informe de lixiviacion ing 2

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA INGENIERIA DE ALIMENTOS II LABORATORIO 3: Lixiviación PROFESORA: VALDIVIA ARRUNÁTEGUI ROCÍO A. ALUMNOS: - MONTEALI PAUCAR, ASTRID CÓDIGO: 20091168 -MANRIQUE QUISPE, CARLOS CÓDIGO: 20091356

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Page 1: Informe  de Lixiviacion Ing 2

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

INGENIERIA DE ALIMENTOS II

LABORATORIO 3: Lixiviación

PROFESORA: VALDIVIA ARRUNÁTEGUI ROCÍO A.

ALUMNOS:

- MONTEALI PAUCAR, ASTRID CÓDIGO: 20091168

-MANRIQUE QUISPE, CARLOS CÓDIGO: 20091356

--GARAYAR MENDOZA, ALEXANDRA CÓDIGO: 20091339

2012-II

Page 2: Informe  de Lixiviacion Ing 2

I. INTRODUCCIÓN

La extracción es una operación unitaria en la ingeniería de Alimentos cuyos objetivos son

diversos, ya que se puede querer extraer un sólido para limpiar alguna solución, sin

embargo por otro lado se puede querer obtener un componente valioso que se encuentra

en un sólido y para ello se tiene que convertir en líquido, esta operación se denomina

LIXIVIACION.

Aplicaciones importantes de la extracción sólido-líquido en la industria alimentaria 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.

Las operaciones se pueden realizar en varias etapas o en una, así como también en

sentido normal o contracorriente, siendo esta última la más efectiva.

Con respecto a las etapas, esta se define como el tiempo en el cual las fases están en

contacto, de esta manera se puede realizar la transferencia de masa entre los

componentes hasta llegar, en un aproximado, al equilibrio.

Objetivos:

La extracción de un componente alimentario (café) empleando como fase disolvente un líquido (agua).

Proporcionar los conocimientos prácticos sobre el proceso de lixiviación y sus aplicaciones en la industria de alimentos.

Determinar las relaciones de equilibrio en la lixiviación de una sola etapa.

Page 3: Informe  de Lixiviacion Ing 2

II. MARCO TEORICO

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. Además, los precipitados químicos con frecuencia se

lavan de sus aguas madres adheridas mediante técnicas y equipo muy similares a los utilizados

en las verdaderas operaciones de lixiviación, como en el lavado de licor de sosa cáustica del

carbonato de calcio precipitado después de la reacción entre óxido de calcio y carbonato de

sodio (MORENO, Pedro y URDANETA, Mario, 1985).

Velocidad de lixiviación

Descripción general

Difusión del solvente desde el seno de la solución a la superficie del sólido

Difusión del solvente a través de la matriz

Disolución (o reacción) del soluto en (con) el solvente

Difusión del soluto disuelto a través de la matriz

Transferencia del soluto desde la superficie del sólido al seno de la solución

Si el sólido es poroso: la difusión del soluto puede describirse con una difusividad efectiva,

teniendo en cuenta la fracción de espacio vacío y la tortuosidad de los poros

En sustancias biológicas: las paredes celulares introducen complejidad adicional en el

sistema. Caso de remolacha azucarera (20% de células rotas: lavado; 80% células enteras:

difusión a través de la pared celular)

Page 4: Informe  de Lixiviacion Ing 2

Velocidad de extracción

La velocidad de extracción es afectada por los siguientes factores:

Temperatura

Concentración del solvente

Tamaño de las partículas

Porosidad

Agitación

Al aumentar la temperatura se aumenta la velocidad porque la solubilidad es mayor, el

aumento de temperatura es muy usado en procesos de reacción química. La temperatura

máxima para cada sistema está limitada por: el punto de ebullición del solvente, el punto de

degradación del producto o del solvente, solubilidad de impurezas y por economía (TREYBAL.

Robert E, 1988).

La concentración del solvente es importante para soluciones acuosas, debido a la saturación y

a la existencia de reacciones químicas, es de poca importancia cuando la extracción es

controlada por difusión.

