UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL VALLEDEL MEZQUITAL

Aprender, Emprender, Transformar

INGENIERA En Procesos Bioalimentarios Materia: Operaciones Unitarias I Docente:Ing. Celerino Arroyo Cruz Investigacin (Centrifugacin, Decantacin y Lixiviacin) Alumnos de equipo:Abigail Badillo FuentesGraciela Callejas QuijadaJavier Camargo LpezAndrea Rayadas Torres

9 Cuatrimestre, Grupo A

ContenidoI.INTRODUCCIN1II.CENTRIFUGACIN2Equipos7Equipos de Filtracin-Centrfuga7III.DECANTACIN11Embudo de Decantacin o Baln de Decantacin12Usos13Caractersticas y Formas13IV.LIXIVIACIN19V.CONCLUSIN29VI.BIBIOGRAFIA30

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I. INTRODUCCINFrecuentemente en la industria es necesario separar los componentes de una mezcla en fracciones individuales. Las fracciones pueden diferenciarse entre s por el tamao de las partculas, por su estado, o por su composicin qumica.As, por ejemplo, un producto bruto puede purificarse por eliminacin de las impurezas que lo contaminan, una mezcla de ms de dos componentes, puede separarse en los componentes puros individuales, la corriente que sale de un proceso puede constar de una mezcla del producto y de material no convertido, y es preciso separar y recircular la parte no convertida a la zona de reaccin para convertirla de nuevo; tambin una sustancia valiosa, tal como un material metlico, disperso en un material inerte, es preciso liberarlo con el fin de proceder a su beneficio y desechar el material inerte. Se han desarrollado un gran nmero de mtodos para realizar tales separaciones y algunas operaciones bsicas se dedican a ello. En la realidad se presentan muchos problemas de separacin y el ingeniero debe de elegir el mtodo ms conveniente en cada caso.Los mtodos de separacin se basan en diferencias entre las propiedades fsicas de los componentes de una mezcla, tales como: Punto de Ebullicin Densidad, Presin de Vapor, Punto de Fusin, Solubilidad, etcLas mezclas son materiales resultados de la combinacin de 2 o ms sustancias, tienen composicin variable y se pueden separar en sus componentes por mtodos fsicos.De acuerdo con el nmero de fases que se distingan, pueden ser mezclas homogneas (una fase) o mezclas heterogneas (ms de una fase).La mezcla es la unin fsica de dos o ms substancias (elementos o compuestos) que al hacerlo conservan sus propiedades individuales y que existen mezclas homogneas y heterogneas. La composicin de las mezclas es variable y sus componentes podrn separarse por medios fsicos o mecnicos.Los mtodos de separacin estn basados en las diferentes propiedades fsicas (como la densidad, la temperatura de ebullicin, la solubilidad, el estado de agregacin , etc.) de las sustancias que componen la mezcla.

