Laboratorio De Masa Extraccion Liquido Liquido

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS

ACTIVIDAD DE RECONOCIMIENTO DE TRANSFERENCIA DE MASA

DAIRO DE JESUS ROMERO RIOS

CODIGO: 77182502

CURSO: 302589_8

TUTOR: NORMA SERRANO

BARRANQUILLA, COLOMBIA

OCTUBRE DE 2011

ACTIVIDADES

Ejercicio 1

Efectúe los cálculos necesarios para averiguar cuáles serían las nuevas condiciones de equilibrio si al sistema descrito en el ejemplo 2-3 nuevamente le extraemos la solución amoniacal acuosa y la reemplazamos por un litro de agua pura. Elabore la correspondiente hoja de cálculo.

Fase gaseosa:

29,28 mol g de NH3 equivalente a 497,8 g.

86,12 - 29,28 = 56,84 mol g de aire

Fase líquida:

2,0 litro de agua equivalentes a 111.12 mol g

56.84

56,84 Moles de NH3 en fase gaseosa = 0,3 (-----------) = 24,36 mol g

1 - 0,3

Moles de NH3 disuelto en agua: 29,28 -24,36= 4,92 mol g

0,25 18,95 mol g

29,28 -18,95 = 10,33 mol g

10,33 = 0,1568

10,33 + 55,56

0,2 14,21 mol g

29,28 - 14,21 = 15,07 mol g

15,07 =0,2134

15,07 +55,56:

0,2 14,21 mol g

29,28 -14,21 15,07 mol g

15,07 = 0,2134

15,07+55,56

Ya XA (calculado) XA (figura) ║xa

0,3 0,08137 0,263 -0,18163

0,25 0,1568 0,241 -0,08416

0,2 0,2134 0,215 -0,00162

0,195 0,2134 0,213 0,00038

4,92

Entonces (xA) calculado = -------------------------- = 0,04239

4,92 + 111.12

De la figura 2-2 (xA) figura = 0,251

xA = - 0,182

De la misma forma calculamos para varios valores y encontramos:

Ya xA (calculado) xA (figura) xa

0,3 0,0421 0,251 -0,0503

Interpolando...........yA = 0,1986

Calculando............ xA = 0,2147

Fase gaseosa:

56,84

Moles de NH3 = 0,1986 (---------------) = 14,08 mol/g

- 0,1986

Moles de aire = 56,84 mol g

T = 273 + 10 = 283 K

R = 0,08206 atm.litro/mol g K

(14,08 + 56,84) x 0,08206 x 283

Volumen ocupado = --------------------------------------------------- = 1.647 litros

1

Sistema equilibrio aire amoniaco agua

Presión total del sistema 1

Temperatura del sistema 10

Constante de los gases

0,08206

Peso de agua 2000

Peso molecular del agua 18

Moles de agua 111.12

Moles de amoniaco por repartir 29,281

Moles de aire 56,840

Fracción en fase gaseosa 0.3

Moles de NH3 en fase gaseosa 24,360

Total moles en fase gaseosa 135.76

Volumen de fase gaseosa 1886

Moles de NH3 en fase acuosa 0

Moles de agua 111.11

Total moles en fase acuosa 111.11

Fracción molar en fase acuosa 0.04221

Fracción en equilibrio, obtenido de

Gráfica 0,2630

Ejercicio 2. En una fábrica de grasas, una corriente de aceites mezclada con agua, impurezas y residuos, va a ser purificada con una corriente de n-hexano, en un equipo de separación de una etapa en corrientes paralelas.

La corriente de entrada de aceites mezclados, tiene las siguientes características:

Flujo de la mezcla = 3.5 gpm

Densidad de la mezcla = 7.37 lb/gal

Contenido de aceites = 66.2%

Determinar la cantidad de n-hexano que se requiere, expresada en gpm, si se desea que la extracción de aceite sea del 92%. La densidad del n-hexano es de

40.83 lb/ft3.

La cantidad máxima de aceites que se puede disolver en el n-hexano es de 140 g de aceites por litro.

