INSTITUTO POLITECNICO NACIONALUNIDAD PORFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE

BIOTECNOLOGIA

LABORATORIO DE BIOSEPARACIONES

GONZÁLEZ CHÁVEZ GABRIELARIVERA HERNÁNDEZ AGUSTÍN

INFORME DE LABORATORIO20/10/15

EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO EN TANQUE AGITADO

6LM2

I. FUNDAMENTOSLa extracción sólido-líquido es una operación unitaria cuya finalidad es la separación de uno o más componentes, denominados solutos, contenidos en una fase sólida, mediante el uso de una fase líquida, llamada disolvente (en su mayoría, se trata de disolventes orgánicos); como se mencionó, el/los componentes que se transfieren a la fase líquida reciben el nombre de solutos, mientras que el sólido insoluble se denomina inerte.

En esta operación unitaria, la fuerza impulsora es el gradiente de concentración, donde se lleva a cabo una transferencia de masa hasta que se llega al equilibrio (en otras palabras, cuando ya no existe un gradiente). Los componentes del sistema deben poseer ciertas características mínimas para que la transferencia se lleve a cabo, por ejemplo:Solvente

Debe tener afinidad por el soluto No debe reaccionar con el soluto Debe poseer baja viscosidad para requerir menor energía mecánica (menor potencia en

agitación)Soluto

Debe ser soluble en el solvente a utilizar Debe estar contenido en una fase sólida porosa El diámetro de partícula es preferible sea pequeño para aumentar área de contacto

(mientras más grande sea la superficie de contacto entre el soluto y el solvente, la eficiencia en la extracción aumenta)

Figura 1. Esquema general de un proceso de extracción sólido-líquido (A=soluto, B=disolvente, C=sólido)

Dentro de la extracción sólido-líquido se deben tomar en cuenta las variables que afectan la transferencia de masa, y por lo tanto el rendimiento de la misma, tales como el coeficiente de transferencia, la temperatura (factor que afecta directamente a la viscosidad del disolvente), la velocidad de agitación (rpm), la proporción portador/disolvente, el tiempo de agitación y el tipo de agitador utilizado. La transferencia del soluto se rige por la expresión de la transferencia de masa:

NS=−DLdCdz

Donde NS es el flujo de materia en kg ∙m−2 ∙ s−1, DL es la difusividad del soluto a través del disolvente en m2∙ s−1, C es la concentración de la disolución en kg ∙m−3 y z es la distancia en el interior del poro en m.

Dos de los equipos más utilizados en este tipo de separación son:

a. Tanque agitadoSon equipos donde se realiza una mezcla de componentes para su posterior separación; son generalmente de forma cilíndrica y pueden ser operados por lotes o de manera continua. Contienen un agitador o impulsor en el centro; la velocidad de agitación que se alcanza depende de lo que se quiera mezclar. Poseen deflectoras ubicados en los extremos del tanque para reducir lo vórtices que se pueden llegar a formar en el seno del líquido para mejorar la mezcla en el mismo.

Figura 2. Esquema general de tanque agitado.

b. Extractor SoxhletAplicado para analitos que no se pueden separar por volatilización, pero sí son extraíbles empleando un disolvente orgánico adecuado; consta principalmente de un matraz de base redonda, el cual contiene el disolvente orgánico, un contenedor intermedio de vidrio donde se coloca la muestra y un refrigerante. Cuando el proceso de disolución finaliza, se añade una evaporación hacia el disolvente para concentrar la muestra.