La reducción de partículas tiene gran importancia, porque aumenta el área de contacto y

disminuye el tiempo necesario para la extracción, sobre todo para sólidos de baja porosidad.

La porosidad permite que el líquido penetre a través de los canales formados por los poros

dentro del sólido, aumentando así el área activa para la extracción.

La agitación da una mayor eficiencia en la extracción debido a que disminuye la película de

fluido que cubre la superficie del sólido en reposo y que actúa como una resistencia a la

difusión.

El equipo puede ser de etapas o de contacto continuo; algunas industrias requieren un tipo

especial de equipo, pero en general las dos técnicas usadas son: rociar el líquido sobre el sólido

o sumergir el sólido completamente en el líquido, el equipo usado en cada caso depende

mucho de la forma física de los sólidos y del costo. Partículas trituradas (grandes) son tratadas

en lechos fijos por métodos de percolación. Partículas molidas (finamente divididas) son

puestas en suspensión en tanques llenos de solvente por medio de agitación.

Page 5: Informe  de Lixiviacion Ing 2

Los principales métodos para extracción de partículas trituradas son:

Extracción en el sitio

Extracción de montón

Tanques percolados

Sistema de multietapa en contracorriente.

Mecanismo de lixiviación

El mecanismo de la lixiviación puede incluir una solución física simple o la disolución facilitada

por una reacción química. Es posible que exista una resistencia externa. Es el caso de una

disolución con reacción química por lo que puede afectar a la velocidad de lixiviación. Sea cual

sea el mecanismo y el método de operación, resulta evidente que el proceso de la lixiviación

estará favorecido por:

Tamaño de partícula, cuanto más pequeño sea más será el área de contacto entre el

sólido y el líquido extractor, favoreciendo la velocidad de transferencia de materia del sólido al

disolvente. Asimismo, se ve favorecida la difusión del soluto hacia el disolvente por la menor

distancia que ha de recorrer el soluto por el interior del sólido. Por otra parte, es aconsejado

que el tamaño de partícula sea lo más homogéneo posible, procurando que no haya

demasiadas partículas pequeñas que se alojen en los poros del sólido impidiendo el paso del

disolvente.

El líquido disolvente extractor, debe de ser selectivo, y de baja viscosidad para facilitar

su flujo a través del sólido.

La temperatura, que siempre es un factor favorecedor del proceso para la velocidad de

extracción. En cualquier caso el límite máximo de temperatura vendrá determinado por

otros condicionantes.

La agitación, incrementa la transferencia de materia desde la superficie de la partícula

hacia la masa de la disolución.

Los equipos de lixiviación se distinguen por:

El ciclo de operación: intermitente, continuo, intermitente de cargas múltiples.

La dirección de las diferentes corrientes: concurrente, a contracorriente, flujo híbrido.

Extracto de café

Page 6: Informe  de Lixiviacion Ing 2

El extracto de café es producto resultante del proceso de lixiviación en el cual se hace pasar un

solvente, agua desmineralizada caliente (generalmente a presión y temperatura alta), para

extraer los sólidos solubles y los componentes aromáticos del café tostado y molido (Giraldo,

2002). El agua es el único solvente usado en las practicas industriales para la extracción y se

requieren equipos multietapas o de operación en contracorriente continua para establecer

una extracción eficiente, con el contenido de sólidos solubles deseados (15 – 40 % P/V) en el

extracto final (Clarke y Macrae, 1997; Piazza et al., 2008).

Extracción Solido – Liquido.

Es un proceso de lixiviación donde el solvente es agua y extrae solubles y los compuestos

aromáticos. En la manufactura a gran escala del café instantáneo se considera la operación

critica (López, 2003). Este procesos se realizan en tres: Humectación, extracción de solubles e

hidrólisis del café.

Humectación.- Durante la tostión el grano de café se vuelve poroso, lo cual permite que estos

empiecen a absorber el agua caliente y liberen los gases del café. La estructura fibrosa del

grano lo convierte en una secante que absorbe el agua y ayuda a la posterior extracción de los

compuestos solubles (Vincze y Vatai, 2004).

