INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
2013
EXTRACCIÓN
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
CAPITULO V.- Extracción
Es una operación unitaria la cual consiste en hacer pasar un cuerpo de una
fase a otra fase. Esta operación es un fenómeno inverso a la adsorción.
Por ello en la extracción uno de los constituyentes químicos sea un sólido o
un líquido es transferido a un líquido (disolvente o solvente)
FASES
1. PRODUCTO (solido, líquido)
2. SOLVENTE O DISOLVENTE (Liquido)
ATRACCIÓN SEPARACIÓN
ADSORCIÓN EXTRACCIÓN
Predominio de las fuerzas
intermoleculares.
Predominio de las fuerzas
de agitación térmica.
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
TIPOS DE EXTRACCION
1. SOLIDO LIQUIDO
2. LIQUIDO LÍQUIDO
APLICACIONES DE LA EXTRACCION
1. Extracción de aceites vegetales.
2. Extracción de pigmentos colorantes
3. Extracción de enzimas
4. Extracción de aceites esenciales
5. Extracción de café, te
6. Extracción de aceite de hígado de pescado
TIPOS DE EXTRACCION
EXTRACCION SOLIDO LÍQUIDO
Conocido como la lixiviación, percolación, agotado, lavado. Es un
proceso en el cual obtenemos un soluto de un sólido por medio de un
solvente, es un proceso de transferencia de masa. En este tipo de
extracción se presentan dos etapas.
Contacto del disolvente con el sólido o líquido a tratar que cede el
constituyente soluble (soluto) al disolvente.
Lavado o separación de la disolución del resto del sólido.
El proceso completo de extracción suele comprender la recuperación
por separado del disolvente y del soluto, generalmente esto se efectuó por
otro tipo de proceso como la separación o destilación.
Ejemplo: extracción del aceite de Sacha Inchi
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
En este caso el disolvente o solvente se mezcla con el sólido,el contacto se
mantiene durante el tiempo requerido hasta alcanzar el equilibrio
termodinámico y la mezcla se divide en dos flujos:
Un líquido constituido por la disolución del soluto en el disolvente
conocido como ´´RICOS´´.
Un líquido formado por componentes solido o insoluble mas el aceite no
extraído denominado ´´POBRES´´.
B
+
C
A
A: SOLVENTE (HEXANO)
B: MATERIA PRIMA
C: ACEITE
B
+
C
A
+
C
B
+
C
A
Disolvente
+
“RICOS” “POBRES”
“RESIDUO
AGOTADO”
100 % 95 % 5 %
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
VELOCIDAD DE EXTRACCION:
La velocidad de extracción está definida por la primera ley de FICK:
.
(2) en (1)
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
=
Integrando:
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE EXTRACCION:
A. EL AREA DE INTERFASE SOLIDO LIQUIDO:
A mayor área, será mayor la extracción.
B. GRADIENTE DE CONCENTRACION ,EXISTENTE ENTRE LA
SUPERFICIE DEL SOLIDO Y EL SOLVENTE:
El solvente debe ser SELECTIVO con respecto al soluto a extraer y
debe tener menor viscosidad
=
Cuando se requiere hallar la
concentración y se tiene como
dato el ´´t´´, tiempo
Se utiliza cuando se requiere hallar
el tiempo ´´t´´ y se tiene como dato
la concentración ´´c´´.
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
C. LA ELEVACION DE LA TEMPERATURA,INCREMENTO
GENERALMENTE DE LA VELOCIDAD DE EXTRACCION :
Dado que se da una mayor disolución del soluto en el solvente
D. VELOCIDAD DE FLUJO DEL DISOLVENTE:
Cuanto más alta es el flujo del disolvente, mas alta será la turbulencia
del flujo del disolvente sobre la superficie del solido por lo tanto mayor
será la VELOCIDAD DE EXTRACCION.
EXTRACCION CON DISOLVENTE EN 1 ETAPA (S –L)
A) PROCESO ESTACIONARIO:
Concentración de aceite semilla permanente constante.
El mezclador es eficaz lográndose un equilibrio en la salida de los flujos.
Hexano (H)
CH
TORTA (T)
CT
Semilla (s)
Cs
Miscela (M)
CM
“RICOS”ACEITE + HEXANO “AGOTADO”
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
m: coeficiente de reparto
BALANCE DE MASA
RENDIMIENTO:
R ………….. (2)
De (1)
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
(3) En (2)
R
EXTRACCION CON DISOLVENTE EN 02 ETAPAS EN CONTRA CORRIENTE
BALANCE TOTAL
(T) Torta
X2
HEXANO (H)
CH
ETAPA I
(T) Torta
X1
(M)
Y2
(T)
Semilla (s)
Cs
Miscela (M)
Y1
ETAPA II
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
BALANCE DE MATERIA ETAPA ´´ I´´
PARA EL BALANCE DE MATERIA ETAPA ´´II´´
T ( )
T ( )
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
T ( )
m .
(3) En (2):
( )
Concentración de la torta al final
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
BALANCE DE MATERIA ETAPA II
T ( )
T ( )
T ( )
T ( )
CONCENTRACION DE LA MISCELA FINAL
2.EXTRACCION LÍQUIDO –LÍQUIDO
Es una operación en la que una sustancia disuelta en una fase liquida es
transferida a otra fase liquida.
El solvente es el factor más importante para extracción L L y la
características mas importante del solvente es que debe ser soluble con
uno e insoluble con otro.
En todas estas operaciones la solución de la cual se va extraer se le
denomina alimentación y el líquido residual del que se ha eliminado el
soluto, se le llama REFINADO.
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
+
En este caso, Atiende arrastrar el componente c, dado que es el que nos
interesa.
EXTRACCION EN UNA ETAPA
BALANCE
F.
F.
APLICACIONES
Cuando la destilación o rectificación no se pueden aplicar, es decir
cuando resultan ineficaces,
A B + C
A + C
B + C
“Solvente” “Alimentación”
“EXTRACTO”
(Rico en Soluto)
“REFINADO”
(Pobre en Soluto)
I
Hexano (H)
CH= 0
EXTRACTO (E)
CE
Alimentación (F)
CF
Refinado (R)
CR
INGENIERÍA DE ALIMENTOS III
M.s.C. LUZ BUENDIA SOTELO
Cuando las mezclas cuyos componentes tienen temperatura de
ebullición próxima o cuando las sustancias no pueden soportar
temperatura de ebullición ni al vacio.
No debe ser igual a ; si son iguales , entonces se forma
un AZEOTROPO; y se debe realizar el rompimiento.
Cuando la extracción se basa en las propiedades químicas por ejemplo
los ácidos grasos de mayor peso molécula puede separarse de los
aceites vegetales.
Con extracción del PROPANO LIQUIDO.
En la industria farmacéutica como la penicilina son sustancias bastante
complejas en las cuales se debe utilizar la extracción DE LIQUIDO
PARA SEPARAR LA PENICILINA.