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Ejemplo 1En las condiciones de operacin, se han realizado pruebas experimentales y se ha encontrado que la disolucin retenida por el slido inerte es funcin de la composicin de la solucin, de acuerdo con los datos de la siguiente tabla:Una harina contiene un aceite, que ha de extraerse con benceno puro, operando en una sola etapa. La harina ingresa al sistema de extraccin a razn de 100 kg/h, y presenta un contenido de 30 % peso de aceite y 4 % de benceno.
Concentracin de la disolucinkg solucin retenidakg slido inerte0.00.47370.10.50000.20.52940.30.56250.40.60000.50.64290.60.69230.70.75000.80.81820.90.90001.01.0000
Si el disolvente est disponible a razn de 60 kg/h, calcular:a) La cantidad y composicin del extracto y del refinadob) El porcentaje de aceite recuperadoSi se desea obtener un extracto que contenga 60 % peso del aceite, calcular:a) La cantidad de disolvente necesariob) El porcentaje de aceite recuperado
K xS = yS . ------ K + 1 K xD = ( 1 - yS ) . ------ K + 1
ySK0.00.47370.10.50000.20.52940.30.56250.40.60000.50.64290.60.69230.70.75000.80.81820.90.90001.01.0000
xSxD0.00000.32140.03330.30000.06920.27690.10800.25200.15000.22500.19570.19570.24550.16360.30000.12860.36000.09000.42630.04740.50000.0000
ySK0.00.47370.10.50000.20.52940.30.56250.40.60000.50.64290.60.69230.70.75000.80.81820.90.90001.01.0000
Grfico1
10.3214358418
00.3
0.2769190532
0.252
0.225
0.1956601132
0.1636352893
0.1285714286
0.0900011
0.0473684211
0
xS
xD
Hoja1
Una harina contiene un aceite, que ha de extraerse con benceno, operando en una sola etapa. La harina ingresa al sistema de extraccin a razn de 100 kg/h, y presenta un contenido de 45 % peso de aceite y 10 % de benceno.
En las condiciones de operacin, se han realizado pruebas experimentales y se ha encontrado que la disolucin retenida por el slido inerte es funcin de la composicinde la solucin, de acuerdo con los datos de la siguiente tabla:
Concentracin de la disolucinkg slucin retenida
kg slido inerte
0.00.4737
0.10.5000
0.20.5294
0.30.5625
0.40.6000
0.50.6429
0.60.6923
0.70.7500
0.80.8182
0.90.9000
1.01.0000
Si se desea obtener un extracto que conte ga 60 % peso del aceite, calcular:
a) La cantidad de disolvente necesario
B) EL porcentaje de aceite recuperado
Si el disolvente, benceno puro, est disponible a razn de 60 kg/h, calcular:
a) La cantidad y composicin del extracto y del refinado
b) El porcentaje de aceite recuperado
ySKxSxD
0.00.47370.00000.3214
0.10.50000.03330.3000
0.20.52940.06920.2769
0.30.56250.10800.2520
0.40.60000.15000.2250
0.50.64290.19570.1957
0.60.69230.24550.1636
0.70.75000.30000.1286
0.80.81820.36000.0900
0.90.90000.42630.0474
1.01.00000.50000.0000
Hoja1
10
00
0
0
0
0
0
0
0
0
0
xS
xD
Hoja2
En la lixiviacin en una sola etapa del aceite extrado de escamas de soya con hexano, 100 kg/h de soya que contienen 20 % de aceite, se tratan con 100 kg de hexano.
De datos experimentales se ha encontrado que la relacin (Solucin retenida / Inerte) es de 2/3 y que se puede consideear constante e independiente de la concentracin de la disolucin.