Extracción de solubles: El agua absorbida se difunde al interior del grano solubilizando los

salidos solubles, provocando un aumento rápido de la concentración, creando un gradiente de

transferencia de masa y a medida que este gradiente es más grande, mayor será el

rendimiento de la extracción (Clacke y Macrae, 1997, Vincze y Vatai, 2004).

Hidrólisis: Es el rompimiento y la solubilidad de las grandes moléculas de carbohidratos

insolubles, produciéndose moléculas más pequeñas solubles en el agua se hace a alta presión y

temperatura de acuerdo al tipo de café y grado de tostion.

El sistema de extracción usado es el percolación por baterías, en el cual el café tostado y

molido se mantiene en un lecho estático en una columna vertical con una separación interna

de líquido entre las columnas. Se hace pasar agua en contracorriente por lecho estático, con

alimentación continua a la columna más agotada de café (Vincze y Vatai, 2004).

Composición del extracto

Page 7: Informe  de Lixiviacion Ing 2

El extracto de café está compuesto por polisacáridos y proteínas, siendo los polisacáridos

principales el galactomanano, el arabinogalactano y la celulosa, sus estructuras en el café

industrializado dependerá del grado de tostión. Por otro lado, las proteínas se degradan en

tostión en estructuras más sencillas como aminoácidos (Nunes y Coimbra, 2001).

El Café espresso, su contenido de proteína se correlaciona con el volumen de la espuma

(Nunes et al., 1997), y la proteína suele estar unida por enlaces covalentes a arabinogalactanos

(Fischer et al., 2001; Curti, et al., 2002; Navarini et al., 1999; Redgwell et al., 2005). Sin

embargo, la información sobre los lípidos del café es muy limitada, pero se ha especulado que

la mala calidad del café también se debe a la hidrólisis de triglicéridos (TG) con la liberación de

los ácidos grasos libres, que a su vez , se oxidan (Jham et al., 2001).

En cuadro 1 se muestran algunos compuestos presentes en el café que se ven afectados por la

torsión y que son finalmente los componentes que constituyen el extracto de café.

Cuadro N° 1: compuestos de café durante el proceso de tostión.

Compuestos Observaciones

Alcaloides (cafeína) Se disminuyen aproximadamente en un 4%

p/p.

Trigonelina Es un residuo de la torsión

Minerales (como cenizas) Se producen un poco luego de la torsión.

Acidos (en estado libre o como sales)

Clorogenico

alifáticos

Es un compuesto que queda después

de la tostión

se desarrolla en la tostion: ácido

acético, fórmico, málico, entre otros.

Carbohidratos

sacarosa azucares reductores

polisacáridos

Se pierde casi por completo en la tostión

algunos se hidrolizan en arabinosa, galactosa,

manosa y glucosa.

Contiene azucares menores.

Proteínas Algunas destruidas por hidrólisis.

Aminoácidos Resultan de la hidrólisis de proteínas.

Page 8: Informe  de Lixiviacion Ing 2

Aceite de café (con terpenos, esteroides,

entre otros).

Permanecen sin cambios luego de la torsión,

pero su cantidad relativa aumenta

Ligninas No cambian en la tostion

Productos de caramelización Son generalmente derivados de los

carbohidratos y loa ciados clorogenicos.

Fuente: Giraldo, 2002.

Características Microbiológicas, Sensoriales y fisicoquímicas

Características Microbiológicas: El extracto de café químicamente es una matriz muy rica

especialmente en carbohidratos y su actividad de agua 0.95, por lo tanto podría estar más

expuesto a ser contaminado por una amplia gama de microorganismos, sin embargo debido a

su pH acido (4.7 – 5.1) y a alta concentración de sólidos, se favorece su conservación debido a

que actúan como agentes antimicrobiales. Además, las operaciones de proceso a las cuales es

sometido son por lo general temperaturas muy altas, alrededor de los 140°C, condiciones en

las cuales es difícil que sobrevivan microorganismos (Giraldo, 2002).

Sin embargo. el extracto de café se puede recontaminar en puntos específicos del proceso,

durante los tiempos de distribución y comercialización del producto que por lo general son de

hasta 1 mes en los cuales es necesario conservar la cadena de frio, y es por eso, que se evalúa

el grado de contaminación mediante las pruebas microbiológicas como el recuento

heterótrofos viables (mesófilos), mohos y levaduras u coliformes totales y fecales.

