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7/21/2019 Balance Extraccion Proceso biotecnologico
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En una planta de proceso se produce una corriente acuosa de ácido acético. Debido a que la
destilación de este sistema presenta algunas dificultades la recuperación del ácido se realiza por
extracción con solvente, también llamada extracción por contacto líquido-líquido. El solvente
escogido es éter isopropílico el cual presenta una buena solubilidad con el ácido, baja solubilidad
con agua, y debido a su facilidad de evaporación, asegura una fácil separación posterior de sus
soluciones con ácido acético por destilación.
La corriente de alimentación tiene flujo de 10 ton/h y contiene25%p de ácido acético, la instalación
permite recuperar una corriente concentrada de ácido, de 94%p. Los demás datos se muestran en
el diagrama de la fig. 4.12. Calcular los flujos y concentraciones de todas las corrientes y el grado de
recuperación de ácido.
Solución.
Existen al menos cuatro posibilidades para escoger el volumen de control, ver fig. 4.12: el extractor,
la columna de destilación, el mezclador y el proceso global. La extracción líquido-líquido se
acostumbra manejar en base másica. Por inspección se encuentra que el problema da información
de las corrientes de entrada y salida del proceso global, por esta razón se opta por solucionar en
primer lugar el volumen de control global. Esta decisión se confirmará con el análisis de grados de
libertad. Los subíndices A y E corresponden a ácido acético y éter etílico, respectivamente.
Proceso global, análisis de grados de libertad.
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Por lo anterior, se debe solucionar en primer lugar el volumen de control del proceso global, luego
el extractor y a continuación ya sea el mezclador o la columna de destilación.
Proceso Global.
De acuerdo con lo mostrado en la tabla 4.9, las ecuaciones requeridas son:
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Extractor.
Con los resultados del volumen de control del proceso global, el extractor queda determinado. Las
ecuaciones de balance son:
Columna de destilación.
Puesto que en la corriente F6 se tienen dos componentes, debe tenerse en cuenta que 6 +
6 = 1, en consecuencia la determinación de esta corriente se puede completar con la ecuación de
balance total y una de las ecuaciones de balance de componente. El volumen de control alrededor
de la columna queda descrito con las siguientes ecuaciones de balance:
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Mezclador.
Este equipo ya se encuentra solucionado: la corriente F7 se determinó a partir del volumen de
control del proceso global, F2 se calculó del volumen de control del extractor y F6 se obtuvo a partir
de la solución de la columna de destilación. Los resultados completos se resumen en el diagramadel proceso, fig. 4.14.