Algunas de las aplicaciones de esta operación unitaria son: Recuperación de aceites vegetales a partir de semillas Extracción de colorantes Indicar desplazamiento de contaminantes en cuerpos de agua Lavado de capas geológicas Tratamiento de minerales concentrados y materiales que contienen metales Obtención de azúcar

II. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE SEPARACIÓN

Tabla 1. Cuadro de balance del proceso

No. Componente

1 Agua 3.8 kg 0 kg 3.7506 kg 0.04939 kg2 Agrolita 0 kg 0.04 kg 0 kg 0.0106 kg3 NaCl 0 kg - 0.01426 kg -

Balance generalSoluto+Disolvente=Extracto+Clarificado

X1+X2=X3+X 40.04 kg+3.8kg=(0.04939kg+0.0106kg )+(3.7506kg+0.01426 )3.84 kg=3.82485kg

Balance por componentes Agua X1−1+X2−1=X3−1+X4−13.8kg+0kg=3.7506kg+0.04939kg3.8kg=3.79999 kg

Agrolita X1−2+X 2−2=X3−2+X4−20kg+0.04kg=0 kg+0.0106kg0.04 kg=0.0106kg

NaClX1−3+X 2−3=X3−3+X 4−30kg+¿? kg=0.01426kg+¿? kg

III. RESULTADOSA continuación se presentan los resultados experimentales obtenidos.

Tabla 2. Caracterización del equipo utilizado

TanqueVelocidad máxima (rpm) 1800

Diámetro externo (m) 0.18Diámetro interno (m) 0.17082

Altura (m) 0.237

Deflector (m) 0.01321Volumen (L) 5.43

Volumen de operación (L)* 3.8Altura del líquido al volumen de

operación (m) 0.165

Agitador Rushton**D (m) 0.05036W (m) 0.01012L (m) 0.01238E (m) 0.03114

Agitador de hélice**D (m) 0.08406W (m) 0.01333L (m) 0.03182E (m) 0.03642

Agitador propela**D (m) 0.06594W (m) 0.03376L (m) 0.02430E (m) 0.03340

*El volumen de operación es el 70% del volumen total del tanque*Dimensiones de agitadores basados en la figura 1

Figura 4. Dimensionamiento de agitadores.Tabla 3. Datos de conductividad obtenidos en tanque agitado (extracción sólido-líquido) a diferentes

velocidades de agitación y diferentes agitadores.

Agitador Rushton Agitador de hélice Agitador propela

Tiempo (min)

1000 rpm 1500 rpmTiempo

(min)

1000 rpm 1500 rpmTiempo (min)

1000 rpm 1500 rpmConductividad

(mS)Conductividad

(mS)Conductividad

(mS)Conductividad

(mS)Conductividad

(mS)Conductividad

(mS)0 3.75 4.34 0 3.02 3.23 0 3.24 3.941 5.99 7.05 1 4.85 7.51 1 8.85 7.252 6.37 7.65 2 5.24 7.53 2 8.61 8.663 6.57 8 3 5.35 8.34 3 9.25 8.81

4 6.79 8.09 4 5.69 8.29 4 9.68 9.055 6.91 8.33 5 5.64 8.46 5 9.93 9.46 7.06 8.53 6 5.58 8.94 6 9.92 9.327 7.12 8.56 7 5.96 8.38 7 10.47 9.458 7.2 8.67 8 6 8.54 8 10.61 9.849 7.27 8.71 9 5.94 8.65 9 10.63 9.27

10 7.35 8.76 10 5.89 8.21 10 10.73 9.7611 7.4 8.81 11 5.95 8.78 11 10.77 10.1512 7.42 8.98 12 5.99 8.98 12 10.78 8.3913 7.49 9.02 13 6.08 9.2 13 10.85 1014 7.51 9.04 14 6.13 9.46 14 10.93 10.0315 7.57 9.02 15 6.13 9.06 15 11 10.1216 7.6 9.09 16 6.17 8.49 16 11.01 10.1617 7.6 9.11 17 6.24 7.87 17 10.96 10.2318 7.64 9.13 18 6.48 8.8 18 11.03 10.2419 7.68 9.13 19 6.38 8.97 19 11.04 10.420 7.72 9.2 20 6.16 7.88 20 11.07 10.26

Tabla 4. Variación de la concentración de NaCl en el disolvente respecto al tiempo a diferentes velocidades de agitación y diferentes agitadores.

