SISTEMA DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO PARA MEZCLAS AGUA-ÁCIDO ACÉTICO Lizarrága Montes  Hugo Ricardo
<ul><li>Se realiza una investigación a escala de laboratorio del sistema agua-ácido acético y vinagre, con el objetivo de ...
Introducción <ul><li>Precios que oscilan entre 800 y 1 300 dólares la tonelada. </li></ul><ul><li>El vinagre es una soluci...
Fundamentación teórica <ul><ul><li>La extracción líquido-líquido se basa en el tratamiento de mezclas líquidas con disolve...
Etapas de un proceso de extracción <ul><li>Contacto del material por extraer con el  disolvente. </li></ul><ul><li>Separac...
DISOLVENTE <ul><li>La separación del disolvente puede llevarse a cabo por evaporación o por destilación, según sea su vola...
Factores que pueden ser usados en la selección de un solvente <ul><li>a) Selectividad </li></ul><ul><li>b) Densidad </li><...
Métodos de extracción <ul><li>Contacto sencillo. </li></ul><ul><li>Contacto múltiple. </li></ul><ul><li>Contacto múltiple ...
Materiales y Métodos
Técnica experimental <ul><li>Partiendo de soluciones de vinagre y soluciones diluidas de ácido acético como mezcla de alim...
Técnica experimental <ul><li>Con el solvente seleccionado se repite el proceso, pero ahora en contracorriente, con múltipl...
Técnica experimental <ul><li>Se trabaja con un diseño experimental completamente aleatorio con tres variables de cambio: <...
Relaciones solventes / soluciones preparadas <ul><ul><li>½ </li></ul></ul><ul><ul><li>¾ </li></ul></ul><ul><ul><li>2 </li>...
Ácido acético diluido. (Laboratorio) <ul><li>Se prepararán 58 mL de ácido acético glacial con suficiente agua destilada pa...
Valoración <ul><li>Se diluye la muestra con agua y se valora con soluciones de NaOH entre 0,94 y 1,098 9 mol/L y fenolftal...
Vinagre industrial <ul><li>Contiene un 6 % de ácido acético. </li></ul><ul><li>Fermentado a partir de azúcar crudo. </li><...
Análisis de los resultados
<ul><li>En los tres solventes empleados, se observan notables semejanzas en algunas de sus propiedades </li></ul>
<ul><li>Con todos se logra una marcada diferencia de densidades entre las fases en contacto, lo que facilita la posterior ...
Pruebas de selectividad.  Contacto sencillo
Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
<ul><li>Se puede constatar que de acuerdo con las pruebas de selectividad para los tres solventes utilizados, el furfural ...
Ventajas importantes del furfural: <ul><li>Posee el mayor valor de tensión superficial de los solventes en estudio, aspect...
Contacto múltiple a contracorriente tres etapas Tres Etapas
Contacto múltiple a contracorriente en tres etapas
Contacto múltiple a contracorriente en tres etapas
Contacto múltiple a contracorriente Cuatro Etapas
Contacto múltiple a contracorriente en cuatro etapas
Contacto múltiple a contracorriente en cuatro etapas
<ul><li>Mientras que en el contacto sencillo se alcanza hasta un 55 % de extracción, utilizando una relación solvente furf...
Conclusiones <ul><li>Es factible técnicamente obtener ácido acético a partir del vinagre con la aplicación de un sistema d...
Recomendaciones <ul><li>Estudiar la factibilidad económica de la introducción de sistemas de extracción líquido-líquido pa...
