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TALLER
EXTRACCIÓN SÓLIDO - LÍQUIDO
Agosto 13 de 2010
"La verdadera educación consiste en obtener lo mejor de uno mismo. ¿Qué otro libro
se puede estudiar mejor que el de la Humanidad?".
Mohandas Karamchand Gandhī o Mahatma Gandhi (1869-1948)
1.
Calcule las composiciones de los sistemas indicados a continuación:
a)
b)
c)
De 500 kg de una mezcla de composición en peso: 20% de agua, 30% de sal y 50%, se
evaporan 80 kg de agua.
100 kg de una mezcla de composición en peso: 50% de sal, 10% de agua y 40% de
arena, se añaden a 100 kg de otra que contiene 20% de sal, 70% de agua y 10% de sal.
De 500 kg de una mezcla de 50% de sal, 20% de arena y 30% de agua, se separan 300
de mezcla de 60% de sal, 25% de arena y 15% de agua.
2.
De una harina de pescado que contiene el 25% en peso de aceite y el 75% de Inertes, se ha
de separar el aceite por extracción con un solvente en un sistema de extracción de tres
etapas en corriente directa. Al sistema entran como alimentación (R0) 1000 kg de harina y en
cada etapa se suministran 400 kg de disolvente. Calcule el porcentaje de aceite recuperado
si la cantidad de solución que acompaña a los inertes del refinado es 0,40 kg/kg de inerte.
3.
Unas arenas petrolíferas que contienen el 20% en peso de petróleo se tratan en un sistema
de extracción de múltiples etapas, en contracorriente con nafta, para separarles el petróleo.
El extracto formado por petróleo y nafta tienen una composición del 36% en peso de
petróleo. El refinado está constituido por la arena acompañada por la solución retenida en la
misma. La cantidad de arena en el refinado constituye el 70% en peso del refinado. Calcule
el número de etapas teóricas necesarias si al sistema entra como alimentación 25000 kg/día
de arenas petrolíferas y se emplean 15000 kg/día de nafta como agente extractor (EN+1)
4.
Un sólido seco contiene el 10% en peso de una sustancia soluble en agua que se extrae con
agua pura en un sistema de extracción en contracorriente. El refinado procedente de la
última etapa se seca totalmente, obteniéndose un producto sólido que contiene el 0,15% en
peso de sustancia soluble. El proceso se realiza empleando una relación
disolvente/alimentación igual a 1,8. Se ha encontrado experimentalmente que el disolvente
(D) retenido por el sólido es independiente de la concentración de la solución e igual a 1,80
kg de agua/kg de Inerte.
Calcule:
La concentración de la solución retenida por el sólido inerte que sale como refinado en la
última etapa. (XRN)
b) La concentración de la solución que sale como extracto en la primera etapa (YE1).
c) El número de etapas teóricas necesarias.
a)
5.
En un proceso de extracción en contracorriente se tratan 1000 kg/h de arena de playa de
una composición 12% de sal, 85% de Inerte y 3% de agua; empleando 2000 kg/h de agua.
La cantidad de agua retenida por el sólido inerte es 0,5 kg de agua/kg de arena. Calcule el
número necesario de etapas para que la arena separada, una vez seca, contenga solamente
el 0,2% de sal.
6.
En un sistema de extracción en contacto múltiple en contracorriente se tratan 1000 kg/h de
hígado de bacalao. En la materia prima hay un 32% en peso de aceite, que ha de extraerse
empleando 2000 kg/h de Éter de Etílico (contaminado con un 2% en peso de aceite). La
cantidad de extracto separado será de 1800 kg/h, y su composición, 18% en peso de aceite.