II. CENTRIFUGACINEs un mtodo utilizado para separar un slido insoluble de grano muy fino y de difcil sedimentacin de un lquido. Esta operacin se lleva a cabo en un aparato llamado centrifuga, en el que aumenta la fuerza gravitacin provocando la sedimentacin del slido. La separacin centrfuga es desde hace ms de un siglo una de las operaciones unitarias ms importantes en procesos claves de las industrias qumicas, farmacuticas, tratamiento de efluentes, purificacin de aceites combustibles y lubricantes y suspensiones en general. En el campo de la tecnologa de la separacin mecnica las separadoras y decantadoras se catalogan dentro de las centrifugadoras, se emplean para la concentracin de slidos, clarificacin de suspensiones y separacin de mezclas de lquidos con eliminacin simultnea de slidos.La centrifugacin se puede llevar a cabo a escala preparativa o escala analtica. La primera se utiliza para aislar partculas para su aprovechamiento posterior y la segunda permite determinar propiedades fsicas como la velocidad de sedimentacin o el peso molecularEsencialmente la centrifugacin es una decantacin selectiva de los componentes insolubles de una mezcla bajo condiciones de gravedad artificial. En la industria existe una gran variedad de centrfugas las cuales pueden ser clasificadas de muy diversas formas, a continuacin se realiza una clasificacin de un pequeo grupo de centrfugas conocidas como sedimentadoras y se realiza esta clasificacin tomando como referencia la cantidad de slidos a la entrada de la centrfuga.Descarga manual, 0-5% de slidos.Este tipo de centrfuga es tambin llamada de tambor macizo. Los slidos se acumulan en el recinto de lodos y deben de ser removidos en forma manual parando la mquina y abriendo el tambor.Descarga automtica intermitente, 0-30% de slidos.Tambin son conocidas como autodeslodantes. Los slidos se acumulan en el recinto de lodos y son expulsados en forma intermitente y automtica a travs de los orificios de descarga.Descarga continua, 0-40% de slidos.Dentro de la industria qumica es conocida como de toberas. Los slidos se acumulan en el recinto de lodos y se expulsan en forma continua a travs de toberas.Tornillo transportador, 0-65% de slidos.Este tipo de centrifuga es tambin conocida como decantador. Tienen un diseo completamente diferente a las dems centrfugas. Estn equipadas con un tornillo transportador que les permite descargar en forma continua los slidos.Teora de la sedimentacin centrfuga.La ecuacin para la sedimentacin natural de una partcula es:vs = ( d2g ) / ( 18 ) (1)Esta ecuacin es conocida como la ley de Stokes para la sedimentacin natural.Para aumentar la velocidad de sedimentacin la fuerza gravitacional (g) puede sustituirse por una gravedad artificial conocida como fuerza centrfuga (r). Podemos deducir por analoga de la ecuacin (1) la velocidad de sedimentacin de una partcula en suspensin dentro de un fluido que gira es:vg = ( d2 ( 2r ) ) / ( 18 ) (2)Esta ecuacin es conocida como la ley de Stokes para suspensiones en rotacin.Si consideramos que vg = x/t. En donde el tiempo t representa el tiempo en que el lquido est en el tambor y se define como t = V/Q en donde V es el volumen del lquido a un tiempo determinado y Q es el flujo del lquido a travs del tambor.

x = vg t = 2rVd2 /18Q (3)Si se considera al lquido en el tambor como una capa lquida de espesor s y si x es mayor que la distancia inicial de la partcula desde la pared del tambor, la partcula ser separada de la fase lquida, de otra forma permanecer en suspensin. En un sistema ideal x = s/2 la mitad de las partculas de dimetro d sern separadas de la suspensin y la otra mitad no. Por lo tanto si ordenamos la ecuacin anterior:

Q = 2 (d2 / 18) * (V2r / s) (4)Siendo el primer grupo del lado derecho de la ecuacin los parmetros del sistema que siguen la ley de Stokes (d2/18) y el segundo grupo (V2r/s) los parmetros que definen las dimensiones del equipo, esto tambin lo podemos escribir de la siguiente manera:Q = ( 2 g ) (5)En donde:g = (d2/18) g y = V2r/gsEn donde sigma () tiene dimensiones de (longitud)2El rea equivalente () de una separadora centrfuga se define como la superficie que debera tener un tanque de sedimentacin natural para entregar un flujo clarificado (m3 /h) igual al de la centrfuga en cuestin de cualquier suspensin. Tambin es posible obtener el dimetro de la partcula de las ecuaciones anteriores.