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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Expo Lizarrag Montes Hugo Ricardo

  1. 1. SISTEMA DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO PARA MEZCLAS AGUA-ÁCIDO ACÉTICO Lizarrága Montes Hugo Ricardo
  2. 2. <ul><li>Se realiza una investigación a escala de laboratorio del sistema agua-ácido acético y vinagre, con el objetivo de determinar las condiciones más favorables para la separación del ácido acético de una disolución inicial. </li></ul><ul><li>Para lograr separar el ácido acético del vinagre, se analiza y compara la efectividad de tres solventes para la separación de la mezcla. Se someten a prueba tres métodos de operaciones con extracción líquido-líquido. </li></ul><ul><li>. </li></ul>
  3. 3. Introducción <ul><li>Precios que oscilan entre 800 y 1 300 dólares la tonelada. </li></ul><ul><li>El vinagre es una solución ácida diluida que puede ser concentrada a valores mayores a 50% de concentración en acético. </li></ul><ul><li>El proceso de destilación tiene un alto costo de operación debido al alto consumo de energía para la transmisión de calor y la separación del agua. </li></ul>
  4. 4. Fundamentación teórica <ul><ul><li>La extracción líquido-líquido se basa en el tratamiento de mezclas líquidas con disolventes selectivos con respecto a ciertos componentes, y es una de las operaciones básicas que tienen como fundamento la difusión de materia. </li></ul></ul><ul><ul><li>Es conveniente emplear la extracción, si es difícil o imposible separar los componentes de la mezcla por medio de la destilación debido a la proximidad de las temperaturas de ebullición, formación de mezclas con ebullición inseparable y estabilidad térmica insuficiente de los componentes. </li></ul></ul><ul><ul><li>En la extracción líquido-líquido, se obtienen dos fases líquidas que reciben el nombre de extracto y refinado. </li></ul></ul>
  5. 5. Etapas de un proceso de extracción <ul><li>Contacto del material por extraer con el disolvente. </li></ul><ul><li>Separación de las fases formadas. </li></ul><ul><li>Recuperación del disolvente. </li></ul>
  6. 6. DISOLVENTE <ul><li>La separación del disolvente puede llevarse a cabo por evaporación o por destilación, según sea su volatilidad y/o la del soluto contenido. </li></ul><ul><li>En algunos casos también puede lograrse por variaciones de la solubilidad del soluto con la temperatura y en otras, como operación previa a la destilación, suele hacerse una extracción con un segundo disolvente cuya evaporación exija un consumo menor de energía. </li></ul>
  7. 7. Factores que pueden ser usados en la selección de un solvente <ul><li>a) Selectividad </li></ul><ul><li>b) Densidad </li></ul><ul><li>c) Viscosidad </li></ul><ul><li>d) Presión de vapor </li></ul><ul><li>e) Recuperabilidad </li></ul><ul><li>f) Tensión superficial </li></ul><ul><li>g) Corrosividad </li></ul><ul><li>h) Punto de fusión </li></ul><ul><li>i) Punto de ignición </li></ul><ul><li>j) Toxicidad </li></ul><ul><li>k) Reactividad química y estabilidad </li></ul><ul><li>l) Coeficiente de distribución </li></ul><ul><li>m) Capacidad de extracción </li></ul><ul><li>n) Solubilidad del solvente </li></ul><ul><li>o) Costo </li></ul>
  8. 8. Métodos de extracción <ul><li>Contacto sencillo. </li></ul><ul><li>Contacto múltiple. </li></ul><ul><li>Contacto múltiple en contracorriente. </li></ul><ul><li>Contacto diferencial en contracorriente. </li></ul><ul><li>Extracción con reflujo. </li></ul>
  9. 9. Materiales y Métodos
  10. 10. Técnica experimental <ul><li>Partiendo de soluciones de vinagre y soluciones diluidas de ácido acético como mezcla de alimentación y empleando benceno, tolueno y furfural como disolventes se realiza un proceso en el cual ambas partes son mezcladas indistintamente, en proporciones diferentes, y agitadas durante un determinado tiempo. </li></ul><ul><li>Finalizado el mezclado se separan las fases formadas (extracto y refino), se analizan sus composiciones y se procede a seleccionar el solvente más selectivo, según haya sido la cantidad de ácido acético extraída por el mismo, partiendo de lo cual se determina el % de extracción. </li></ul>
  11. 11. Técnica experimental <ul><li>Con el solvente seleccionado se repite el proceso, pero ahora en contracorriente, con múltiples etapas (3 y 4) y empleando diferentes relaciones de alimentación. Igualmente se analizan las concentraciones del ácido en los productos obtenidos, aplicando el principio de la volumetría y se selecciona la mejor variante. </li></ul><ul><li>La recuperación del solvente se logra por evaporación y destilación, según sea su volatibilidad respecto a la del soluto (ácido acético) contenido en la disolución. </li></ul>
