lixiviacin

LIXIVIACIONEXTRACCIN

SLIDO - LIQUIDO

La LIXIVIACIN consiste en la remocin o extraccin de un

COMPONENTE SOLUBLE (SOLUTO) contenido en un SLIDO

mediante un SOLVENTE apropiado

La lixiviacin es una operacin de transferencia de masa

por lo que es indispensable que exista un contacto ntimo entre

el solvente y el soluto contenido en el slido

APLICACIONES DE LA LIXIVIACIN1) Extraccin de componentes deseados:

Extraccin de azcar de la caa o remolacha

Fabricacin de caf y t solubles (instantneos)

Extraccin de aceites de semillas oleaginosas

Extraccin de componentes, tales como:

Pigmentos Aceites esenciales

Pectina Gomas (carragenina, goma guar, goma xantano)

Vitaminas Colgeno ( obtencin de gelatina)

2) Extraccin de componentes no deseados

Cafena Lactosa Colesterol Grasa

Lavado de alimentos

Actualmente existe una creciente demanda por alimentos de alto valor aadido, en donde ya sea que se:

incorporen principios activos, tales como vitaminas, aceites esenciales, agentes antioxidantes, aromas o bien que se eliminen sustancias del producto, tales como cafena, lactosa, colesterol, grasa, etc.

Los sistemas de extraccin de componentes comprenden tanto las tcnicas tradicionales de percolacin e inmersin, como las nuevas tecnologas de extraccin mediante fluidos supercrticos

EQUIPO UTILIZADO PARA LA EXTRACCIN DE COMPONENTES POR

LIXIVIACINLIXIVIADOR POR PERCOLACIN

BATERA DE LIXIVIADORES POR PERCOLACIN

LIXIVIADOR POR INMERSIN

EXTRACCIN MEDIANTEFLUIDOS SUPERCRTICOSLa tecnologa de fluidos supercrticos emplea generalmente CO2, queen condiciones de presin y temperatura superiores a su punto crtico,se mantiene en un estado con propiedades intermedias entre lquido ygas lo que lo convierte en un potente disolvente.

Esta tecnologa se est utilizando a nivel industrial para la obtencinde extractos herbales a partir de plantas aromticas, extractos deespecias para colorantes y aceites esenciales.

Desalcoholizacin de bebidas como la cerveza, extraccin decolesterol, de aceites, extraccin de la cafena del caf, entre otros

Algunas ventajas son que se emplean temperaturas menores que consolventes orgnicos por lo que el producto no se daa, adems de serno inflamable, no txico, no cancergeno, no corrosivo y no generaresiduos.

Factores a controlar en una lixiviacin:1)Tipo de solvente a utilizar:

El solvente empleado debe solubilizar al soluto (agua:azcar, alcohol, pectina y gomas; solventes orgnicos: grasas y aceites)

El solvente ideal es el agua (bajo costo, no txica, no inflamable, no corrosiva), sin embargo no siempre tiene una capacidad de extraccin adecuada

El solvente empleado debe tener el mayor coeficiente de transferencia de masa posible

2)Temperatura del proceso

Al aumentar la temperatura del proceso:

aumenta la solubilidad del soluto en el solvente .

aumenta el coeficiente de difusin del solvente en las partculas de slido.

Lo que provoca una mayor velocidad de extraccin

Sin embargo, temperaturas muy elevadas pueden deteriorar el producto o provocar la evaporacin del solvente

Se debe encontrar la temperatura mas adecuada para cada caso en particular

3)Tamao de partcula del slido

Cualquiera que sea el mtodo de extraccin empleado, generalmente la materia prima (slido) que contiene al soluto debe acondicionarse (corte, trituracin, molienda) para propiciar el contacto con el solvente y facilitar su extraccin

Ejemplo: EXTRACCIN DE CAF

Tamao de partcula del slido-Las partculas pequeas crean una mayor rea interfacial entre el slido y el lquido y una distancia mas corta para que el soluto se difunda a travs de la partcula y alcance la superficie

Pero si el tamao de partcula es demasiado pequeo, se forman conglomerados que impiden la circulacin de solvente entre las partculas y dificultan su separacin del solvente provocando que las partculas de slido puedan ser arrastradas con el solvente

VELOCIDAD DE EXTRACCIN

donde:

dE/dt = velocidad de extraccin (m3/s)

KL= coeficiente de transferencia de masa (m/s)

A = rea interfacial (m2)

Cs = concentracin del componente soluble en la interfase. Como se considera que en la interfase existe una solucin saturada,

= concentracin de saturacin de la solucin a la temperatura del proceso (fraccin masa)

C = concentracin del componente soluble en la masa del solvente (fraccin masa)

Influencia de las variables de proceso en la velocidad de extraccin

lixiviacin de una sola etapa

Lixiviacin de mltiples etapas

Se utiliza con objeto de agotar el residuo y que el extracto salga con mayor concentracin de soluto.

LIXIVIACIN EN MLTIPLES ETAPAS A CONTRA-CORIENTE

Al igual que en la lixiviacin de una sola etapa, se consideran 4 FLUJOS: F = Alimentacin, E = Extracto W = Residuo S = Solvente

E

1 2

etapa etapa etapa

3F

WW

F

S S

F

E

S

W

E

etapa

n

S

F

E

W

BALANCE GLOBAL DE MASA: F + S = E + W ..

3 componentes: x = fraccin masa

C = Soluto A = Solvente B= Materia Inerte

BALANCE GLOBAL DE MASA: F + S = E + W ..

BALANCES GLOBALES POR COMPONENTE:

COMPONENTE C = SOLUTO

F (XFC)1 + S (XSC)n+1 = E (XEC)1 + W (XWC)n+1 ........... 2

COMPONENTE A = SOLVENTE:

F (XFA)1 + S (XSA)n+1 = E (XEA)1 + W (XWA)n+1 ..3

COMPONENTE B = MATERIA INERTE:

F (XFB)1 = W (XWB)n+1 ..4

BALANCES POR COMPONENTE POR ETAPA1 ETAPA:

SOLUTO (C): F (XFC)1 + S (XSC)2 = E (XEC)1 + W (XWC)2

SOLVENTE (A): F (XFA)1 + S (XSA)2 = E (XEA)1 + W (XWA)2 MATERIA INERTE (B): F (XFB)1 = W (XWB)2

2 ETAPA:

SOLUTO (C): F (XFC)2 + S (XSC)3 = E (XEC)2 + W (XWC)3

SOLVENTE (A): F (XFA)2 + S (XSA)3 = E (XEA)2 + W (XWA)3 MATERIA INERTE (B): F (XFB)2 = W (XWB)3

ETAPA n:

SOLUTO (C): F (XFC)n + S (XSC)n+1 = E (XEC)n + W (XWC)n+1

SOLVENTE (A): F (XFA)n + S (XSA)n+1 = E (XEA)n + W (XWA)n+1

MATERIA INERTE (B): F (XFB)n = W (XWB)n+1

Lixiviacin en mltiples etapas

El nmero de etapas requeridas para cada caso en particular, sedetermina mediante Mtodos Grficos.

Adems, normalmente se tienen ms de 4 incgnitas y como solo sedispone de 4 ecuaciones de Balance Global de Masa, debe recurrirse aMtodos Grficos para su solucin