol, anilina o compuestos nitrogenados de las aguas de desecho, ya que constituyen una fuente contaminante.
• Recuperación de compuestos orgánicos del agua: como formaldehido, ácido fórmico y ácido acético. (MENDOZA, 2020)

CONCLUSION 

Como se pudo apreciar en este informe la extracción es un método muy utilizado para lo que es la separación de dos o más sustancias ya sean solidas o liquidas, ya sea por reacción química o por su poca miscibilidad entre sí. Lo que nos lleva a conocer que para que una extracción no está enfocada en que las sustancias estén en el mismo estado, mientras se quiera extraer componentes de una sustancia su estado de materia no es tan relevante.

La mayoría de sus equipos realiza la extracción mediante la gravedad ya que, al ser diferentes sustancias entre sí, esta forma de extracción es la más fácil, e incluso se pueden mezclar distintos equipos que realicen otras funciones para que el ciclo sea constante y no se pierda tiempo en transporte.

Por otra parte, tenemos su aplicación, ya que este es un método que tiene como fin la separación de sustancias, su aplicación en ciertas áreas es de vital importancia, y sobre todo en las industriales ya que en estas siempre se necesita la separación de sustancias.

BIBLIOGRAFÍA

BRAVO, C. (2019). Operaciones Unitarias III. https://sites.google.com/site/teseop3/introduccion.

Casado, S. G. (2017). APUNTES DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN POR TRANSFERENCIA DE MATERIA I.https://www.cartagena99.com/recursos/fisica/apuntes/Apuntes.pdf.

GRANADOS, J. (2015). Extracción Líquido-Líquido. https://sites.google.com/site/extraccionliqliqipnupiig/extraccion-liquido-liquido.

MARCILLO, K. (2019). Equipos de extracción Liquida.https://sites.google.com/site/bioseparacionesdefluidos/introduccion-al-diseno-de- columnas-de-extraccion-liquido-liquido/equipos-de-extraccion-liquida.

MENDOZA, N. (2020). APLICACIONES.http://www.diquima.upm.es/old_diquima/Investigacion/proyectos/chevic/catalogo/ COLUMNAS/Aplic3.htm#:~:text=La%20extracci%C3%B3n%20l%C3%ADquido %2Dl%C3%ADquido%20presenta,hidrocarburos%20arom%C3%A1ticos%2C%20 alif%C3%A1ticos%20y%20naft%C3%A9nicos.

RAMIREZ, B. (2018). xtracción Líquido-Líquido. https://www.ecured.cu/Extracci%C3%B3n_L%C3%ADquido- L%C3%ADquido#Aplicaciones.

VELEZ, M. L. (2021). Operaciones basicas en el laboratorio de quimica.https://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/index1.html#.

DIAPOSITIVAS EXTRACCION

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