Agitador Rushton Agitador de hélice Agitador propela

Tiempo (min)

1000 rpm 1500 rpmTiempo

(min)

1000 rpm 1500 rpmTiempo (min)

1000 rpm 1500 rpmConcentración

(%w/v)Concentració

n (%w/v)Concentració

n (%w/v)Concentración

(%w/v)Concentración

(%w/v)Concentración

(%w/v)0 0.0836 0.1071 0 0.0545 0.0629 0 0.0633 0.09121 0.1729 0.2151 1 0.1274 0.2335 1 0.2869 0.22312 0.1880 0.2390 2 0.1430 0.2342 2 0.2773 0.27933 0.1960 0.2530 3 0.1474 0.2665 3 0.3028 0.28534 0.2048 0.2566 4 0.1609 0.2645 4 0.3199 0.29485 0.2095 0.2661 5 0.1589 0.2713 5 0.3299 0.30886 0.2155 0.2741 6 0.1565 0.2904 6 0.3295 0.30567 0.2179 0.2753 7 0.1717 0.2681 7 0.3514 0.31088 0.2211 0.2797 8 0.1733 0.2745 8 0.3570 0.32639 0.2239 0.2813 9 0.1709 0.2789 9 0.3578 0.3036

10 0.2271 0.2833 10 0.1689 0.2614 10 0.3618 0.323111 0.2291 0.2853 11 0.1713 0.2841 11 0.3634 0.338712 0.2299 0.2920 12 0.1729 0.2920 12 0.3638 0.268513 0.2327 0.2936 13 0.1765 0.3008 13 0.3666 0.332714 0.2335 0.2944 14 0.1784 0.3112 14 0.3698 0.333915 0.2358 0.2936 15 0.1784 0.2952 15 0.3726 0.337516 0.2370 0.2964 16 0.1800 0.2725 16 0.3729 0.339117 0.2370 0.2972 17 0.1828 0.2478 17 0.3710 0.341918 0.2386 0.2980 18 0.1924 0.2849 18 0.3737 0.342319 0.2402 0.2980 19 0.1884 0.2916 19 0.3741 0.348620 0.2418 0.3008 20 0.1796 0.2482 20 0.3753 0.3431

Tabla 5. Rendimiento y productividad para agitador de propela a 1000 rpm.

Rendimiento (g NaCl recuperados/L sln

alimentada)3.753

Productividad (g NaCl 3.1275 x 10-3

recuperados/L sln alimentada · s)

Tabla 6. Dimensionamiento de equipo utilizado y comparación con las dimensiones típicas para el diseño de un agitador o tanque.

Rushton Hélice PropelaDimensiones

típicasDimensiones

realesDimensiones

típicasDimensiones

realesDimensiones

típicasDimensiones

realesDa/Dt 1 0.2797 1 0.467 1 0.3663H/Dt 1 1.3166 1 1.3166 1 1.3166E/Dt 1/3 0.173 1/3 0.2023 1/3 0.1855

W/Da 1/5 0.2 1/5 0.1585 1/5 0.5119L/Da 1/4 0.2458 1/4 0.3785 1/4 0.3685J/Dt 1/12 0.0733 1/12 0.0733 1/12 0.0733

IV. ANÁLISIS DE RESULTADOSSe presentan las tendencias de cada tipo de agitador trabajando a diferentes velocidades de agitación.

0 5 10 15 200.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

1000 rpm1500 rpm

Tiempo (min)

Conc

entr

ació

n N

aCl (

%w

/v)

Figura 5. Comportamiento de la concentración de NaCl en el solvente con agitador Rushton a diferentes velocidades de agitación.

0 5 10 15 200.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

1000 rpm1500 rpm

Tiempo (min)

Conc

entr

ació

n N

aCl (

%w

/v)

Figura 6. Comportamiento de la concentración de NaCl en el solvente con agitador de hélice a diferentes velocidades de agitación.

0 5 10 15 200.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

0.4000

1000 rpm1500 rpm

Tiempo (min)

Conc

entr

ació

n N

aCl (

%w

/v)

Figura 7. Comportamiento de la concentración de NaCl en el solvente con agitador propela a diferentes velocidades de agitación.

