Las
Operaciones Unitarias que se incluyen en este Eje tienen en común que un
elemento o compuesto A presente en una sustancia B pasará a otra sustancia C (por
difusión) desde la cual podrá recuperarse en una concentración alta o puro. Los
pasos para lograr esto son similares en todas estas operaciones:
1) A +
B C
2) A +
B + C Tiempo de contacto adecuado
3)
A +
C B + C Separación
4) A B Cà
se recupera para volver a usarse en 1
Un
ejemplo cotidiano de esto sería una infusión que nos preparamos en la casa.
Pensemos en el café molido (no el instantáneo) como la suma A + B, siendo B las
sustancias que le dan el aroma, color y
sabor característico. Por otro lado tenemos agua de la canilla que es inolora e
insípida. Juntamos a las tres en un jarro, le damos calor en la hornalla y
vamos revolviendo, En unos instantes aparece un líquido marrón. Luego separamos
el sólido húmedo y nos tomamos el líquido de rico sabor y agradable aroma.
Alcanzamos el paso 3) y en este caso para nuestro interés esto ya es suficiente. Podemos comentar que los
cafés instantáneos, que se reconstituyen agregando agua, se elaboran en una
fábrica deshidratando en un secadero Spray café preparado como el B + C de 3). Es decir se elimina C que es el
agua.
Actividad:
Expresar en un gráfico que son A, B y C cuando cebamos mate mostrando además
que pasos, separaciones, etc aparecen en este caso
Estudiaremos:
DESTILACIÓN
EXTRACCIÓN
ABSORCIÓN DE GASES
DESORCIÓN
DE GASES
DESTILACIÓN:
Puede
definirse como la operación donde a partir de alimentar una mezcla
binaria líquida de 2 componentes que
tienen diferentes puntos de ebullición entre sí, se obtienen
2 corrientes de diferente
composición. Una llamada destilado
que será más rica en el componente más volátil (significa que tiene una mayor
concentración del que tiene menor punto de ebullición). La otra corriente que
se denomina residuo será lo opuesto,
es decir tendrá mayor proporción del de menor
punto de ebullición.
Ejemplo:
Pto. de
Ebullición del agua. 100 oC
del alcohol etílico 78,4 oC
Si
alimentamos una mezcla que tiene 50 % de
cada uno de estos componentes a una columna de destilación podríamos obtener
una mezcla que contiene 95 % de ol etílico y 5 % de H20 como destilado y al
mismo tiempo otra de residuo que tenga 8
% de ol etílico y 92 % de agua como residuo. Para expresar esto en general se
usan las iniciales en inglés:
Destillated= D 95 % ol + 5 % H20
Feed
= F mezcla 50 % ol + 50 % H2O
Waste
= 8 % ol
+ 92 % agua
Actividad:
Averiguar la composición exacta del alcohol etílico de 96 º (grados) que
compramos en el comercio y que también usamos en el laboratorio. ¿Por qué se lo
empleará con algo de agua en su composición? ¿Qué es el alcohol anhidro?
Actividad: Cuando hablamos de agua destilada, en realidad se la obtiene
mediante una operación que corresponde a esta definición ? O en realidad de que operación se trata?
Actividad: ¿Cómo podríamos definir al petróleo? ¿Cómo se
obtiene nafta y otros compuestos a partir de él?
Actividad:
¿Qué bebidas destiladas conoces o consumís? ¿Qué se busca al destilarlas en
alambiques?
Formas
de destilación:
Existen
a nivel industrial varios métodos para hacerlo: simple, fraccionada, flash o
relámpago, por arrastre de vapor deagua
EXTRACCIÓN
En
esta operación se emplea un líquido denominado solvente para extraer una
sustancia de un sólido o de un líquido. Se da lugar así a la extracción sólido-líquido
o a la extracción líquido-líquido, llamándose al equipo usado extractor.
Los
ejemplos vistos de las infusiones: café, té, o mate son extracciones donde el
solvente usado es agua
Una
aplicación muy importante de la
extracción es la obtención de aceites comestibles como el de soja o
girasol usando hexano como solvente. Primeramente las semillas oleaginosas son
prensadas para que eliminen una parte importante de su aceite. Luego ingresan a
un extractor para recuperar más cantidad de aceite. Este es el proceso que hace
la empresa Renova que visitamos para obtener aceite crudo que es la forma en
que se exporta a granel. Para consumo humano el aceite requiere un proceso de
refinación que incluye operaciones como centrifugación para sacar fosfo-lípidos y destilación por arrastre por vapor de agua
para eliminar ácidos grasos.
Actividad:
La principal actividad industrial en la región cercana a Rosario es la
extracción de aceite de soja a partir de semillas usando el solvente orgánico
hexano, el cual dado su alto costo y que es muy inflamable, se recupera para
volver a usarlo. El sólido desgrasado se denomina expeller y junto con el
aceite son los principales productos que exporta Argentina. Construir un
esquema A, B, C indicando que es cada material y los pasos que se dan.
Actividad:
En nuestro país la principal fuente de sacarosa es la caña de azúcar. Pero en
otros países como E.E.U.U. se la obtiene de una variedad de remolacha mediante
extracción con agua. Buscar información y hacer un esquema sencillo de cómo
funciona un extractor de remolacha azucarera.
ABSORCIÓN DE GASES:
Es una
operación en la cual un componente soluble de una mezcla gaseosa se disuelve en
un líquido porque interesa obtenerlo
puro o porque se quiere eliminarlo del gas
DESORCIÓN
DE GASES
Es
la operación opuesta a la anterior y se utiliza cuando se desea transferir un
componente volátil desde una mezcla líquida a un gas
Para
concretar estas operaciones se hace caer una lluvia de líquido sobre una
corriente gaseosa que asciende en un tubo vacío, o bien este último se rellena
con partículas sólidas o platos perforados para aumentar el tiempo de contacto.
Actividad:
Representar una absorción y una desorción mediante el esquema A, B, C.
Actividad:
Buscar un ejemplo de cada caso con sustancias químicas concretas. Esquematizar.
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