1
κβ
Crisóstomo Barajas Ferreira
Operaciones Unitarias I
5% del CuSO4 inicial. Para una alimentación de 200 kg/h ( R0 ). Calcule el número de etapas y la concentración de la solución separada ( YE1 ): a) b) 8. Un sólido seco que contiene 0.10% de parafina) en un proceso de extracción en múltiples etapas en contracorriente. es la siguiente: CuSO4 Agua Ganga inerte 8% 4% 88% Como agente extractor se emplea una cantidad de agua tal que la concentración de la solución separada sea del 12% en CuSO4 y en ella ha de encontrarse el 98% del CuSO4 que entra en la corriente de alimentación. Calcule las coordenadas del polo. El refinado está constituido por la materia inerte con 2 kg de parafina por 100 kg de inerte y la solución retenida que equivale a 2 kg de queroseno por kilogramo de inerte. 5% de agua y 85% de ganga inerte.30 kg de soluto/ kg de inerte se somete a extracción en múltiples etapas en contracorriente empleando como agente extractor una solución acuosa que contiene 0.33% de Éter y el resto sólido inerte. 2 κβ Crisóstomo Barajas Ferreira Operaciones Unitarias I . El disolvente retenido por el sólido inerte es constante en todas las etapas e igual a 1. 7. La composición del mineral es: 10% de CuSO4 . 40. EN +1 R0 Un papel parafinado que contiene 20% en peso de parafina y 80% de inertes se trata con queroseno (con un 0. 10. Un mineral de CuSO4 se somete a lixiviación con agua en un proceso continuo de extracción en contracorriente. El refinado que abandona el sistema contiene 0. Calcule el número de etapas teóricas para efectuar la extracción si se tratan 1000 kg/día de papel parafinado y la solución retenida es independiente de la concentración de parafina en el papel. El refinado separado en la última etapa no ha de contener más del 1. En un sistema de extracción en múltiples etapas en contracorriente se han de tratar 60 toneladas/día de un mineral de cobre cuya composición. después de someterlo a tostación.LÍQUIDO Agosto 13 de 2010 El refinado tendrá una composición de 3% de aceite. La parafina pasa al extracto a razón de 4 kg de parafina por 100 kg de keroseno.5 kg de agua/kg de inerte. en forma de solución retenida en la ganga inerte.2% en peso de soluto. La cantidad de solvente (Agua) retenida por el sólido inerte en las condiciones de operación es de 1. Calcule: El número de etapas teóricas necesarias. Empleando 400 kg/h de agua.05 kg de soluto/ 5 kg de inerte. Empleando 800 kg/h de agua. a) 9. si el extracto tiene una composición del 5% en peso de soluto. En las condiciones de operación se ha encontrado que la solución retenida es de 1 kg/kg de inertes.TALLER EXTRACCIÓN SÓLIDO .6 kg de agua/kg de inerte. EN +1 b) La relación c) La relación mínima necesaria R0 si el número de etapas teóricas es de cinco (5).
La cantidad de solución retenida por los hígados.05 2.40 0.20 0. determinada experimentalmente.67 0. de acuerdo con los siguientes datos: Concentración Solución retenida % en peso de NaOH kg solución/kg de CaCO3 0 5 10 15 20 1. Mediante la reacción Na2CO3 + CaO + H2O → CaCO3 + NaOH se obtiene una suspensión de CaCO3 en solución de NaOH .10 0. Si la cantidad de solvente empleado es de 400 kg/h.30 0.45 0.72 0.23 0.50 0. Se pretende separar el 95% del NaOH empleando una batería de cuatro (4) extractores en contracorriente con agua como agente extractor. a) b) Porcentaje de aceite recuperado en el extracto Número de etapas teóricas. Al primer extractor entran los productos de la reacción acompañados de 0. 11.26 0. Se ha de extraer aceite de hígado de pescado en un aparato de extracción continuo en contracorriente. Al sistema de extracción entran 500 kg/h de hígados que contienen 25% en peso de aceite (sobre base libre de solvente).00 0.190 0. calcule.5 kg de agua/kg de CaCO3 .70 3.75 2. En las condiciones de extracción la cantidad de líquido retenida por el CaCO3 es función de la concentración de la solución.LÍQUIDO Agosto 13 de 2010 a) b) c) Calcule: Cantidad de agua necesaria Coordenadas del polo Número de etapas teóricas.55 0.TALLER EXTRACCIÓN SÓLIDO .70 0. y la composición del refinado separado como flujo inferior es del 1% en peso de aceite (sobre base libre en solvente).60 0. empleando como solvente Éter etílico con 3% de aceite. esta reportada en la tabla siguiente: X kg solución kg de hígado exento de aceite 0.50 1.31 0.60 3 κβ Crisóstomo Barajas Ferreira Operaciones Unitarias I .74 12.37 0.