0 5 10 15 200.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

0.4000

Rushton 1000 rpmRushton 1500 rpmHélice 1000 rpmHélice 1500 rpmPropela 1000 rpmPropela 1500 rpm

Tiempo (min)

% w

/v N

aCl

358.37

569.98

145.43

Figura 7. Comportamiento de la concentración de NaCl en el disolvente (agua) respecto al tiempo de operación del tanque agitado con diferentes agitadores a diferentes velocidades de agitación. (Se muestran los datos de retención

juntos a las corridas en g agua/g agrolita)

Hablando de la extracción del soluto, basándonos en la concentración de la sal transferida al solvente donde se llevó a cabo el análisis, en general se observa una mejor extracción a una velocidad de agitación mayor (existe una mejor separación a 1500 rpm que cuando se operó a una velocidad de 1000 rpm): este fenómeno se observa al utilizar los agitadores Rushton y hélice, pero, ¿por qué al utilizar un agitador de propela la extracción es más efectiva a velocidades de agitación bajas?

En la figura 7 podemos ver este fenómeno antes descrito, además de que el uso de agitador de propela posee una mayor eficacia en el proceso de la extracción, obteniendo una mayor concentración de sal disuelta en el disolvente (agua) al finalizar la operación, bajo el mismo tiempo de operación y las mismas velocidades de agitación. Es cierto que, el uso de los diferentes agitadores provoca un comportamiento en la extracción “similar” entre cada uno de ellos, no importa la velocidad de agitación, unos con más oscilaciones que otros, pero veamos en los primeros minutos de la experimentación: la concentración de NaCl en el disolvente, aproximadamente en el minuto 1-2 del proceso, cuando se utilizó el agitador de propela, es más grande a comparación de las concentraciones obtenidas en la separación con el uso de agitador Rushton y de hélice, aumentando a partir de ese punto de manera gradual, similar al aumento en la separación con los demás agitadores. Nuestro objeto de interés es el análisis sobre el agitador que proporcionó resultados con mayor eficiencia en el proceso de extracción, en este caso, el uso del agitador de propela a 1000 rpm, en el cual se analizará el rendimiento y la productividad obtenida: comparando con los resultados de la Tabla 5, no se tiene datos bibliográficos acerca de extracción de NaCl a partir de agrolita utilizando agua como disolvente, por lo que no se puede dar una conclusión si estos datos son altos o bajos de acuerdo a una base. Para efectos prácticos, podemos decir que el rendimiento obtenido de obtención de NaCl es relativamente bajo (se desearía más cantidad obtenida o separada de sal), esto está influido de acuerdo al tipo de agitación proporcionada y al agitador utilizado (propela).

387.8

La agitación es un factor muy importante en la extracción sólido-líquido en tanque agitado, ya que determinar la dispersión de los sólidos en la solución; el uso de agitador de propela se ve favorecido respecto al uso de los demás tipos de agitadores debido a factores como:

Los agitadores de hélice provocan una elevada turbulencia, cortando vigorosamente al líquido, debido a esto, este tipo de agitadores son más eficaces para tanques de gran tamaño (el tanque utilizado en la experimentación es considerablemente pequeño)

Los agitadores de hélice impulsan el líquido hacia el fondo del tanque, donde la corriente se extiende subiendo las paredes y retornando hacia la hélice, generando corrientes verticales

Los agitadores Rushton producen un flujo radial intenso sin dar origen a corrientes verticales, pero debido a su bajo esfuerzo de corte no son eficaces para mantener sólidos en suspensión

Los agitadores de propela impulsan al líquido de manera radial contra las paredes del tanque, donde la corriente se divide (una parte fluye hacia arriba y otra hacia abajo), provocando excelentes resultados en la mezcla de las soluciones. Cualquiera que sea el tipo de agitador, este debe provocar condiciones turbulentas para favorecer la transferencia de masa: el flujo radial es el principal componente que contribuye al mezclado dentro del tanque.

