UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DE SUR OCCIDENTE INGENIERÍA EN PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

...

En un proceso de extracción sólido-líquido las operaciones implicadas son:

- Cambio de fase del soluto. Esta etapa se considera prácticamente instantánea.

- Difusión del soluto a través del disolvente contenido en los poros del sólido inerte.

- Transferencia del soluto desde las inmediaciones de la interface sólido-líquido hasta el seno de la masa principal de disolvente. (Facultad de Ciencias UGR, 2016)

Los factores más importantes que influyen sobre la velocidad de extracción son:

- Tamaño de las partículas sólidas.Evidentemente cuanto más pequeñas sean, mayor es la superficie interfacial y más corta la longitud de los poros. Por tanto mayor es la velocidad de transferencia. Sin embargo, tamaños excesivamente pequeños pueden hacer que las partículas se apelmacen dificultando la extracción.

- Tipo de disolvente.El disolvente debe ser lo más selectivo posible y se recomienda de baja viscosidad.

- Temperatura. Un aumento de la temperatura favorece la solubilidad y aumentan los coeficientes de transferencia de materia. El límite superior se fija atendiendo a criterios de calidad del producto, criterios económicos y de seguridad con respecto al disolvente.

- Agitación del disolvente-soluto.Favorece la transferencia por aumento de coeficientes de transferencia de materia en la interface sólido-líquido. Además se evita la sedimentación y apelmazamiento de las partículas sólidas. (Facultad de Ciencias UGR, 2016)

-

Equipo de extracción

Los aparatos utilizados en los procesos de extracción sólido-líquido son muy variados, siendo difícil una clasificación clara. Algunos autores los clasifican según el tamaño de partícula sobre la que se va a realizar la extracción de soluto. Otros lo clasifican según el disolvente a utilizar sea o no volátil, o bien si interesa o no su recuperación.

Teniendo presente esta consideración, los extractores se clasifican según el método de contacto, englobándose en tres grandes apartados; debiéndose tener presente que en esta clasificación no se hallan incluidos todos los tipos de extractores existentes.(Ibarz Ribas, 2005)

-

Extractores con lecho fijo.

-

Extractores de contacto simple.

Este tipo de extractores consta, esencialmente, de un depósito o recipiente abierto con un falso fondo como se muestra en la figura 1. Las partículas sólidas se colocan en el depósito sobre el falso fondo, que suele ser de un tipo de filtro o rejilla; distribuyéndose el disolvente sobre la superficie del sólido, de forma que se realiza una percolación de aquél sobre éste. La disolución resultante atraviesa el falso fondo, pudiéndose recoger como extracto. En muchos casos el disolvente se añade en tal cantidad que en realidad la carga se halla sumergida en el disolvente.(Ibarz Ribas, 2005)

[pic 2]

[pic 3][pic 4]

Estos extractores se utilizan, generalmente, en pequeñas plantas industriales para la extracción de azúcar de remolacha, aceites de semillas oleaginosas y frutos secos, extracto de café a partir de granos tostados y molidos, solubles de té a partir de hojas deshidratadas, etc.

En muchos casos es preciso utilizar disolventes volátiles, tal como en la extracción de aceite de semillas; o bien es necesarios trabajar a presión para logar una mejor percolación del disolvente sobre las partículas sólidas. Debido a ello, y por consideraciones higiénicas, este tipo de extractores son cerrados.

-

Sistemas de múltiples contactos

Existen casos en los que la velocidad de extracción es muy rápida, y en una sola etapa es posible realizar la extracción deseada. Sin embargo, es más frecuente que esto no ocurra y sea necesario hacer circular el disolvente a través de una serie de tanques que contengan el sólido, como se puede apreciar en la figura 2; de forma que el disolvente fresco se introduce en el tanque cuyo sólido esté más agotado en soluto, fluyendo a través de los distintos tanques abandonando el sistema por el tanque recién cargado. Una serie de tanques de este tipo se denomina batería de extracción.

[pic 5]

[pic 6][pic 7]

-

Extractores continuos de lecho móvil

Tal como su nombre indica, en este tipo de extractores el lecho de partículas sólidas es móvil, operando la mayoría de ellos en contracorriente. Existen varios dispositivos para lixiviar a contracorriente en etapas, en los cuales el lecho o etapa es móvil en lugar de fijo. Estos procesos son útiles en la extracción de aceite a partir de semillas vegetales, como la de algodón, cacahuate, y soya. Por lo general, primero se procede a quitar la cáscara a la semillas, algunas veces se pre cocinan, generalmente se secan y después se trituran a escamas con rodillos. En ocasiones, se procede a una extracción preliminar de aceite por compresión. Los disolventes suelen ser productos derivados del petróleo, como el hexano. La solución final de disolvente y vegetal, que se llama micela, puede contener algunos sólidos finos en suspensión.

A continuación se describe algunas de los distintos tipos de extractores de lecho móvil existentes.(Geankoplis, 1998)

-

Extractor Bollmann

Consta de un elevador de cangilones que está encerrado en una cámara vertical como se muestra en la figura 3. Los cangilones perforados se cargan con el sólido en la parte superior derechadel extractor y a medida que van descendiendo se rocían con una disolución de “miscela intermedia”. En esta zona del extractor el sólido y la disolución descienden en corrientes paralelas. La miscela que se recoge en la parte derecha del fondo del extractor se denomina extracto o “miscela final”. Una vez rebasada la parte inferior, las cestas con sólido parcialmente agotado suben por la parte izquierday se les agrega disolvente puroa contracorriente, de manera que, en la parte inferior,se obtiene la “miscela intermedia” que se recircula.