De acuerdo con la condiciones de almacenamiento y transporte del extracto liquido de café, la

empresa COLCAFE S.A.S tienen como criterios microbiológicos en el producto, mesófilos menor

de 100UFC/g: mohos y levaduras, menor de 50 UFC/ g y negativo para coliformes totales y

fecales (COLCAFE S.A.S, 2009).

De acuerdo con la norma NTC 4675, los criterios microbiológicos para el extracto liquido de

café son: mesófilos menor de 1000 UFC / g; mohos y levaduras, menor de 100 UFC / g y

negativo para coliformes totales y fecales (INCONTEC, 1999).

Características sensoriales: El café es una de las bebidas más consumidas a nivel mundial,

debido a sus propiedades sensoriales como la acidez, el cuerpo, el aroma y la impresión

global. Estas características se determinan con la evaluación sensorial de la prueba de la taza

Page 9: Informe  de Lixiviacion Ing 2

con panelistas entrenados y se aplica básicamente en los cafés recién tostados y molidos

(Gilraldo, 2002). En el

Cuadro N°2: valores estándares para cada una de estas características sensoriales.

Característica Valor NTC 4883 Valor estándar COCAFE S.A.S

Acidez 1 - 10 5 - 6

Cuerpo 1 -10 6.5 – 7.5

Aroma 1 - 10 6.7

Impresión global 1 - 10 7

Sólidos solubles ---- 20 – 40 %

Fuente: ICONTEC, 2000; COLCAFE S.A.S, 2009.

Características fisicoquímicas: La propiedades fisicoquímicas del producto son altamente

dependientes de las características del proceso y de la materia primas utilizada. En el cuadro 3,

se muestran los parámetros de calidad del extracto líquidos de café para la empresa COLCAFE

S.A.S.

Cuadro N° 3: Propiedades fisicoquímicas del extracto liquido de café (COLCAFE S.A.S, 2009).

Características Valor

pH 4.7 – 5.1

Acidez 30 - 70

Concentraciones de sólidos 40-60 %

Turbidez Se ajusta a las especificaciones del cliente.

Color Se ajusta a las especificaciones del cliente.

Determinación de impurezas Menor a 4 %

Actividad de agua 0.93 – 0.95

Equilibrio.Concepto que se refiere a las condiciones en las cuales una sustancia coexiste de forma estacionaria en 2 o más fases de un sistema. En otras palabras, es la condición donde no existe transferencia de masa entre las fases. (Elias Castells, J. 2002).

Page 10: Informe  de Lixiviacion Ing 2

ETAPA1

III. MATERIALES Y METODOS

3.1 MATERIALES

Materia prima: Café Balanza Lixiviador Estufa Termómetro Refractómetro Balanza infrarrojo Vasos de 500mL

III.2PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN

Preparación de la muestra: Pesar 500 gramos. La Temperatura promedio de extracción será 80°C Medir la humedad inicial

Procedimiento para la extracción: Medir el caudal de la bomba Medir la velocidad del tornillo T1 Medir la velocidad del tornillo T2 Durante la operación tomar datos de las temperaturas de los controladores.

Figura 1. Concentración en los sólidos y soluciones en la operación de lixiviación de una

etapa

Los tres componentes principales que constituyen cada fracción del balance son: Soluto

(C), Sólido inerte (B) y Disolvente (A).

Sólido lixiviado E1 = A + C NE1 = B/(A+C) YE1 = C/(A+C)

Sólido a lixiviar E0 = A + C NE0 = B/(A+C) YE0 = C/(A+C)

Solución lixiviada R1 = A + C X1 = C/(A+C)Solvente de lixiviación

R0 = A + C X0 = C/ (A+C)

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Algunas de las variables usadas en el cálculo del balance de masa son:

Sólido inerte en base libre de B

Fracción de soluto en base libre de B, referido sólo al solvente

o a la solución

Fracción de soluto en base libre de B, referida a la alimentación

o a los sólidos agotados

Figura 02: equipo de lixiviación

Page 12: Informe  de Lixiviacion Ing 2

Figura 03: panel de control de temperaturas de la extracción sólido-líquido o del equipo de lixiviación.