Dentro de los factores que intervienen en el “bajo rendimiento” de nuestro proceso es el de hecho de que, cuando los agitadores se montan verticalmente en el centro del tanque (montaje de nuestro equipo), se propicia el desarrollo de remolinos, los cuales atrapan el aire, causando un desbalance de fuerzas y limitando la verdadera potencia suministrada, reflejada en la velocidad de agitación. Para evitar esto, se recomienda colocar el agitador en posición angular o desplazada del centro.

Otro de los factores que pueden intervenir en la eficiencia de la extracción es el dimensionamiento del equipo (Tabla 6), comparando las relaciones de dimensiones que se tenían en la práctica y las relaciones típicas: aunque en ello no podemos hacer mucho hincapié, ya que si comparamos cuál de los tres agitadores posee un dimensionamiento más cercano al típico, el agitador de hélice y Rushton se acercan más al uso del agitador de propela, lo cual contradeciría nuestros resultados. La dispersión de la agrolita es un factor a tomar en cuenta para la eficiencia en la extracción de la sal, ya que como se sabe, el sólido inerte utilizado (agrolita) posee una densidad relativa muy baja, lo cual es una propiedad que hace que nuestro sólido se disperse hacia la parte superior de la suspensión (flotación), lo cual no permitía una correcta mezcla de los tres componentes de la extracción sólido-líquido.

En cuanto a los datos de retención (g agua/g agrolita seca) no podemos determinar un comportamiento de acuerdo a la eficiencia del proceso, ya que para la corrida de donde se obtuvo una menor extracción de sal (hélice a 1000 rpm) se tiene el valor de retención más bajo, pero para la corrida con más eficiencia de separación (propela a 1000 rpm) no se tiene el valor de retención más alto. (Nota: no se tienen valores de retención para agitador Rushton ya que no se reportaron datos de humedad) Se ha reportado bibliográficamente que la agrolita posee una retención de 5 veces su peso, y teniendo un peso de agrolita de 40 g al inicio de la operación, lo máximo que podría retener la agrolita de solución (agua) sería de 200 g, efecto que sólo vemos reflejado en la corrida llevada a cabo con hélice a 1000 rpm (145.43 g agua/g agrolita).

Ninguna de las corridas experimentales alcanzó el equilibrio, para ello se necesita probablemente más tiempo de operación.

Por último, se presentan algunas ventajas y desventajas del proceso llevado a cabo en lote en comparación con un proceso continuo:Ventajas

Los procesos por lote reducen los costos iniciales de montaje y establecimiento de equipos Los procesos por lote son útiles para requerimientos estacionales, en otras palabras, para

productos o procesos específicosDesventajas

En comparación a un proceso continuo, los procesos por lote poseen ineficiencias asociadas a que el equipo se debe parar después de un determinado tiempo para ser configurado o en caso de que el sistema haya alcanzado el equilibrio (tiempo muerto o inactividad)

V. CONCLUSIONESSe llevó a cabo la extracción de una solución de agrolita saturada con NaCl por medio de agua implementando un sistema de extracción solido-liquido en tanque agitado.

Con las mediciones de conductividad se pudo monitorear la concentración del proceso conforme al tiempo de operación.

Se confirmó que en este tipo de procesos la velocidad de agitación y el tipo de agitador seleccionado juegan un papel importante en la eficiencia de la extracción.

A velocidades de agitación bajas la extracción es más efectiva con un agitador de tipo propela.

Los agitadores de tipo Rushton y hélice tienen mejor eficiencia a velocidades altas.

VI. RECOMENDACIONESSeria de bastante utilidad pasar la agrolita por un proceso de tamizado y realizar el experimento con distintos diámetros de partícula para poder observar cómo afecta esto en todo el proceso.Realizar el experimento con un disolvente a distintas temperaturas para observar el efecto que esto tendría sobre la extracción. Evitar usar velocidades de giro del impulsor en las que se aprecie una desviación de la ubicación del electro dentro del tanque, si es necesario quitar el capuchón del conductimetro para que no se tape el electrodo y que las lecturas registradas de conductividad sean lo más correctas posibles.

