UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
FACULTAD DE TECNOLOGIA
QUIMICA INDUSTRIAL
PRACTICA #8
EXTRACCION SOLIDO Y LIQUIDO
MATERIA: Taller de Procesos I (QMT-750)
ESTUDIANTE: Luis Gustavo Gomez Huanca
DOCENTE: MSc. Ing. Cesar Ruiz Ortiz
FECHA: 12/05/2023
LA PAZ - BOLIVIA
EXTRACCION SOLIDO Y LIQUIDO
1. OBJETIVO GENERAL.
 Determinar las líneas de reparto en el equilibrio en la extracción solido – liquido de una
sustancia.
2. MARCO TEORICO.
En el proceso industrial de extracción pueden considerarse las siguientes etapas:
 Disolución de los constituyentes solubles y separación del sólido inerte.
 Recuperación del disolvente, si es económicamente viable.
 Lavado del sólido inerte para recuperar mayor cantidad de soluto.
La extracción Solido - Liquido es una operación básica o unitaria mediante la cual se separan
uno o varios constituyentes solubles contenidos en un sólido inerte mediante la utilización de un
disolvente adecuado, en un proceso de extracción solido - liquido 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 interfase solido - liquido hasta el
seno de la masa principal de disolvente.
EXTRACCION SOLIDO – LIQUIDO.
La operación de extracción sólido - líquido es una operación básica de recuperación o extracción
mediante la cual uno o varios componentes de una fase sólida desestructurada, denominada
alimento (R0), se transfiere a una fase líquida, disolvente (E0), cuando tiene lugar en una única
etapa, esta consiste en mezclar durante un tiempo el disolvente y el alimento para que se
produzca un transporte de materia entre ambos, el componente o componentes que son solubles
en el disolvente empleado y se transfieren de una fase a otra se conoce como soluto y la matriz
sólida insoluble inerte, el sentido de la transferencia es siempre desde el sólido hacia el líquido,
transcurrido el tiempo establecido para que se alcance el equilibrio entre ambas fases, se procede
a la separación de la parte sólida (impregnada de disolvente), conocida como refinado (R1), de la
disolución (disolvente más solutos extraídos), conocida como extracto (E1).
Extracción: Consiste en separar componentes de un solido o un liquido mediante un disolvente
selectivo, que diferencia hay entre adsorción y la extracción solido líquido.
La extracción solido– liquido: Consiste en la disolución de uno o más componentes que forman
parte de un sólido, mediante un disolvente adecuado donde el resto del solido es insoluble,
denominado INERTE.
Para llevar a cabo el proceso es necesario:
•
Contacto del disolvente con el sólido a tratar, para disolver el componente
soluble o soluto.
•
La separación de la disolución y el resto del solido (con la disolución
adherida al mismo).
La disolución separada se denomina flujo superior o extracto; recibiendo el nombre de refinado,
flujo inferior o lodos del solido inerte acompañado de la disolución retenida por el mismo.
Los dos apartados anteriores constituyen en estadio, etapa o unidad de extracción, que recibe el
nombre de ideal o teórica cuando la disolución correspondiente al flujo superior tiene la misma
composición que la retenida por el sólido en el flujo inferior.
Extracción sólido-líquido: también llamada lavado, lixiviación, percolación. El fundamento de la
extracción líquido-líquido requiere que los dos líquidos no sean miscibles, por ello la extracción
depende del coeficiente de reparto. Cuando un soluto se disuelve en dos líquidos no miscibles en
contacto entre sí, dicho soluto se distribuirá en cada uno de los líquidos en proporción a la
solubilidad en cada uno de ellos. La extracción sólido líquido o lixiviación es una operación
para separar los constituyentes
solubles de un sólido inerte con un solvente. El proceso completo de extracción suele
comprender la recuperación por separado del solvente y del soluto. La extracción sólido-líquido
tiene gran importancia en un gran número de procesos industriales. En metalurgia en la
extracción de: cobre con ácido sulfúrico, oro con cianuro,etc. Muchos productos orgánicos
naturales se separan de sus estructuras originales mediante lixiviación. Por ejemplo el azúcar se
separa por lixiviación de la remolacha con agua caliente; los aceites vegetales se recuperan a
partir de semillas, como las de soya y algodón mediante lixiviación con disolventes orgánicos; el
tanino se disuelve a partir de raíces y hojas de plantas. El té y el café se preparan mediante
técnicas y equipo muy similares a los utilizados en las verdaderas operaciones de lixiviación.