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Con el fundamento anterior el rea equivalente de dos centrfugas se encuentran relacionadas por la siguiente relacin.Q/ = Q1/1 = Q2 /2 = Q3 /3 = Q n / n = 2vg (7)Charles M.Ambler desarroll para los diferentes tipos de tambores las ecuaciones correspondientes para el clculo del rea equivalente.a) Centrfuga tubular = L (2/g) (r22 r12 ) / ln (2r22 / (r22 r12) (8)b) Centrifuga de discos y de cmaras = 2 2 N (r23 r13) / (3g C tan ) (9)En donde:r1 = Radio interno superior del tamborr2 = Radio interno de la base del tamborN = nmero de discos, para la centrfuga de cmaras N = 1 = velocidad angular radianes /sL = Altura del tambor = 450 Angulo formado entre los discosC = 1.8 Constante del equipoUna correlacin emprica que no tiene dimensiones exactas, y es muy utilizada en el diseo de centrfugas de discos es la siguiente. = 2 1.5 N (r22.75 r12.75) / (3g C tan ) (10)

Hay diferentes tipos de centrfugassegn el rango de velocidades de giro:A. Centrfugas de baja velocidad, de sobremesa o clnicas. De pequeo tamao y sin refrigeracin. Alcanzan una velocidad mxima de 5000 rpm. Son tiles para la separacin de partculas grandes como clulas o precipitados de sales insolubles.Las centrfugas micrfugas son una variante de las anteriores que permiten llegar a velocidades de ms de 10.000 rpm, Los volmenes de trabajo son muy pequeos. Son tiles en el campo de la biologa molecular.B.Centrfugas de alta velocidad. Alcanzan velocidades de entre 18.000 y 25.000 rpm. Son refrigeradas y algunas tienen sistema de vaco para evitar el calentamiento del rotor a causa del rozamiento con el aire. Son tiles en la separacin de fracciones celulares, pero insuficientes para la separacin de ribosomas, virus o macromolculas en general.C. Ultracentrfugas. Superan las 50.000 rpm, por lo que tienen sistemas auxiliares de refrigeracin i de alto vaco. Hay ultracentrfugas analticas que permiten la obtencin de datos precisos de propiedades de sedimentacin (coeficientes de sedimentacin, pesos moleculares), y preparativas, tiles para aislar partculas de bajo coeficiente de sedimentacin (microsomas, virus, macromolculas).Aplicaciones Separacin de clulas de caldos biolgicos. Remocin de desechos celulares de caldos de clulas que han sido sujetas a rompimiento. Separacin de precipitados proteicos. Recuperacin de productos insolubles.

Fundamentos Tericos

Teora de sedimentacin: Accin de la Gravedad

Ley de Stokes Accin de una fuerza centrfuga

Fuerza de aceleracin= fuerza de empuje + Fuerza de arrastre Flujo laminarPartculas esfricas

Frmula de Velocidad de sedimentacin:

Sedimentacin libre Centrifugacin FrPEE: Empuje hidrostticoFr: Fuerza de roce viscosaP: Peso

Equipos Tubular

Cmara mltiple Sedimentadoras Tazn slido Decantadoras DiscosCentrfugas

FiltrantesEquipos de Filtracin-Centrfuga Canasta perforada cubierta con un medio filtrante que gira a altas velocidades. Los slidos se depositan sobre el medio filtrante. Salida de lquido claro.

Centrfuga Tubular Capaz de separar partculas hasta de 0.1 m. Modelos industriales: - 15000 rpm - 12000 G - entre 500 y 3500 l/h - 2 a 4 kg slido por

Centrfugas de Cmara Mltiple Dimetro de 335 a 615 mm Entre 5000 y 8400 rpm 5000 y 9000 G Capacidad de slidos entre 2.5 y 60 litros.

Centrfuga de Tazn slido Dimetro de 95-125 cm. Capacidades volumtricas de 100 a 300 litros. Menor relacin de longitud a dimetro que las tubulares.

Centrfugas Decantadoras o de Tornillo Velocidades entre 1600 a 6000 rpm Campos centrfugos menores. Dimetro de 15 a 140 cm. Descarga de slidos de 30 kg/h hasta 60 ton/h Alimentaciones entre 3.8 a 1890 l/min.