VII. BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS ELECTRÓNICASEPMinerals. (2010). Ficha de datos de seguridad: Tierra de diatomeas. 19/10/2015, de EPMinerals Sitio web: https://epminerals.com/uploads/Products/product_412/Spanish_REACH_-_AXIS_Regular_AXIS_Fine_AXIS_Coarse_MP-78_MP-79_MP

Jaime Vernon Carter. (2011). Agitación y mezclado de líquidos en tanques. 19/10/2015, de Universidad Autónoma Metropolitana Sitio web: http://cbi.izt.uam.mx/iq/Laboratorio%20de%20Operaciones%20Unitarias/Practicas%20Laboratorios/PRACTICA1.pdf

Vian, A., Ocón, J. (1972). Elementos de Ingeniería Química. Madrid. Quinta Edición.

Ulrich, Gael D. (1984). Chemical engineering process dessign and economics. USA: John Wiley and Sons

VIII. GUÍA DE OPERACIÓN DEL EQUIPOTabla 7. Partes del equipo y materiales de fabricación

Elemento Descripción

Equipo de agitación

Marca LIGHTMINModelo TSM2010

Material de fabricación Acero InoxidableOtras características Cetro de control de rpm y

tiempo automáticos.Tanque Capacidad 4L

Material de fabricación Acero inoxidable

Tipo de agitadorRusthon Acero inoxidable

Propela marina Acero inoxidableHélice Acero inoxidable

Figura 8. Partes del equipo

Tabla 8. Partes del equipo y equipo auxiliar

Numero Parte1 Panel de Control y motor eléctrico2 Tanque de Agitación3 Deflector4 Conductimetro5 Eje impulsor6 Impulsor

Guía de Operación del Equipo

1. Identificar el tipo de impulso a utilizar y con la llave allen instalar el impulsor en el eje, apretar y asegurar perfectamente el impulsor al eje.

2. Se coloca el tanque con el agitador, tratar de que quede centrado el eje dentro del tanque y con la distancia adecuada del fondo del tanque al impulsor.

3. Conectar el equipo de agitación a la toma de corriente e identificar el panel de control.4. Colocar deflectores en el tanque de agitación de tal modo que el eje impulso quede en

medio del tanque de agitación.5. Introducir los datos correspondientes de velocidad de giro y tiempo de operación en el

panel de control del motor eléctrico.6. Coloca el material inerte dentro del tanque de agitación y posteriormente el disolvente.7. Presionar el botón de ENTER en el panel de control para iniciar la agitación.8. Una vez transcurrido el tiempo programado, se detendrá automáticamente.

Equipo Auxiliar

Conductimetro

1

4

2

5

6

3

1. Colocar el conductimetro dentro del tanque de agitado antes de iniciar el proceso.2. Cuidar que el condictimetro no quede muy cerca del eje o del rotor3. Tomar mediciones de conductividad cada cierto intervalo de tiempo.4. Enjuagar el electrodo con agua destilada antes de cada medición.

Paro del Equipo

1. Oprimir el botón STOP del motor eléctrico para el paro de la agitación.2. Apagar el equipo, oprimiendo el botón adecuado.3. Desconectar el equipo.4. Retirar el equipo de medición conductímetro del tanque.5. Limpiar el electrodo del conductímetro con agua desionizada.6. Retirar el tanque de agitación y retirar la solución.7. Realizar limpieza del equipo empleado para la extracción.

Limpieza

Una vez terminada la experimentación desmontar el impulsor del eje y lavarlo con agua y posteriormente secarlo.

Quitar los residuos del tanque, enjuagarlo y secarlo..