Calcular la cantidad y composicin del extracto y del refinado, as como el porcentaje de aceite extrado.
ySKxSxD
02/30.00000.4000
0.102/30.04000.3600
0.202/30.08000.3200
0.302/30.12000.2800
0.402/30.16000.2400
0.502/30.20000.2000
0.602/30.24000.1600
0.702/30.28000.1200
0.802/30.32000.0800
0.902/30.36000.0400
1.002/30.40000.0000
01
10
0.20
01
F =100D =100
xSo =0.20ySo =0.00
xDo =0.00yDo =1.00
xIo =0.80
xMS =0.10
xMD =0.50
Del diagrama:xS =0.06667
xD =0.33333
yS =0.16667
yD =0.83333
M =200
SD
E1 =66.66766.667
R1 =133.333133.333
% =55.56
Hoja2
00
00
0
0
0
0
0
0
0
0
0
xS
xD
Hoja3
00000
000
0
0
0
0
0
0
0
0
0
xS
xD
F = 100 kg/h ySo = 0Alimentacin : HarinaxS0 = 0.30xI0 = 0.66xD0 = 0.0430 % peso aceite 4 % peso bencenoDisolvente: Benceno puroyDo = 1.0D = 60 kg/h
ISDxSoxDoySoyDo
F . xSo + D . ySo xMS = ---------------- F + D F . xDo + D . yDo xMD= ---------------- F + D 100 ( 0.30 ) + 60 ( 0 )xMS = --------------------- 100 + 60 xMS =0.1875 100 ( 0.04 ) + 60 ( 1 ) xMD= --------------------- 100 + 60 xMD = 0.400
ISDxMDxMSyDySxSxDDel diagrama tomar lectura de las composiciones:
R1 xS , xDE1yS , yD
xMS xSE1 = M . ------- yS xS yS - xMS R1 = M . -------- yS xSE1 = kg/hR1 = kg/hxS = 0.115778 xD = 0.246994yS = 0.319149yD = 0.680851 E1R1 xMD xDE1 = M . -------- yD xD yD - xMD R1 = M . -------- yD xD
F . xSo - R1 . xS% soluto extrado = --------------- x 100 F . xSo% soluto extrado = %
F = 100 kg/h ySo = 0Alimentacin : HarinaxS0 = 0.30xI0 = 0.66xD0 = 0.04Disolvente: Benceno puroyDo = 1.0yS = 0.60yD = 0.40
ISDxMDxSoxDoxMSyDyS
xSo - xMS D = F . -------- xMS - ySo xDo xMDD = F . -------- xMD - yDoxMD = xMS =
ISDxDxDoxSxD
xMS xSE1 = M . ------- yS xS yS - xMS R1 = M . -------- yS xSE1 = kg/hR1 = kg/h xMD xDE1 = M . -------- yD xD yD - xMD R1 = M . -------- yD xD
F . xSo - R1 . xS% soluto extrado = ---------------- x 100 F . xSo% soluto extrado = %
En la lixiviacin en una sola etapa del aceite extrado de escamas de soya con hexano, 100 kg de soya que contienen 20 % de aceite, se tratan con 100 kg de hexano.
De datos experimentales se ha encontrado que la relacin (Solucin retenida / Inerte) es de 2/3 y que se puede considerar constante e independiente de la concentracin de la disolucin.
Calcular la cantidad y composicin del extracto y del refinado, as como el porcentaje de aceite extrado.Ejemplo 2
Dato de equilibrio: Lnea de retencinRelacin Solucin retenida/Inerte = 2/3ConstanteK = ( S + D ) / I = 2/3 K xS = yS . ------ K + 1 K xD = ( 1 - yS ) . ------ K + 1
xS = 0.40 yS xD = 0.40 ( 1- yS)
ySK0 2/30.10 2/30.20 2/30.30 2/30.40 2/30.50 2/30.60 2/30.70 2/30.80 2/30.90 2/31.00 2/3
xSxD0.00000.40000.04000.36000.08000.32000.12000.28000.16000.24000.20000.20000.24000.16000.28000.12000.32000.08000.36000.04000.40000.0000
Grfico1
0.41
0.360
0.32
0.28
0.24
0.2
0.16
0.12
0.08
0.04
0
xS
xD
Hoja1
Hoja2
En la lixiviacin en una sola etapa del aceite extrado de escamas de soya con hexano, 100 kg/h de soya que contienen 20 % de aceite, se tratan con 100 kg de hexano.
De datos experimentales se ha encontrado que la relacin (Solucin retenida / Inerte) es de 2/3 y que se puede consideear constante e independiente de la concentracin de la disolucin.
