INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA CAMPUS ZACATECAS

INGENIERÍA EN ALIMENTOS

U.A.: BIOSEPARACIONES SÓLIDO-FLUIDO

LIXIVIACIÓN

• Operación unitaria que consiste en la remoción o extracción de un compuesto soluble (soluto) contenido en un sólido mediante un solvente apropiado.

• Puede realizarse a temperatura ambiente, según sea la necesidad para optimizar la extracción.

• La lixiviación es una operación de transferencia de masa por lo que es indispensable que exista un contacto íntimo entre el solvente y el soluto contenido en el sólido.

Pasos en el que se da la lixiviación

• 1. Disolvente, 2. Material de extracción (fase portadora sólida con el soluto), 3. Soluto, 4. fase portadora sólida lixiviada, 5. Disolvente con el soluto de transición en el disuelto.

Lixiviación

• Con la extracción sólido-líquido se puede extraer componentes solubles de sólidos con ayuda de un disolvente. Campos de aplicación de esta operación básica son, por ejemplo, la obtención de aceite de frutos oleaginosos o la lixiviación de minerales.

Extracción rápida y completa

• Ofrecer al disolvente superficies de intercambio grandes y recorridos de difusión cortos.

• Entre el tamaño de la partícula dificulta mas el paso del disolvente.

Regeneración del disolvente

• Proceso de evaporación / destilación. Se elimina parte del disolvente y queda una solución [ ] de extracto como producto.

• El disolvente puede condensarse y se puede reutilizar.

Factores a controlar:

1) Tipos de solvente a utilizar2) Temperatura del proceso3) Tamaño del proceso

1. Selección del solvente a utilizar

• El solvente empleado debe solubilizar al soluto. (agua azúcar; alcohol pectinas; solventes orgánicos grasas y aceites)

• El solvente ideal es el agua (bajo costo, no toxica, no inflamable, no corrosiva), sin embargo no siempre tiene una capacidad de extracción adecuada.

2. Temperatura del proceso

Al aumentar la temperatura del proceso:• Aumenta la solubilidad del soluto en el solvente.• Aumenta el coeficiente de difusión del solvente

en las partículas del sólido.

Lo que provoca una mayor velocidad de extracción.

Evaporación solvente daño del producto

3. Tamaño de partícula del sólido

• El soluto siempre debe acondicionarse (corte, trituración, molienda) para propiciar el contacto con el solvente y facilitar su extracción.

EQUIPO UTILIZADO PARA LA EXTRACCIÓN DE COMPONENTES

POR LIXIVIACIÓN

Lixiviador por percolación a través de un lecho estacionario de sólidos

Funcionamiento

• Sólidos se rocían con disolvente para su soluto a un valor económicamente mínimo y luego se vacían.

Extractor de Bollman

Funcionamiento

• Contiene un elevador en el interior de su carcasa cerrada, con perforaciones en el fondo de los canjilones.

• Parte superior, canjilones se cargan con sólidos troceados.

• A medida que los sólidos y el disolvente descienden en corrientes paralelas por la parte derecha de la maquina, el disolvente va extrayendo soluto. Al mismo tiempo que los sólidos se separan del disolvente por filtración.

• La micela total se puede bombear desde el fondo derecho de la carcasa.

Extractor hildebrandt

Funcionamiento

• Consiste en un trasportador de tornillo en U con una hélice distinta en cada sección.

• Sólidos se introducen en una de las ramas de la U y el disolvente en otro extremo para dar lugar a flujo contracorriente.

Extractor continuo en contracorriente

BATERÍA DE LIXIVIADORES POR PERCOLACIÓN

APLICACIONES DE LA LIXIVIACIÓN

• EXTRACCIÓN DE COMPUESTOS DESEADOS• Extracción de azúcar de la caña o remolacha

• Fabricación de café y té solubles (instantáneos)

• Extracción de aceites de semillas oleaginosas

EXTRACCIÓN DE COMPONENTES:

• Pigmentos

• Aceites esenciales

• Pectinas

• Gomas

• Vitaminas

• Colágeno

EXTRACCIÓN DE COMPONENTES NO DESEADOS

• Cafeína

• Lactosa

• Colesterol

• Grasa