Precauciones para operar el equipo

Verificar el buen funcionamiento y buen estado del equipo. Verificar el buen estado de las conexiones eléctricas del equipo al momento de su

conexión a la corriente eléctrica. Colocar el impulsor de manera correcta en el eje con la llave allen adecuada. Verificar que el impulsor este centrado lo más posible dentro del tanque antes de

encender el equipo para evitar accidentes. Para evitar la formación de vórtices es necesario que el tanque tenga colocado los

deflectores. Verificar que el electrodo del conductímetro esté libre de incrustaciones. Verificar que el impulsor no golpe el electrodo. Verificar que el tanque no esté a más del 75% de su capacidad para evitar derrames al

momento de la agitación.

Elementos de seguridad

Bata blanca abotonada. Calzado completamente cerrado.

Figura 9. Impulsor tipo hélice Figura 10. Panel de control y motor eléctrico.

IX. ANEXOSCurva tipo Se incluyen los datos obtenidos de la curva tipo para la determinación de concentraciones.

Tabla 9. Datos experimentales para la curva tipo de concentración de NaCl.

Concentración (%w/v) Conductividad (mS)0 0

0.3 9.260.6 16.80.9 24.61.2 32.71.5 40.11.8 47.42.1 54.72.4 622.7 68.53 76.1

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

10

20

30

40

50

60

70

80

Concentración NaCl (%w/v)

Cond

uctiv

idad

(mS)

Figura 11. Curva tipo para la determinación de concentración de NaCl en el disolvente.

Obteniendo el siguiente comportamiento mediante una regresión lineal:

Concentración NaCl=Conductividad−1.652725.09

Cálculos de rendimiento y productividadPara efectos de cálculo, el dato de porcentaje de recuperación no se podrá efectuar debido a los datos obtenidos al medir la conductividad en la solución saturada (el dato obtenido es muy bajo, por lo que al hacer los cálculos se obtendrían porcentajes de recuperación de la sal mayores al 100%); por otra parte, enfocándonos en la corrida de extracción con propela a 1000 rpm, la cual es la resultante con mayor eficiencia en el proceso, se sabe que la concentración al final del proceso de separación es (Véase Tabla 4 en la sección de resultados):

%wVNaCl=0.3753%

Para conocer la cantidad de sólidos húmedos recuperados, se sabe que el volumen de operación fue de 3.8 litros, y que las concentraciones porcentuales peso-volumen son en base a 100 ml de disolvente:

Soluto recuperado=( 0.3753g NaCl0.1L ) (3.8 L )=14.2614g NaCl

Entonces:

Rendimiento= g sal recuperadaLsoluciónalimentada

=14.2614 g NaCl3.8 L

=3.753 g NaCl recuperadosLsln alimentada

Productividad= Rendimientotiempooperación

= Rendimiento1200 s

=3.1275 x10−3 g NaCl recuperadosLslnalimentada ∙ s

RetenciónLa retención para cada corrida experimental se obtuvo de la siguiente manera:

Retención= g solucióngsólido inerte seco

A partir de los siguientes datos experimentales:

Tabla 10. Datos de masas de agrolita para cada corrida

Corrida Masa agrolita seca (g) Masa solución (g) Retención (g agua/g

agrolita seca)Hélice 1000 rpm 26.128

3800

145.4378Hélice 1500 rpm 9.798 387.8342

Propela 1000 rpm 10.6033 358.3789Propela 1500 rpm 6.6669 569.98

*No se reportaron datos de porcentaje de humedad para las corridas con agitador Rushton

Entonces la retención para Hélice a 1000 rpm:

Retención=3800g H 2O

26.128 gagrolita=145.4378

g H 2O

gagrolita

Siguiendo ese ejemplo, se obtienen los valores de retención para las corridas.

Cloruro de sodio

Densidad: 2,16 g/cm3

Masa Molar: 58,44 g/mol.Punto de fusión: 801°C.Punto de ebullición: 1413°C.Solubilidad en agua: 35,9 g por 100 mL de aguaProducto de solubilidad: 37.79 mol2

Agrolita

Densidad: 0.35 g/cm3

Espacio poroso: 34 – 65 %ph: 6.5 – 7.5