MÉTODOS DE CÁLCULO.
 Triangulo Rectángulo: En este diagrama se representa en el vértice del ángulo recto el
componente inerte I, en el de la derecha el componente a extraer o soluto S y en el
superior el disolvente D.
En consecuencia, en el lado IS estarán localizadas la mezcla binaria de soluto – solido
inerte, el lado ID se encuentran las distintas proporciones de inerte y disolvente, que
como son totalmente inmiscibles estarán separadas en dos fases; en la hipotenusa DS
estarán localizados las mezclas de soluto y disolvente, que si son miscibles en todas las
proporciones corresponderán a sistemas de una sola fase liquida, los puntos del interior
del triángulo representan mezclas ternarias.
 Diagrama Rectangular: Debido a que en el diagrama triangular los datos suelen
agruparse hacia un extremo, resultando incomodas las lecturas es preferible emplear un
diagrama rectangular en el que se representa en ordenadas kilogramos de inerte/
kilogramos de disolución, I/ (D+S), y en abscisas kilogramo de soluto/kilogramo de
disolución, S/ (D+S), en este diagrama, para la sustancia a tratar exenta de disolvente, la
ordenada será I/S y la abscisa valdrá la unidad, el disolvente puro tendrá valor cero de
abscisa y ordenada.
EXTRACCIÓN EN UNA SOLA FASE.
Se trata de una operación discontinua que consiste en poner en contacto íntimo toda la
alimentación con todo el disolvente a emplear, separando después la disolución formada del
solido inerte con la disolución retenida.
APLICACIONES
EXTRACCIÓN SOLIDO – LIQUIDO.
DE LA
Las aplicaciones importantes de la extracción sólido - líquido en la industria alimenticia son:
extracción de aceites y grasas animales y vegetales, lavado de precipitados, obtención de
extractos de materias animales o vegetales, obtención de azúcar, fabricación de té y café
instantáneo, entre otras:
 Los aceites vegetales se recuperan a partir de semillas, como los de soja y de algodón
mediante la lixiviación con disolventes orgánicos como: éter de petróleo, hexano, etc.
 Extracción de colorantes a partir de materias sólidas por lixiviación con alcohol o soda.
 En ecología para indicar el desplazamiento hacia los ríos y mares de los desechos y
excrementos, además de otros contaminantes como pueden ser los fertilizantes; producido
por el mismo proceso indicado para el fenómeno químico.
 En geología en el proceso de lavado de un estrato de terreno o capa geológica por el agua.
 En el tratamiento de los minerales concentrados y otros materiales que contienen metales,
la lixiviación se efectúa por medio de un proceso húmedo con ácido que disuelve los
minerales solubles y los recupera en una solución cargada de lixiviación.
 Metalurgia Extractiva: para trabajar los minerales principalmente oxidados. Desde un
tiempo a esta parte se realiza la lixiviación de minerales sulfurados de cobre mediante
procesos de lixiviación bacteriana
 Obtención de azúcar.
 Fabricación de té y café instantáneo.
3. MATERIALES Y REACTIVOS.
Nº
CANTIDAD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
MATERIALES
DESCRIPCION
Vasos de Precipitado
Picnómetro
Termómetro
Embudo Analítico
Papel Filtro
Pinza Redonda
Nuez
Varilla de Vidrio
Piseta
Soporte Universal
Secador
4. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO.
CAPACIDAD
100 ml
10ml
100°C
REACTIVOS
Café no Soluble
Agua Destilada
EQUIPOS
Balanza Analítica
5. PROCEDIMIENTO.




Pesar 1g de café para determinar la humedad inicial (85°C).
Pesar 1g de café para determinar la disolución retenida por el sólido inerte.
Pesar 10 g de café para llevar a cabo el proceso.
Utilizar 60 mL de disolvente (determinar su peso con la densidad).