Page 13: Informe  de Lixiviacion Ing 2

IV. RESULTADOS

Cuadro 4: Balance de masa de la operación de lixiviación

sólido a lixiviar (F) Variable Valor UnidadesPeso incial F 497.7 gHumedad Humedad F 2 %Sólidos B+C 487.8 gPigmento C 338.5 gSólido inerte B 149.3 gAgua A 10.0 gSólido lixiviado (Fn)Peso final Fn 694.5 gHumedad Humedad Fn 52.9 %Sólidos B+C 393.9 gPigmento C 55.4 gSólido inerte B 338.5 gAgua A 367.2 gSolvente de lixiviación (R0)Peso R0 2000 gPigmento A - gSólido inerte B - gAgua C 2000 g

Page 14: Informe  de Lixiviacion Ing 2

Cuadro 5: Resultados de balance de soluto y disolvente en el proceso de lixiviación.

A B C X o Y Y NF 9.95 338.46 149.32 0.94 - 2.13

FN 367.16 338.46 55.42 0.13 - 0.80R0 2000.00 0.00 0.00 - 0.00 0.00R1 1642.80 0.00 93.90 - 0.05 0.00

Figura 04: valores de N y x o y en una sola extracción

V. DISCUSIONES

En la práctica realizada se pudo verificar que en proceso de extracción el tornillo sinfín cumple la función más importante de la extracción ya que por medio de este se proporciona el disolvente no agotado al alimento del cual se desea extraer un compuesto en particular, durante el periodo de extracción el tornillo gira lentamente haciendo circular los sólidos que ese encuentran en el tanque.

-0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

LIXIVIACIÓN-CAFÉ

X O Y

N

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El solvente al final puede llegar a extraer pequeñas cantidades del sólido inerte. INCOTEC, (2000) detalla que los sólidos solubles en el café están en el orden del 20 a 40 % apreciables en el cuadro n° 2, por ello en los cálculos realizados se trabajó con el promedio, es decir con una cantidad de solidos solubles para el café del 30 %, en una extracción en contracorriente concordante con lo dicho por (Piazza et al., 2008) pero no a altas presiones como señala. Respecto a la extracción de café los granos tostados y molidos se extraen con agua caliente, con lo que se logra una disolución que contiene una cantidad menor al valor indicado anteriormente, debido a la eficiencia de la extracción de sólidos solubles que nunca es 100 % eficiente. En cualquier instancia del proceso, se controla la temperatura de la resistencia que calienta el agua que ingresa al tornillo sinfín de extracción, en el caso práctico como se puede ver en la figura 3, el control de la temperatura del agua calentada no era automática, sino más bien se controlaba de modo que la temperatura del panel sea cercana a los 80°C sin exceder los 90°C, el equipo permite regular la velocidad de extracción, las velocidades de ingreso del alimento a través del tornillo sinfín de alimentación y del tornillo sinfín por donde ingresa el solvente, en la práctica se utilizó velocidades de 10 % y para la bomba 8 % respectivamente obteniéndose buenos resultados.

Mientras se descarga el residuo agotado y se introduce una carga fresca. Se utilizan recipientes cilíndricos altos, resistentes a la presión y entre las unidades de extracción se interponen calentadores. Recién introducido el sólido a la batería de extracción, se extrae con agua caliente a temperaturas menores a 100°C a medida que la extracción continúa, se va elevando la temperatura del agua, hasta un máximo de 90°C. En los últimos estadios de la extracción, tiene lugar cierto grado de hidrólisis de los hidratos de carbono insolubles, lo que aumenta el contenido de sólidos solubles. Tanto la velocidad como el grado de extracción se ven afectados por múltiples factores. La temperatura, tamaño de partículas de café son regulares y según (Vincze y Vatai, 2004) las partículas pequeñas pueden favorecer el logro de un alto grado de extracción pero, si es demasiado fina, la desintegración puede dificultar el movimiento de la disolución. En el Cuadro 5 se observa que la cantidad extruida del soluto fue de 93.9 gramos, de forma referencial el contenido del extracto según (Clarke y Macrae, 1997) en una solución lixiviada contiene una cantidad de sólidos solubles deseados de (15 – 40 % P/V) en el extracto final por lo que el valor es concordante además existe 55.42 gramos de solidos solubles de interés en el sólido lixiviado que nos indican que tan eficiente fue el proceso.