Fácilmente se podemos obtener el contenido de aceite en la entrada

A_s=F_A ρ_A x_sA

A_s=3.5gpm*7.37 lb⁄gal*66.2%=17.08 lb⁄min

Dada la cantidad de extracción deseada, tenemos que:

E_s=〖0.92A〗_s

E_s=0.92*17.08 lb⁄min=15.71lb⁄min

Luego se puede calcular la cantidad de n-hexano requerida, sabiendo la solubilidad máxima del aceite y utilizando los factores de conversión adecuados, de la siguiente manera

F_(n-hexano)=E_s/S_(A/s)

F_(n-hexano)=(15.71 lb⁄min)/(140 g⁄l)*1g/(2.205*〖10〗^(-3) lb)*(0.264 gal)/1l=13.44 gpm

Por último también se calcula también el flujo másico del agente extractor:

S=F_(n-hexano) ρ_(n-hexano)

S=13.44 gpm*40.83 lb⁄(〖ft〗^3*(7.48 〖ft〗^3)/1gal=4103.27 lb⁄min )

La hoja de cálculo utilizada se presenta aquí.

EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

ACEITES- n-HEXANO

características aceites mezclados

Flujo 3.5 gpm

Densidad de la mezcla 7.37 lb/gal

Contenido aceites 66.2 %

Características n-Hexano

Densidad 40.83 lb/ft3

Solubilidad del aceite 140 g/l

extracción deseada de aceite 92 %

Cálculos

aceite en la alimentación 17.08 lb/min

aceite en el extracto 15.71 lb/min

flujo n-hexano 13.44 gpm

flujo másico n-hexano 4103.27 lb/min

Ejercicio 3

Con base en los resultados obtenidos en este problema, le sugerimos que partiendo del punto M (XAO, YA1) desarrolle seis (6) etapas y encuentre el contenido de olores que realmente saldrán en la corriente líquida de grasas.

ETAPA 1 (Suponiendo que el vapor contiene olores)

LS = 0,429, partiendo de XAO=1,65*10-4 y YA1=5,08*10-5

Vs

YA=-0.429XA+5,08*10-5+0.429*1,65*10-4

YA=-0.429XA+1.21585*10-4

Igualando con la ecuación de equilibrio, YA = 2,33 XA

XAeq1= 4.407*10-5 y YAeq1=1.027*10-4

Considerando una relacion entre la etapa ideal respecto a la real del 85%, tenemos:

XA0 - XA1

_____________ = 0.85, entonces, XA1=6.22095*10-5

XA0 - XAeq1 YA2=9.4897*10-5

ETAPA 2

YA= -0.429XA+2.669*10-5

Igualando con YA = 2,33 XA

XAeq2= 9.673*10-6 y YAeq3=2.2538*10-5

XA2=1.7553*10-5 y YA3=1.915*10-5

ETAPA 3

YA= -0.429XA+7.530*10-6

Igualando con YA = 2,33 XA

XAeq3= 2.729*10-6 y YAeq4=6.359*10-6

XA3=4.9526*10-6 y YA4=5.405*10-6

ETAPA 4

YA= -0.429XA+2.12466*10-6

Igualando con YA = 2,33 XA

XAeq4= 7.7*10-7 y YAeq5=1.794*10-6

XA4=4.397*10-6 y YA5=2.3628*10-6

ETAPA 5

YA= -0.429XA+1.886*10-6

Igualando con YA = 2,33 XA

XAeq5=6.837*10-7 y YAeq6=1.593*10-6

XA5=1.2407*10-6 y YA6=1.3537*10-6

ETAPA 6

YA= -0.429XA+5.3226*10-7

XAeq6=1.929*10-7 y YAeq7=4.4975*10-7

XA6=3.5*10-7 y YA7=3.82*10-7

Olores finales

XA6=__________________

Ls

Olores finales = 0.443 gr.

0.443*1000

Contenido de olores en la mezcla final = ______________ =0.314 ppm

1410.3 .

Volumen del condensado = 6*2948335*(1/0.931)(1/1000) =190010.8486 Lt.

208.257*1000

Contenido del condensado ______________ =1096 ppm

190010.8486

Olores removidos en el condensado = 208.7-0.443 = 208.257 gr.

PRACTICA EXTRACCIÓN LIQUIDO - LIQUIDO

INTRODUCCIÓN

La práctica de extracción líquido-líquido se fundamenta en la teoría de la extracción líquida o extracción con disolventes en esta se realiza la extracción de ácido acético presente en el vinagre mediante un solvente orgánico el éter isopropílico, y esto se logra debido a que la solución de ácido acético en agua se agita con un líquido como el éter entrando en fase éster, puesto que las densidades de la capa acuosa y la del éster son diferentes en el equilibrio, separándose por agitación, debido a que la relación de ácido a agua en la capa de éster es diferente de la relación de la solución original y distinta también

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