6. CALCULOS.
DATOS
𝒎𝒎+𝒑𝒇 = 𝟏, 𝟏𝟗𝟖 𝒈
𝒎𝒎 = 𝟏, 𝟎𝟎𝟎 𝒈
𝒎𝒑𝒇 = 𝟏, 𝟗𝟖𝟓
 Determinación del valor de K:
𝐊 = 𝐦𝐦+𝐩𝐟 − (𝐦𝐦 + 𝐦𝐩𝐟 )
𝐊 = 𝟏, 𝟗𝟖𝟓 𝐠 − 𝟏, 𝟎𝟎𝟎𝐠 − 𝟎, 𝟏𝟗𝟖𝐠
𝐊 = 𝟎, 𝟕𝟖𝟕 𝐠
 Cálculo de NK:
𝑵𝑲 =
𝑵𝑲 =
𝟏
𝑲
𝟏
→ 𝑵𝑲 = 𝟏, 𝟐𝟕𝟎
𝟎, 𝟕𝟖𝟕
 Determinación de la humedad del café:
%𝑫𝟎 =
%𝑫𝟎 =
𝒎𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 𝟏 − 𝒎𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝟏
𝒎𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 𝟏
𝟓𝟎, 𝟏𝟕𝟒 𝒈 + 𝟏, 𝟎𝟎𝟔 𝒈 − 𝟓𝟏, 𝟏𝟔𝟓𝒈
𝟏, 𝟎𝟎𝟔 𝒈
%𝑫𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟓
 Calculo para determinar la masa del Extracto e Inerte en la solucion:
𝑸 = 𝒎𝒎+𝒑𝒇
𝒔𝒆𝒄𝒂
− 𝒎𝒑𝒇
𝑸 = 𝟓𝟎, 𝟎𝟐𝟔𝒈 + 𝟎, 𝟖𝟗𝟔 𝒈 + 𝟏𝟎, 𝟎𝟐𝟎 𝒈 − 𝟓𝟖, 𝟖𝟗𝟔 𝒈
𝑸 = 𝟐, 𝟎𝟒𝟔𝒈
𝑰 = 𝒎𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 − 𝑬
𝑰 = 𝟏𝟎, 𝟎𝟐𝟎 𝒈 − 𝟐, 𝟎𝟒𝟔 𝒈 = 𝟕, 𝟗𝟕𝟒 𝒈
 Calculo de la masa del disolvente en el café en 1,006 g:
𝒎𝑫 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟓 ∗ 𝟏, 𝟎𝟎𝟔 𝒈 → 𝒎𝑫 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟓𝟏 𝒈
 Cálculo de la masa del disolvente en 10,020 g de café por regla de tres:
𝒎𝑫 =
𝟎, 𝟎𝟏𝟓𝟏 𝒈 × 𝟏𝟎, 𝟎𝟐𝟎 𝒈
→ 𝒎𝑫 = 𝟎, 𝟏𝟓𝟎 𝒈
𝟏, 𝟎𝟎𝟔 𝒈
 Cálculo de la masa del disolvente:
𝑫=𝝆×𝑽
𝑫 = 𝟎, 𝟗𝟗𝟒𝟏
𝒈
× 𝟔𝟎𝒎𝒍 → 𝑫 = 𝟓𝟗, 𝟔𝟒𝟔𝒈
𝒎𝒍
 Cálculo del Refinado:
𝑹=
𝑹=
𝑰 × 𝑭𝟎 × (𝟏 + 𝑵𝑲 )
𝑵𝑲
𝟕, 𝟗𝟕𝟒 𝒈 × (𝟏 + 𝟏, 𝟐𝟕𝟎)
𝟏, 𝟐𝟕𝟎
𝑹 = 𝟏𝟒, 𝟐𝟓𝟑 𝒈
 Cálculo del extracto, aplicando balance de materia en el sistema:
𝑭+𝑫=𝑬+𝑹
𝑬=𝑭+𝑫−𝑹
𝑬 = 𝟏𝟎, 𝟎𝟐𝟎 𝒈 + 𝟓𝟗, 𝟔𝟒𝟔𝒈 − 𝟏𝟒, 𝟐𝟓𝟑 𝒈
𝑬 = 𝟓𝟓, 𝟒𝟏𝟑 𝒈
 Cálculo de la composición de la alimentación:
Hallamos el soluto en la alimentación:
𝑺 = 𝑭 − 𝒎𝑫 − 𝑰
𝑺 = 𝟏𝟎, 𝟎𝟐𝟎 𝒈 − 𝟎, 𝟏𝟓𝟎 𝒈 − 𝟕, 𝟗𝟕𝟒𝒈
𝑺 = 𝟏, 𝟖𝟗𝟔 𝒈
𝑵𝑭𝟎 =
𝑰
𝑺+𝑫
𝑵𝑭𝟎 =
𝟕, 𝟗𝟕𝟒 𝒈
→ 𝑵𝑭𝟎 = 𝟑, 𝟖𝟗𝟕
𝟏, 𝟖𝟗𝟔 𝒈 + 𝟎, 𝟏𝟓𝟎 𝒈
𝑿𝒇𝟎 =
𝑿𝒇𝟎 =
𝑺
𝑺+𝑫
𝟏, 𝟖𝟗𝟔 𝒈
𝟏, 𝟖𝟗𝟔 𝒈 + 𝟎, 𝟏𝟓𝟎𝒈
𝑿𝒇𝟎 = 𝟎, 𝟗𝟐𝟕
