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• Chemo Naranjoo

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Lixiviación Introducción. Muchas sustancias biológicas, así como compuestos inorgánicos y orgánicos, se encuentran como mezclas de diferentes componentes en un sólido. Para separar el soluto deseado o eliminar un soluto indeseable de la fase sólida, ésta se pone en contacto con una fase líquida. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos se difunden desde el sólido a la fase líquida, lo que permite una separación de los componentes originales del sólido. Este proceso se llama lixiviación líquido-sólido o simplemente, lixiviación. La operación unitaria se puede considerar como una extracción, aunque el término también se refiere a la extracción líquido-líquido. Cuando la lixiviación tiene por objeto eliminar con agua un componente indeseable de un sólido, el proceso recibe el nombre de lavado (geankoplis). En la lixiviación, la cantidad de material soluble separado es con frecuencia mayor que en el lavado por filtración ordinaria, y las propiedades de los sólidos pueden variar considerablemente durante la operación de lixiviación. Una alimentación de sólidos gruesos, duros o granulados, se desintegra para formar una pulpa cuando se retira su contenido de material soluble (McCabe). Lixiviación por percolación a través de un lecho estacionario de sólidos La lixiviación de un lecho estacionario de sólidos se realiza en un tanque con un fondo falso perforado para soportar los sólidos y permitir la salida del solvente. Los sólidos se cargan en el tanque, se rocían con el solvente hasta reducir su contenido de soluto a un valor económicamente mínimo y luego se vacían. En algunos casos, la velocidad de disolución es tan rápida que es suficiente un solo paso del solvente a través del material, pero es más frecuente utilizar flujo en contracorriente del solvente a través de una batería de tanques. En este método, el solvente fresco se introduce en el tanque que contiene el sólido ya tratado; fluye a través de varios tanques en serie y finalmente se retira del tanque por el que se carga la alimentación de sólido. Una serie de tanques de este tipo recibe el nombre de batería de extracción. El sólido contenido en uno o cualquiera de los tanques es estacionario hasta que se extrae por completo. Las conexiones de las tuberías se disponen de tal forma que tanto el solvente fresco como la disolución concentrada se puedan introducir y retirar, respectivamente, de cualquier tanque, lo que permite cargar y descargar a la vez un tanque. Los demás tanques de la batería se mantienen en operación en contracorriente, avanzando los tanques de entrada y descarga a medida que se carga y retira el material. Tal proceso se conoce a veces como proceso Shanks. En algunos casos de lixiviación en lechos de sólidos, el solvente es volátil, por lo que es preciso utilizar recipientes cerrados operados a presión. También se requiere presión para forzar el paso de solvente a través del lecho en el caso de sólidos poco permeables. Una serie de estos tanques de presión operados con flujo de solvente en contracorriente recibe el nombre de batería de difusión. Ejemplo Lixiviación en lechos fijos. Este equipo se usa en la industria del azúcar de remolacha, en la extracción de taninos de corteza curtiente, en la extracción de productos farmacéuticos de cortezas y semillas, y en otros procesos. En la figura 12.8-1 se muestra un extractor o difusor típico para azúcar de remolacha. La tapa se puede quitar para que sea posible introducir al lecho las rebanadas de remolacha, a las que se llama cassettes. El flujo para lixiviar el azúcar del lecho es agua de 344 K (71 “C) a 350 K (77 “C). La solución de azúcar lixiviada fluye hacia afuera por el

fondo, y pasa al siguiente tanque de la serie. (En el sistema Shanks interviene una operación a contracorriente.) Las cubiertas de la tapa y el fondo son removibles, de manera que es posible extraer la remolacha ya lixiviada y añadir nueva carga. El proceso extrae un 95% del azúcar de la remolacha, para producir una solución de salida de aproximadamente 12% en peso (geankoplis)

Ilustración 1 equipo de lixiviación de lecho fijo