Calcular la cantidad y composicin del extracto y del refinado, as como el porcentaje de aceite extrado.
ySKxSxD
02/30.00000.4000
0.102/30.04000.3600
0.202/30.08000.3200
0.302/30.12000.2800
0.402/30.16000.2400
0.502/30.20000.2000
0.602/30.24000.1600
0.702/30.28000.1200
0.802/30.32000.0800
0.902/30.36000.0400
1.002/30.40000.0000
01
10
Hoja2
00
00
0
0
0
0
0
0
0
0
0
xS
xD
Hoja3
F = 100 kg ySo = 0Alimentacin : Soya en escamasxS0 = 0.20xI0 = 0.80xD0 = 020 % peso aceiteD = 100 kg Disolvente: Hexano puroyDo = 1.0
F . xSo + D . ySo xMS = ---------------- F + D F . xDo + D . yDo xMD= ---------------- F + D 100 ( 0.20 ) + 100 ( 0 )xMS = --------------------- 100 + 100 xMS = 0.10 100 ( 0 ) + 100 ( 1 ) xMD= ------------------- 100 + 100 xMD = 0.50
ISDxMDxSoxDoMxMSE1R1Del diagrama tomar lectura de las composiciones:
R1 xS , xDE1yS , yD
xMS xSE1 = M . ------- yS xS yS - xMS R1 = M . -------- yS xSE1 =66.667 kgR1 =133.333 kg xMD xDE1 = M . -------- yD xD yD - xMD R1 = M . -------- yD xDE1 =66.667 kgR1 =133.333 kg
F . xSo - R1 . xS% soluto extrado = ---------------- x 100 F . xSo% soluto extrado = 55.56 %
Una harina que contiene aceite ha de extraerse con un disolvente, constituido mayormente por benceno, operando en un sistema de extraccin en flujo cruzado en dos etapas.Al sistema de extraccin se hace ingresar 100 kg/h de alimentacin, que contiene 40 % peso de aceite, y un disolvente que contiene 98 % peso de benceno y 2 % peso de aceite, utilizndose 40 kg/h y 20 kg/h respectivamente en cada etapa de extraccin.Ejemplo 3
Experimentalmente se ha encontrado que la relacin disolvente / slido inerte es constante e igual a 0.30.Calcular la cantidad y composicin del extracto compuesto.
Calcular el porcentaje de aceite extrado.
ISD
F = 100 kg/h ySo = 0.02Alimentacin xS0 = 0.40xI0 = 0.60xD0 = 0D1 = 40 kg/h DisolventeyDo = 0.98Primera etapa: F + D1 = M1
ISDxDoySoyDoxSo
F . xSo + D1 . ySo xMS1 = ---------------- F + D1 F . xDo + D1 . yDo xMD1 = ---------------- F + D1 100 ( 0.40 ) + 40 ( 0.20 )xMS = ----------------------- 100 + 40xMS1 =0.29143 100 ( 0 ) + 40 ( 0.98 ) xMD= --------------------- 100 + 40xMD1 = 0.28000
ISDE1xMD1xDoM1xMS1ySoyDoxSo
Del diagrama tomar lectura de las composiciones xS1 = 0.19367R1 xD1 = 0.18608 yS1 = 0.5100E1 yD1 = 0.4900
xMS1 xS1E1 = M1 . --------- yS1 xS1 yS1 xMS1 R1 = M1 . -------- yS1 xS1E1 = kg/hR1 = kg/h
R1 = 96.73469 kg/h ySo = 0.02Alimentacin :xS1 = 0.19367xI1 = 0.60xD1 = 0.18608D2 = 20 kg/h DisolventeyDo = 0.98Segunda etapa: R1 + D2 = M2
ISDySoyDo
R1 . xS1 + D2 . ySo xMS2 = ---------------- R1 + D2 R1 . xD1 + D2 . yDo xMD2 = ---------------- R1 + D2xMS2 =0.16392xMD2 = 0.32210
ISDE2xMD2xDoM2xMS2xSo
Del diagrama tomar lectura de las composiciones xS2 = 0.10510R2 xD2 = 0.20652 yS2 = 0.33727E2 yD2 = 0.66273
R2 =87.160kg/h
F . xSo - R2 . x2% soluto extrado = --------------- x 100 F . xSo% soluto extrado = %