Centrfuga de DiscosClasificacin segn la forma de descarga de slidos: Retencin de slidos. Tazn abierto de descarga intermitente de slidos. Vlvula tipo boquilla de descarga intermitente de slidos. Boquilla para la descarga continua de slidos

Retencin de slidos Dimetro de 21-44 cm Fuerzas centrfugas de 5000-8000 G Capacidad de slidos de 5 a 20 litros Flujos de 0.4 a 1500 l/min

III. DECANTACIN

Es un mtodo utilizado para separar un slido, de grano grueso e insoluble, de un lquido. Consiste en separar componentes que contienen diferentes siempre y cuando exista una diferencia significativa entre las densidades de las fases.Se efecta vertiendo la fase superior (menos densa) o la inferior (ms densa).

Este mtodo est basado en la diferente densidad de dos lquidos que no forman una mezcla homognea; es decir, de dos lquidos inmiscibles.Para separar ambos lquidos, los echamos en un embudo de decantacin y lo dejamos reposar el tiempo suficiente para que el lquido menos denso flote sobre la superficie del otro lquido.Cuando se han separado los dos lquidos, abrimos la llave del embudo y el lquido ms denso se recoge en un vaso de precipitados o en un matraz, como se muestra en la figura.El lquido menos denso lo sacamos por la parte superior del embudo despus de volver a cerrar el grifo.

Decantacin de lquidos Este mtodo se utiliza para la separacin de dos lquidos no miscibles y de diferentes densidades, utilizando un embudo de decantacin. Este mtodo es aplicado en la extraccin de petrleo en yacimientos marinos la cual separan el petrleo, al ser menos denso, quedando en la parte superior del agua. El petrleo se almacena y el agua es devuelta al mar.

Propiedades fsicas en que se basa Diferencia de densidades

Procesos industriales en que se utiliza Tratamiento primario de aguas residuales Separacin del petrleo del agua de mar Separacin de metales (concentracin de metales)

Equipos que se utilizan Embudo de Decantacin o Baln de Decantacin

UsosEste instrumento es utilizado principalmente para separar lquidos inmiscibles, o insolubles (no se mezclan) que se separan, por diferencia de densidades y propiedades moleculares que poseen, la cual mediante un tiempo se apartan en dos o ms fracciones dependiendo de la cantidad de productos contenidos al interior del recipiente.Caractersticas y FormasRecipiente de vidrio de forma cnica. Presenta un desage o salida del lquido a separar en la zona inferior, cuyo flujo puede ser maniobrado mediante el uso de una vlvula. En la parte superior presenta una embocadura que puede sellarse con una tapa por la que se procede a cargar su interior.

Decantadores cilindro cnicosEste decantador, de flujo vertical se utiliza para instalaciones de pequeo caudal, hasta unos 20 m3/h. La pendiente de la parte cnica suele tener entre 45 y 60 y la velocidad ascensional media suele estar comprendida entre 0,5 y 1 m/h. Tambin se utiliza en el tratamiento de aguas residuales (en decantacin primaria) para poblaciones menores de 2000 habitantes all la velocidad suele ser de 1 a 2 m/h.

Decantadores laminaresLos decantadores estticos laminares, pueden ser de placas paralelas o bien de tubos inclinados, en todo caso con un diseo flexible y de fcil acceso para facilitar su retiro o cambio; contando que su inclinacin debe ser de 60, los espesores de 8 a 10 mm. y el espacio entre ellas de 5 a 10 cm. Los tiempos de retencin de estos decantadores son de 10 a 15 minutos, profundidades entre 4 y 5.5 m y cargas superficiales entre 5 y 7.71 m/h. El sistema de salida debe cubrir toda el rea de sedimentacin y constar de tuberas perforadas o canaletas trabajando con un tirante de agua no menor a 8 cm.

