Extraer aceite de una comida con benceno

...

Solución

- Por un balance de materia, a partir de que [pic 35]

[pic 36]

[pic 37]

[pic 38]

El factor de extracción es

[pic 39]

Por lo tanto

[pic 40]

La recuperación es 1-0.172 =0.828, es decir, 82.8%

- Con el mismo valor de E,

[pic 41]

[pic 42]

La recuperación es 1-0.0297 =0.9703 o 97.0%

- Con constante, el número de etapas ideales se calcula a partir de la forma de desorción (agotamiento) de la ecuación de Kremser [ecuación (20.28)], utilizando E en lugar de este equivalente,el factor de agotamiento S.[pic 43]

[pic 44]

Sea . Por lo tanto,[pic 45][pic 46]

[pic 47]

[pic 48]

[pic 49]

Al utilizar un proceso en contracorriente se requiere solo un numero ligeramente mayor de etapas ideales que en la parte b), pero se necesita la mitad del solvente y se aumenta la concentración del extracto.

Una planta de extracción en contracorriente se utiliza para extraer acetona (A) a partir de su mezcla con agua por medio de metilisobutilcetona (MIK) a una temperatura de 25 °C. La alimentación consta de 40% de acetona y 60% de agua. Como líquido de extracción se utiliza igual masa de solvente puro. ¿Cuántas etapas ideales se requieren para extraer 99% de acetona que entra con la alimentación? ¿Cuál es la composición del extracto después de separado el solvente?

Solución

Se utilizan los datos de la figura 23.7 para preparar la gráfica de la relación de equilibrio contra , que es la curva superior de la figura 23.10. Los puntos extremos de la línea de operación se determinan mediante balances de materia teniendo en cuenta las cantidades de agua en la fase del extracto y de MIK en la fase de refinado. Base: F = 100 unidades de masa por hora.[pic 50][pic 51]

Sean:

[pic 52]

[pic 53]

Para una recuperación de 99% de A, el extracto tiene 0.99x40=39.6A, y el refinado tiene 0.4A. Los flujos totales son

En la cima,

[pic 54]

[pic 55]

[pic 56]FIGURA 23.10

En el fondo,

[pic 57]

[pic 58]

Puesto que n y m son pequeños y tienden a anularse en las sumas de y , el flujo total de extracto es del orden de 140, lo que daría lugar a ≈ 39.6/140 = 0.283. El valor de es del orden de 0.4/60 = 0.0067. Estas estimaciones se ajustan después de calcular los valores de n y m.[pic 59][pic 60][pic 61][pic 62][pic 63]

A partir de la figura 23.8 para [pic 64]

[pic 65]

Si m es muy pequeño, [pic 66]

A partir de la figura 23.8 para [pic 67]

[pic 68]

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Valor revisado de n=[pic 70]

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[pic 73]

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Se representan los puntos (0.0074, 0) y (0.40, 0.272) para establecer los extremos de la línea de operación.

Para un punto intermedio de la línea de operación se toma = 0.12 y se calcula V y L. A partir de la figura 23.7, = 0.03 y = 0.85. Puesto que la fase de refinado tiene solamente de 2 a 3% de MIK, suponiendo que la cantidad de MIK en el extracto es 100, la misma que la alimentación de solvente:[pic 75][pic 76][pic 77]

[pic 78]

[pic 79]

Mediante un balance global desde la entrada de solvente (fondo) hasta el punto intermedio,

[pic 80]

[pic 81]

Un balance de A para la misma sección de :[pic 82]

[pic 83]

[pic 84]

[pic 85]

Este valor es probablemente muy exacto, pero es posible determinar valores corregidos de V, L y . Para = 0.201, ≈ 0.03 (véase figura 23.8). Un balance de MIK desde la entrada de solvente hasta el punto intermedio conduce a[pic 86][pic 87][pic 88]

[pic 89]

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[pic 91]

[pic 92]

[pic 93]

Se representaque da