La velocidad de transferencia del disolvente en la solución hasta superficie del solido es bastante rápida y la velocidad hacia el interior del solido puede ser rápida o lenta. Sin embargo, en la mayoría de los casos estas no son las etapas que limitan la velocidad del procedo total de lixiviación, según (Clacke y Macrae, 1997, Vincze y Vatai, 2004). La transferencia de disolventes suelen ocurrir al principio, cuando las partículas se ponen en contacto con el disolvente; aun así, la disolución del soluto en el

Page 16: Informe  de Lixiviacion Ing 2

disolvente en el interior del sólidos puede ser un simple proceso físico de disolución o una verdadera reacción química que libera al soluto para la disolución, por ello se recomienda para la extracción agua desmineralizada.

En la figura 3 se observa las partes del equipo de trabajado y en el tanque 2 es la alimentación del solvente (agua) el cual antes de tener contacto con la materia prima (café) se calienta mediante una resistencia ubicada en el punto E2, así como también en J2, ya que la temperatura tiene un efecto en la cantidad extraída del soluto (Betaina principalmente).

Según (TREYBAL. Robert E, 1988) el incremento de la temperatura produce aumento de la en el rendimiento de los sólidos solubles, pero una temperatura por encima de su punto de ebullición delimita el proceso. Excesivamente elevada puede impartir al producto un aroma indeseable, a consecuencia de hidrólisis excesiva. Por otro lado, Se degradan componentes de interés en estructuras más sencillas (Nunes y Coimbra, 2001) ya que la proteína se correlaciona con el volumen de la espuma en el café expresso

Según Vincze y Vatai, (2004), el disolvente seleccionado permitirá alcanzar el compromiso entre varias características deseables: alto límite de saturación y selectividad respecto al soluto a extraer, capacidad para producir el material extraído con una calidad que no sea alterada por el disolvente ya que entre estos no existe reacción, la estabilidad química en las condiciones del proceso, baja viscosidad, baja presión de vapor, baja toxicidad e inflamabilidad, baja densidad. Baja tensión superficial, facilidad y economía para su recuperación de la corriente de extracto y bajo precio constituyen las características fundamentales de un buen solvente. Estos factores se listan en orden aproximado decreciente de importancia, pero son los aspectos específicos de cada aplicación los que determinan su interacción y significación relativa, y cualquiera puede controlar la decisión bajo la combinación adecuada de las condiciones del proceso .En algunos casos de lixiviación el disolvente es volátil, siendo preciso utilizar recipientes cerrados operados a presión. Para nuestro caso el material que queremos extraer es soluble con el agua por lo tanto este será nuestro solvente, al inicio no contiene nada del soluto y a final de proceso sí, tal como lo muestra el Cuadro 5. Se podría trabajar con otros solventes con características similares y comparar la eficiencia, pero el agua es un solvente fácil de trabajar y conseguir.

Es significativo que se haga en cálculo aproximado del grado de lixiviación obtenible mediante cierto procedimiento físico químico, para comprobar si la lixiviación es eficiente a partir de la cantidad de sustancia soluble lixiviada de un sólido; con este propósito ha de conocerse el contenido inicial de soluto del sólido, el número y cantidad de los lavados con el disolvente de lixiviación, la concentración de soluto en el solvente de lixiviación, si hubo lixiviación, y el método se empleó para efectuarla (en

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este caso en contracorriente y continuo). En forma alternativa, quizás se necesita calcular el número de lavados, o número de etapas, requeridos para reducir el contenido de soluto de solido hasta algún valor dado; deberán conocerse entonces la cantidad y la concentración de soluto en el disolvente de lixiviación (Treybal, R. 1980). Del Cuadro 5, se concluye que faltan etapas de extracción ya que quedan 55.42 gramos de soluto en la materia eliminada, de allí la importancia calcular la cantidad de etapas necesarias. Un punto importante en la extracción es el punto de equilibrio, Concepto que se refiere a las condiciones en las cuales una sustancia coexiste de forma estacionaria en 2 o más fases de un sistema. En otras palabras, es la condición donde no existe transferencia de masa entre las fases. (Elias Castells, J. 2002).