Decantadores acelerados o de contacto de fangosDado que las posibilidades de encuentro de las partculas aumentan con su concentracin en el agua, en los decantadores por contacto de fangos se combina la floculacin y la decantacin en un aparato nico, a ello se debe la idea de reforzar dicha concentracin conservando en el lquido un elevado porcentaje de fangos formados en el tratamiento anterior. Para conseguir que los fangos se mezclen con el lquido, pueden utilizarse dos procedimientos: Aparatos de recirculacin de fangos: en los que los fangos se separan del agua clarificada en la zona de decantacin, luego se recirculan hacindolos pasar a una zona de mezcla, provista de un sistema de agitacin mecnica o hidrulica donde se mezclan con el agua bruta a la que se han aadido los reactivos correspondientes. Aparatos de lecho de fangos: en los que se pretende que el fango se mantenga en forma de una masa en expansin, que el agua pueda atravesar de abajo a arriba de forma regular y uniforme, la agitacin en ellos es muy lenta y tiene lugar en el punto de introduccin del agua a tratar.

Decantadores de recirculacin de fangos.Los decantadores de recirculacin de fangos se caracterizan por la existencia de una zona de reaccin o mezcla y una zona de decantacin, los fangos se recogen en esta ltima y a continuacin, se envan nuevamente a la zona de mezcla. En estos aparatos, cuyo principio de funcionamiento es simple, deben evitarse la formacin de depsitos de fango procurando que este circule de forma regular, sin importantes movimientos de torbellino y tratando de conseguir su mezcla sin excesiva agitacin. Las velocidades de sedimentacin superan los 2 m/h y se catalogan dentro de este apartado, los siguientes tipos de decantadores denominados como de patente: CIRCULATOR, TURBO CIRCULATOR, ACCELATOR y Decantador laminar R.P.S.Decantadores de lecho de fangos.La idea de hacer atravesar el agua por una nube de fangos que permanece en estado de suspensin concentrada y conseguir de esta forma una floculacin acelerada, tropezaba con una serie de dificultades. Si una nube de fangos es atravesada de abajo a arriba por una corriente de agua, puede ocurrir que si la velocidad ascensional sea muy alta y el fango pueda ser arrastrado hacia arriba, producindose una accin disgregante (Figura 28). Si no ocurre esta circunstancia se observa que al cabo de un cierto tiempo de funcionamiento el fango no permanece en suspensin en el lquido, por el contrario, va concentrndose progresivamente y finalmente se observa una masa compacta de fangos en cuyo seno el agua ha creado un paso. Es evidente que, en estas condiciones, no se produce un contacto eficaz entre el agua y el fango.En cambio, si la entrada de agua se realiza de una forma intermitente, introduciendo un fuerte caudal durante un tiempo muy corto seguido de un periodo de reposo prolongado, se comprueba que la masa de fango se mantiene en suspensin regular; todo el fango es arrastrado hacia arriba durante la introduccin del agua pero, a continuacin durante el periodo de reposo siguiente, se deposita de una forma regular, como lo hara una probeta de agua fangosa que se dejara en absoluto reposo. De esta forma, se consigue una masa de fango homognea en todos sus puntos.

TIPOS DE DECANTADORESSegn el tipo de proceso:

1) Decantadores primarios: Tratan el agua bruta por simple proceso fsico. Su funcin es separar los slidos sedimentables.

2) Decantadores secundarios: Tratan el agua procedente de un tratamiento qumico o biolgico. Su funcin es separar los slidos floculados.

Segn el flujo hidrulico1) Decantadores de flujo vertical: El agua fluye desde abajo hacia arriba en el decantador. Pueden ser circulares (caso ms habitual) o rectangulares (pequeas depuradoras).

2) Decantadores de flujo horizontal: El agua fluye horizontalmente, de un lado a otro del decantador. Pueden ser circulares (el agua fluye del (g y centro a la periferia) o rectangulares (caso ms habitual).

Segn la concentracin de fangos:1) Sin dispositivos: Los lodos se concentran dando pendientes adecuadas a sus paredes (> 60). 2) Con rasquetas de arrastre: Equipos mecnicos que acumulan el fango sedimentado en uno o varios puntos fijos de extraccin, mediante rasquetas que barren la solera del decantador. Segn la reutilizacin de los lodos1) Decantadores estticos: Sin recirculacin de lodos. La sedimentacin se produce por diferencia de densidades.Todos los modelos vistos hasta ahora son decantadores estticos ya Todos los modelos vistos hasta ahora son decantadores estticos, ya sean troncocnicos, rectangulares, circulares, con o sin dispositivos de raquetas de arrastre o aspiracin de fangos.2) Decantadores dinmicos: Estos decantadores funcionan con lecho de fangos y recirculacin de lodos preformados.