  12. 12. Técnica experimental <ul><li>Se trabaja con un diseño experimental completamente aleatorio con tres variables de cambio: </li></ul><ul><li>A. El origen de la solución (vinagre o solución de ácido acético de laboratorio). </li></ul><ul><li>B. Relación solvente/vinagre o solvente/disolución acética. </li></ul><ul><li>C. Tipo de contacto (sencillo o multietápico a contracorriente). </li></ul>
  13. 13. Relaciones solventes / soluciones preparadas <ul><ul><li>½ </li></ul></ul><ul><ul><li>¾ </li></ul></ul><ul><ul><li>2 </li></ul></ul><ul><ul><li>5/4 </li></ul></ul>
  14. 14. Ácido acético diluido. (Laboratorio) <ul><li>Se prepararán 58 mL de ácido acético glacial con suficiente agua destilada para obtener 1 000 mL. </li></ul><ul><li>Contiene en 100 mL no menos de 5,7 g ni más 6,3 g de C 2 H 4 O 2 en peso. </li></ul>
  15. 15. Valoración <ul><li>Se diluye la muestra con agua y se valora con soluciones de NaOH entre 0,94 y 1,098 9 mol/L y fenolftalína como indicador ácido-base. </li></ul>
  16. 16. Vinagre industrial <ul><li>Contiene un 6 % de ácido acético. </li></ul><ul><li>Fermentado a partir de azúcar crudo. </li></ul>
  17. 17. Análisis de los resultados
  18. 18. <ul><li>En los tres solventes empleados, se observan notables semejanzas en algunas de sus propiedades </li></ul>
  19. 19. <ul><li>Con todos se logra una marcada diferencia de densidades entre las fases en contacto, lo que facilita la posterior separación de las capas inmiscibles formadas. </li></ul><ul><li>Todos presentan baja viscosidad, aspecto muy favorable para mejorar el comportamiento de varios parámetros del proceso en general. </li></ul><ul><li>Los tres solventes tienen baja temperatura de fusión, conveniente para su almacenamiento y manipulación. </li></ul><ul><li>Tienen baja corrosividad en relación con los materiales de construcción más comunes en la industria de procesos. </li></ul><ul><li>Tienen nula reactividad química con los componentes del alimentado acético. </li></ul>
  20. 20. Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
  21. 21. Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
  22. 22. Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
  23. 23. Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
  24. 24. Pruebas de selectividad. Contacto sencillo
  25. 25. <ul><li>Se puede constatar que de acuerdo con las pruebas de selectividad para los tres solventes utilizados, el furfural es el que muestra mayor capacidad de extracción en ambas soluciones. </li></ul><ul><li>De este modo se considera el solvente más selectivo en relación con el ácido acético y que en las relaciones de alimentación solvente/ solución 2 y 5/4. </li></ul>
  26. 26. Ventajas importantes del furfural: <ul><li>Posee el mayor valor de tensión superficial de los solventes en estudio, aspecto muy necesario para lograr una adecuada estabilidad de las fase formadas. </li></ul><ul><li>Presenta el mayor valor del punto de ignición, lo que indica su baja flamabilidad. </li></ul><ul><li>Cuenta con la menor presión de vapor. </li></ul><ul><li>Es el menos costoso. </li></ul>
  27. 27. Contacto múltiple a contracorriente tres etapas Tres Etapas
  28. 28. Contacto múltiple a contracorriente en tres etapas
  29. 29. Contacto múltiple a contracorriente en tres etapas
  30. 30. Contacto múltiple a contracorriente Cuatro Etapas
  31. 31. Contacto múltiple a contracorriente en cuatro etapas
  32. 32. Contacto múltiple a contracorriente en cuatro etapas
  33. 33. <ul><li>Mientras que en el contacto sencillo se alcanza hasta un 55 % de extracción, utilizando una relación solvente furfural/solución = 2, con los sistemas multietápicos de tres y cuatro contactos se logra elevar esta cifra hasta un 62,11 % a un 78,95 %, respectivamente. </li></ul><ul><li>Resultados similares se obtienen en la relación de alimentación 5/4. </li></ul><ul><li>En el contacto sencillo se obtiene un 57,55 %. </li></ul><ul><li>Con los sistemas de tres y cuatro etapas se alcanzan valores de 77,34 y 86,67 % respectivamente. </li></ul>
  34. 34. Conclusiones <ul><li>Es factible técnicamente obtener ácido acético a partir del vinagre con la aplicación de un sistema de extracción líquido-líquido multietápico y a contracorriente. </li></ul><ul><li>El solvente furfural presenta propiedades adecuadas para ser utilizado en el proceso de extracción de ácido acético a partir de vinagre. </li></ul><ul><li>Un aumento de la cantidad de solvente alimentado incrementa la cantidad de soluto real extraído. </li></ul><ul><li>Un sistema de extracción líquido-líquido en cuatro etapas a contracorriente, permite obtener hasta un 80 % de extracción del ácido acético a partir de soluciones industriales de vinagre. </li></ul>
  35. 35. Recomendaciones <ul><li>Estudiar la factibilidad económica de la introducción de sistemas de extracción líquido-líquido para la obtención de ácido acético en las capacidades industriales de vinagre del país. </li></ul>
  36. 36. GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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