VI. CONCLUSIONES

Se pudo extraer 93.90 gramos de sólidos solubles de interés, por lo que la eficiencia del proceso de lixiviación fue de 62.88 %, debido a que una parte de los sólidos solubles quedaron en el Fn.

La lixiviación se da en contracorriente por su mayor eficiencia, y los equipos están diseñados para operar así, en este caso es de una sola etapa, pero si se trabaja con varias etapas, la cantidad de solvente usado sería menor para llegar a los mismos resultados.

La lixiviación es un operación unitaria que se usa constantemente en la industria alimentaria (extracción de aceite, azúcar, carotenos, colorantes, etc.) por cual es de suma importancia conocer el mecanismo de funcionamiento.

Las velocidades de los tornillos de alimentación, de lixiviación y la bomba M2, M1 Y G1 respectivamente estuvieron bien regulados por lo que el tiempo de extracción fue moderado.

VII. RECOMENDACIONES

Mantener la temperatura de trabajo sobre el rango, de otra forma, podría

sobrecalentarse y generar una explosión el lixiviador.

Tener sumo cuidado en el momento de la alimentación.

Page 18: Informe  de Lixiviacion Ing 2

Evitar que el residuo no entre a la zona donde se encuentre el producto, ya que podría

realizarse una contaminación.

Realizar la alimentación de manera lenta para que no se acumule en la entrada.

BIBLIOGRAFIA

MORENO, Pedro y URDANETA, Mario, 1985. Laboratorio de Química Orgánica I

Manual de Prácticas. Universidad Nacional de Colombia.

TREYBAL. Robert E, 1988. Operaciones de Transferencia de Masa. Segunda edición.

Editorial Mc Graw-Hill,México.

Page 19: Informe  de Lixiviacion Ing 2

Giraldo, 2002. Diseño de un equipo que evite el arrastre del extracto liquido de café

para acoplarlo a un evaporador de placa. Tesis Universidad Pontificia Bolivariana.

Clarke y Macrae, 1997; Piazza et al., 2008. Coffee Technology, New York. Elsevier

Applied Science.

López, 2003. Mejoramiento del rendimiento en el proceso de extracción de café de la

empresa DECAFE S.A. Tesis de Ingenieria Quimica. Universidad Nacional de Colombia.

Facultad de Ingenieria.

CASTELLS, J. 2002. Reciclaje de residuos y materiales en operaciones de masa. Editorial Acribia. España.

Vincze y Vatai, 2004. Application of nanofiltracion for coffee extract concentration.

Faculty of Food Science, Department Of Food Engineering, Budapesr University of

Economic Sciences and Public Administration. Desalnation 162. 287 - 294.

Nunes y Coimbra, 2001. Chemical characterization of the high molecular weight

material extracted with hot water from green and roasted Arabica coffee. Journal of

Agricultural and Food Chemistry, 49 (4), 1773- 1782.

Nunes et al., 1997. Foamability, Foam stability, and chemical composition of espresso

coffee as affected by the degree of roast. Journal of Agricultural and Food Chemistry,

45 (8), 3238 - 3243.

Fischer et al., 2001; Curti, et al., 2002; Navarini et al., 1999; Redgwell et al., 2005.

Jham et al., 2001. Lipids clases and tryacylglycerols in coffee samples from Brazil:

effects of coffee type and drying procedures. Food Research International, 34 (2 – 3),

111 - 115

COLCAFE S.A.S, 2009. Ficha técnica de café liquido EXST:

INCONTEC, 1999.Extracto solubles de café NTC 4675.

ICONTEC, 2000; COLCAFE S.A.S, 2009. Análisis sensorial café, Metodología para

análisis sensorial cuantitativo descriptivo del café NTC 4883.

Page 20: Informe  de Lixiviacion Ing 2

ANEXOS

Lixiviación en una sola etapa.