IV. LIXIVIACIN

La palabra lixiviacin procede del latn Lixivia que significa leja. En Roma esta palabra se usaba para describir los jugos que destilaban las uvas o las aceitunas antes de ser machacadas. Hoy la palabra lixiviacin se usa para describir el proceso mediante el cual se lava una sustancia pulverizada con el objetivo de extraer de ella las partes que resulten solubles.Es as, que en minera el trmino lixiviacin se define como un proceso hidro-metalrgico. Esto significa que, con la ayuda del agua como medio de transporte, se usan qumicos especficos para separar los minerales valiosos (y solubles en dichos lquidos) de los no valiosos.La lixiviacin es una operacin de transferencia de masa por lo que es indispensable que exista un contacto ntimo entre el solvente y el soluto contenido en el slido.La lixiviacin es la separacin de uno o varios solutos contenidos en una fase slida mediante su contacto con un disolvente lquido que los disuelve selectivamente, pudiendo tratarse de una simple disolucin fsica o de una reaccin qumica que libera al soluto de la matriz slida.La extraccin slido lquido consiste en la disolucin de un componente (o grupo de componentes) que forman parte de un slido, empleando un disolvente adecuado en el que es insoluble el resto del slido, que denominaremos inerte.Para llevar a cabo el proceso es necesario:Contacto del disolvente con el slido a tratar, para disolver el componente soluble, o soluto.Separacin de la disolucin y el resto del solido (con la disolucin adherida al mismo).La disolucin separada se denomina flujo superior o extracto; recibiendo el nombre de refinado, flujo inferior o lodos del solido inerte acompaado de la disolucin retenida por el mismo.Los dos apartados anteriores constituyen una etapa de extraccin, que recibe el nombre d ideal o terica cuando la disolucin correspondiente al flujo superior tienen la misma composicin que la retenida por el slido en el flujo anterior.Los problemas de extraccin solido lquido pueden resolverse por la aplicacin de balances de materia y energa juntamente con el concepto de etapa terica. Cuando el nmero de etapas es pequeo, como suele ocurrir en este tipo de extraccin, los mtodos grficos permiten una gran simplificacin de los clculos y una visin ms general del problema en el transcurso del proceso.

Propiedades en que se basa: Tipo de solvente Tamao de partcula Temperatura

Procesos industriales en que se utiliza: Extraccin de azcar de la caa o remolacha Fabricacin de caf y t solubles (instantneos)

Equipos para la lixiviacin. Lixiviacin en lechos fijos: Este equipo se usa en la industria del azcar de remolacha, en la extraccin de taninos de corteza curtiente, en la extraccin de productos farmacuticos de cortezas y semillas, y en otros procesos Lixiviacin con lechos mviles: Estos procesos son tiles en la extraccin de aceite a partir de semillas vegetales, como la de algodn, cacahuate, y soya. Lixiviacin agitada del slido: Cuando el slido se puede moler hasta cerca de 200 mallas (0.074 mm), es posible mantenerlo en suspensin aplicndole agitacin, y lograr una lixiviacin continua a contracorriente, colocando varios agitadores en serie con tanques de sedimentacin o es pesadores entre cada agitador.

Ejemplos de usos de los equipos Lechos Fijos Azcar: se extrae el 95% del azcar (con agua caliente, sale solucin 12% en peso). Lechos mviles Aceites vegetales: Soja girasol

Aparato tpico de lecho fijo Est diseado para manejar de 2000 a 2000 kg/h de slidos desmenuzados (por ejemplo semillas de soja) Los slidos secos que descienden son rociados con disolvente parcialmente enriquecido (media micelia).