 Para las composiciones de la mezcla:
𝑵𝑴 =
𝑵𝑴 =
%𝑰𝑭
%𝑺𝑭 + %𝑫𝑭 + 𝑫
𝟕, 𝟗𝟕𝟒 𝒈
𝟏, 𝟖𝟗𝟔 𝒈 + 𝟎, 𝟏𝟓𝟎 𝒈 + 𝟓𝟗, 𝟔𝟒𝟔𝒈
𝑵𝑴 = 𝟎, 𝟎𝟓𝟓
𝑿𝑴 =
𝑿𝑴 =
%𝑺𝑭
%𝑺𝑭 + %𝑫𝑭 + 𝑫
𝟏, 𝟖𝟗𝟔 𝒈
𝟏, 𝟖𝟗𝟔 𝒈 + 𝟎, 𝟏𝟓𝟎 𝒈 + 𝟓𝟗, 𝟔𝟒𝟔𝒈
𝑿𝑴 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟏
 Sabemos:
𝑿𝑴 = 𝒀𝑬𝟏 = 𝑿𝑹𝟏 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟏
7. RESULTADOS.
a). Composiciones:
𝑵𝑭𝟎 = 𝟑, 𝟖𝟗𝟕
𝒚
𝑿𝒇𝟎 = 𝟎, 𝟗𝟐𝟕
𝑵𝑴 = 𝟎, 𝟎𝟓𝟓
𝒚 𝑿𝑴 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟏
𝑿𝑴 = 𝒀𝑬𝟏 = 𝑿𝑹𝟏 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟏
b). Extracto y Refinado:
𝑹 = 𝟏𝟒, 𝟐𝟓𝟑 𝒈
𝒚
𝑬 = 𝟓𝟓, 𝟒𝟏𝟑 𝒈
8. CONCLUSIONES.
 Se determinó las cantidades correspondientes al extracto y el refinado en la operación de
extracción solido-líquido para el café, obteniendo resultados relativamente bajos en
cuanto a la composición del soluto en dichos flujos, la cantidad de solidos inertes es muy
alto una causa probable para esta discrepancia que se presenta es la determinación del
solido inerte ya que esta solo se realizó en una etapa de extracción
9. RECOMENDACIONES.
 Realizar la determinación de los sólidos inertes con múltiples extracciones hasta agotar al
máximo posible el soluto y así lograr determinar la cantidad de inertes.
 Utilizar la mínima cantidad de café.
 Tener cuidado al obtener los datos de la constante K.
10. BIBLIOGRAFIA.
 Guía del Ing. Cesar Ruiz.
 https://fjarabo.webs.ull.es/Practics/Oba/ObaFiles/AMater.pdf
 http://fciencias.ugr.es/practicasdocentes/wpcontent/uploads/guiones/ExtraccionSolidoLiquido.pdf
 https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/147097/Castell%C3%B3%3BFito%3BSe
gu%C3%AD%20%20Fundamentos%20de%20la%20Extracci%C3%B3n%20S%C3%B3lidoL%C3%ADquido.pdf?sequence=1&isAllowed=y