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Principios de diseño para extraccion liquido-liquido.

Principios básicos.

Se alimenta a un extractor, donde entra en contacto con un disolvente.

En una unidad de extracción líquido-líquido, una corriente líquida contiene los componentes a recuperar (soluto).

Los dos líquidos deben ser inmiscibles o solo ligeramente miscibles; esto les permite formar una dispersión, con un líquido disperso como gotas en el otro.

Seleccion de solventes

Los disolventes utilizados en la extracción líquido-líquido se eligen para lograr una transferencia máxima del soluto del portador al disolvente.

Alta solubilidad para el soluto y baja solubilidad para el líquido acarreador.

Diferencia de densidad vs. el líquido portador mayor a 150 kg / m3

Tensión interfacial de nivel medio (5-30 dinas / cm)

Diferencia de densidad vs. el líquido portador mayor a 150 kg / m3

No reactivo con otros químicos involucrados en el proceso de extracción

Punto de ebullición elevado (para facilitar el manejo del material)

No tóxico, no inflamable y no corrosivo para el equipo de proceso (para facilitar el manejo)

Problemas comunes

Desviacion de la operación ideal de flujo en pistón, dando como resultado la exhibicion de un rango de tiempos de residencia en una fase dispersa y continua lo que tenderá a reducir la fuerza impulsora de concentración para la transferencia de masa en la columna.

Mezcla Axial

La inundación ocurre cuando las dos corrientes de líquido ya no pueden fluir de manera uniforme en contra del contador. Es el punto en el cual la extracción estable a contracorriente ya no es posible. Varias circunstancias pueden causar inundaciones, que incluyen: retención excesiva de las gotas de fase dispersa.

Inundacion

Lineamientos de selección de equipos.

Elementos internos estáticos

Los dispositivos estáticos se seleccionan típicamente para aplicaciones que requieren un número bajo de etapas teóricas (NTS), generalmente cinco o menos. Los costos de inversión y operación de los dispositivos estáticos son típicamente más bajos que los de la agitación mecánica.

Pulsación

La energía en forma de pulsos se puede agregar a una de las corrientes de líquido en un extractor con internos estáticos para mejorar el contacto líquido-líquido. La energía se puede suministrar de varias maneras, incluido el uso de fuelles.

Agitación mecánica

Mejora el contacto líquido-líquido. Los extractores con agitadores mecánicos generalmente tienen una mayor eficiencia de transferencia de masa en tamaños de vasos más pequeños que las unidades estáticas. Aunque la agitación puede ser beneficiosa, aumenta los costos operativos y de inversión.

Columnas rociadoras

son los extractores más simples y antiguos Están equipados con tubos colectores que introducen la corriente de transporte y la corriente de disolvente en los extremos opuestos del recipiente. Las gotas de fase dispersa se elevan (o caen) a través de la fase continua.

Mezcladores estáticos

Dispositivos fijos instalados en un tubo para mezclar continuamente los dos fluidos inmiscibles. Este tipo de dispositivo interno se usa típicamente para extractores de corriente paralela o para una batería de mezcladores-colonos.

Empaque Aleatorio

Ayuda a controlar la mezcla axial. El movimiento de gotas a través de las superficies de empaquetado induce turbulencia dentro y fuera de las gotas, lo que acelera la transferencia de masa.

Empaque Estructurado

Está organizado geométricamente, y el empaque aleatorio (que está flojo), realizan la misma función. Ambos minimizan los efectos de la mezcla axial evitando el flujo de lado a lado y promoviendo el flujo vertical en la sección de contacto.

Bandeja de Tamiz

Son simples placas de metal perforadas uniformemente con orificios redondos que remezclan y redistribuyen la fase dispersa, las gotas dispersas se fusionan cuando alcanzan la plataforma de la bandeja del tamiz y se forman gotas a medida que fluye la fase dispersa los agujeros.

Las columnas están equipadas con elementos internos estáticos, como un empaquetado estructurado con placas perforadas entre las capas de empaquetadura o con placas fijas de doble flujo. Los fuelles o una bomba de pulsación proporcionan impulsos oscilantes a la fase continua. Las aplicaciones típicas incluyen aquellas que involucran materiales altamente corrosivos o líquidos radiactivos. Los inconvenientes de la pulsación son mayores costos de capital y operativos.

Columna RDC

El elemento de mezcla es un disco y la potencia del eje se transfiere, mediante fuerzas de fricción, desde la superficie de los discos giratorios a los fluidos. Esto tiene una eficiencia muy baja. Además, para evitar la formación de una zona muerta en el centro de la columna, el diámetro del eje sobre el que están montados los discos giratorios está limitado a ciertos tamaños.

La columna Kühni

Adaptable; puede emplear elementos internos que manejan una alta transferencia de masa y hacen frente a las cambiantes propiedades físicas del líquido. Los detalles geométricos de cada compartimento se pueden modificar para permitir que la columna compense las condiciones variables sobre la altura de la columna y para producir un tamaño de gota y un perfil de retención uniformes, lo que es beneficioso para el rendimiento de la columna y la escalabilidad confiable.

CONCLUSION

La extraccion liquido-liquido tiene su aplicacion dependiendo el diseño general del equipo asi como el tipo de componentes que vayan a separarse, existen diversos parametros importantes que deben considerarse antes de desarrollar un proceso así.

Una vez que se ha elegido el dispositivo de transferencia de masa, debe diseñarse el resto de la unidad de extracción. Una consideración importante es controlar la ubicación de la interfaz entre las fases dispersa y continua, especialmente en la sección de separación de fases, donde la fase dispersa se fusiona.