Extractor Tipo Bollman

Extractor Rotocel Es un tanque cilndrico dividido en su interior mediante unas celdillas que gira lentamente, por fuera va un tanque fijo, se echa el slido y el lquido se nebuliza antes de echar el slido, se emplea para la extraccin de aceite y azcar de remolacha.

TANQUES EN SERIE

Lixiviacin con agitacin del slido para tenerlo en suspensin. Se emplean lentos raspadores giratorios.

Extraccin slido-lquido (lixiviacin y lavado).Cuando una fase consta de ms de un componente, es frecuente que stos difieran en su tendencia a la transferencia a otra u otras fases. La extraccin slido - lquido es un ejemplo en la que componente deseable, el soluto de una fase slida, se separa por contacto del slido con un lquido, el disolvente, en el que el producto deseable es soluble.Operaciones de separacin de este tipo se llevan a cabo, en una sola o en mltiples etapas o contactos. Una etapa es una unidad del equipo, en la que se establece el contacto que se mantiene durante un tiempo predeterminado, procedindose, a continuacin, a la separacin mecnica de las fases. Durante el contacto, tiene lugar la transferencia de masa de los componentes de las fases. Durante el contacto, tiene lugar la transferencia de masa de los componentes de las fases, con una progresiva aproximacin al estado de equilibrio. El equilibrio (ideal o terico) de una etapa de extraccin supone que las fase san sido ntimamente mezcladas y han permanecido en contacto con el tiempo suficiente para alcanzar el equilibrio termodinmico entre ellas, antes de proceder a su separacin. En una etapa real de equilibrio, no se alcanza a un autntico estado de equilibrio y el cambio en la composicin logrado por aquel que debera haber tenido lugar en una situacin de equilibrio, bajo idnticas condiciones.

Clculos para el contacto sencilloEl balance de masas global se puede establecer as:

El de un componente

El del componente En un sistema con tres componentes (sistema ternario), el balance de masa para el tercer componente , puede escribirse de forma similar a las ecuaciones (8.2) y (8.3).No es sin embargo necesario, puesto que la fraccin msica >, en ambas corrientes que puede obtenerse por diferencia, ya que YConsiderando el componente de las ecuaciones (8.1) y (8.2) podr escribirse la siguiente relacin.Y, reordenando la expresin (8.6)As, puede obtenerse la composicin de la mezcla a partir de las masas y las composiciones de entrada y salida.Su presentacin grfica es la siguiente:Clculo para contactos mltiplesDado que las fases que abandonan una unidad de extraccin se hallan, por definicin, en equilibrio representan el grado mximo de separacin de los componentes que puede obtenerse en una unidad, etapa o contacto simple.Pueden obtenerse sin embargo, obtenerse nuevos cambios de la composicin, poniendo en contacto una de las fases con una partida de la otra. Por ejemplo, en una operacin de extraccin slido-lquido, el flujo de de una unidad extractora puede mezclarse ntimamente con disolvente puro, Para extraer ms cantidad de soluto.Clculos por contactosFrecuentemente resulta preciso calcular el nmero de etapas de equilibrio necesarias para lograr un grado de extraccin predeterminado.Tambin puede necesitarse informacin sobre el comportamiento y la eficacia de un sistema con un nmero determinado de etapas.Esta informacin se puede obtener efectuando los clculos por etapas, o contactos, clculos que pueden iniciarse o partir de cualquiera de los dos extremos de la serie.La composicin de cada una de las corrientes, en un sistema de extraccin en contracorriente, se puede representar grficamente sobre un diagrama triangular, como la figura 8.6. En esta representacin, el vrtice del ngulo recto representa slidos insolubles puro; la abscisa (en la que = 0) mezclas de slidos insolubles y disolvente. La hipotenusa representa mezclas de soluto y disolvente = 0).Velocidad de extraccinSuele considerarse que la extraccin de un soluto a partir de una partcula slida tiene lugar en tres etapas.Primero se disuelve en disolvente, el soluto se difunde hasta la superficie de la partcula slida y, finalmente, mira desde la superficie de la partcula en cuestin, en la que se supone se encuentra a saturacin, hasta el grueso de la disolucin.La velocidad de movimiento de soluto en la partcula slida es muy difcil de cuantificar, debido a lo complejo de la estructura de la mayor parte de los slidos. El movimiento del soluto, desde la capa saturada que recubre la superficie de la partcula el grueso de la disolucin, viene gobernado por la siguiente expresin:Dnde:dw/dt =velocidad de transferencia de masa del soluto.A=rea de interfase slido-lquido. Cs y C = concentraciones de soluto en la superficie del slido en conjunto de la disolucin. K= coeficiente de transferencia de masa.Entre los factores que influyen sobre la velocidad de extraccin se hallan: rea de inters de slido lquido. Gradiente de concentracin. Temperatura. Velocidad de flujo de disolvente.Aplicaciones en la industria alimentariaExtraccin de azcar de la remolacha azucarera.El azcar se extrae de las rodajas de remolacha utilizando como disolvente agua. Generalmente, se emplean sistemas de contacto mltiple, operando en contracorriente.Fabricacin de caf instantneo.La figura 8.19 representa un diagrama de flujo tpico de la elaboracin del caf instantneo. Una etapa importante del proceso es la extraccin. Los granos molidos se extraen con agua caliente, con lo que se lora una disolucin que contiene de 25-30% de slidos. La extraccin se lleva a cabo en contracorriente (en sistemas mltiples de contactos, con lecho estacionario).V. CONCLUSINLos mtodos de separacin de mezclas son los procesos fsicos, que pueden separar componentes de una mezcla. Esta queda bajo un tratamiento que la divide en ms de dos sustancias distintas. Los mtodos ms comunes son: Decantacin, filtracin, imantacin, extraccin, tamizacin, evaporizacin, destilacin, cromatografa, lixiviacin y centrifugacin. Tambin hay otro tipo de mezclas, que se dividen en mezclas homogneas que consisten en que sus componentes no se pueden distinguir a simple vista; y mezclas heterogneas que sus componentes los podemos distinguir a simple vista. A travs de la investigacin realizada nos dimos cuenta de los tipos de soluciones que son solucin insaturada, saturada y sobresaturada. De los cuatro tipos de mezclas en que se pueden dividir las mezclas heterogneas que son; coloides, sol, gel, suspensiones y emulsiones. Las soluciones que se pueden dar de acuerdo a la cantidad de soluto disuelto en cada solvente. Estos mtodos nos ayudan mucho ya que separan sustancias, componentes, y todo esto se refiere a casi toda la materia que existe en nuestro planeta. VI. BIBIOGRAFIA Seese W., W. Daub; (2002) Qumica; Pearson Education. Phillips, Strozak y Wistrom; (1999) Qumica, conceptos y aplicaciones; Mc Graw Hill. Rico Galicia Antonio, Prez Orta Rosa Elba y Castellanos Zoreda Mara Jos (2004); Qumica I: Agua y Aire. Coleccin 2004-1 rea de Ciencias Experimentales; Editada por Depto. De Act. Editoriales de la Sra. De Servicios de Apoyo al aprendizaje. Guevara Soriano Minerva, Rivera Gallegos Salvador; (2009) Qumica II enfoque por competencias; Santillana. Martnez Mrquez Eduardo; (2010) Qumica II con enfoque en competencias; Cengage Learning. Martnez M., E. (2006) Qumica 1. Mxico: Thomson Recio del Bosque, F . (2008) Qumica Inorgnica. Bachillerato. Mxico: Mc Graw Hill. Geankoplis, 1998. Procesos De Transporte y Operaciones Unitarias. Editorial Cecsa. Perry, 2001. Manual Del Ingeniero Qumico. Editorial Graw Hill. McCabe, 2007. Operaciones Unitarias De la Ingenieria Qumica.Vol.Iii. Brennan, 1998. Las Operaciones Unitarias De la Ingenieria De Los Alimentos.