4 0.52 Si se utilizan 400 kg de solvente. de acuerdo con los siguientes datos: Concentración Solución retenida Kg de aceite/kg de solución kg solución/kg de inerte 0.2 0.0 0.505 0. De las experiencias realizadas en el laboratorio en condiciones análogas se ha encontrado que la cantidad de líquido retenida por los sólidos depende de la concentración del siguiente modo: Concentración Solución retenida Kg de aceite/kg de solución kg solución/kg de sólido 0.550 4 κβ Crisóstomo Barajas Ferreira Operaciones Unitarias I .7 0. Una harina de pescado contiene aceite que ha de extraerse con benceno operando en múltiples etapas en corriente directa.2 0.47 0.6 0.41 0.TALLER EXTRACCIÓN SÓLIDO .0 0.5 0.530 0.42 0. y en el extracto ha de separarse el 90% del aceite contenido en la alimentación (R0).4 0. Como solvente se emplea benceno con un 2% en peso de aceite.49 0.1 0.3 0.LÍQUIDO Agosto 13 de 2010 Calcule: EN+1 CaCO3 a) La relación b) c) La concentración del extracto El número de etapas teóricas si se debe recuperar el 99% del NaOH y se utiliza la misma cantidad de agente extractor calculada en el apartado (a) 13.3 0.45 0.515 0.500 0. Experimentalmente se ha encontrado que la disolución retenida por el sólido inerte es función de la composición de la disolución.43 0.40 0. Se ha de proyectar una instalación de extracción en múltiples etapas con funcionamiento en contracorriente para tratar 500 kg/h de un producto pulverulento de composición 20% en peso de aceite. 3% en peso de benceno y 77% de materia inerte.1 0. calcule: a) La concentración del extracto b) La concentración de la solución retenida c) La cantidad de solución que se separa con los sólidos d) La cantidad de extracto e) El número de etapas teóricas 14.
LÍQUIDO Agosto 13 de 2010 0. c) El porcentaje de aceite recuperado. Un mineral que contiene 12% en peso de una sal soluble.6 0. Calcule: a) La composición global del Extracto. Firmado digitalmente por Crisóstomo Barajas Ferreira Nombre de reconocimiento (DN): cn=Crisóstomo Barajas Ferreira. 3% en peso de agua.edu. y la concentración del extracto separado ha de ser del 20% en peso del soluto. empleando agua como agente extractor.4 kg/kg de inerte. y el resto es inerte.6 kg de solución por kilogramo de inerte. 16. que consta de tres etapas. o=Universidad Industrial de Santander.620 Al sistema de extracción. 15. ou=Escuela de Ingeniería Química. la cantidad de benceno empleada en cada etapa es de 750 kg/h. b) La concentración del refinado procedente de la última etapa.7 0.571 0. entran 1000 kg/h de alimentación que contiene 40% de aceite. Calcule el porcentaje de soluto recuperado si la cantidad de solución retenida en el refinado es constante e igual a 0. co. c=CO Motivo: Soy el autor de este documento Fecha: 2010. empleando agua como solvente. Al sistema entran como alimentación 500 kg/h de mineral y 400 kg/h de agente extractor. 6% en peso de agua y materia inerte se somete a un proceso de extracción en contracorriente.TALLER EXTRACCIÓN SÓLIDO .595 0.5 0. Calcule el número de etapas teóricas necesarias si la cantidad de solución retenida por los sólidos es independiente de la concentración e igual a 0. [email protected] 14:03:07 -05'00' 5 κβ Crisóstomo Barajas Ferreira Operaciones Unitarias I . Se ha de recuperar el 94% del soluto. En una batería de extractores en contracorriente entra como alimentación un material que contiene 15% en peso de soluto.