Estrazione Solido-Liquido

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1 Estrazione a stadio singolo ESEMPIO 100kg di semi di soia contenenti il 18 % in peso di olio sono messi in un recipiente contenente due volte il peso iniziale della soia di esano. Il rapporto di imbibizione è pari a 0.5. Calcolare la resa di estrazione se si considera che siano raggiunte le condizioni di equilibrio. Determinare la quantità di soluto e solvente nella matrice esausta.

2 Olio Solidi Inerti Esano F / S / / 200 E m / n W o 82 p

3 Rapporto di imbibizione: 0.5 o p 82 o p 41kg W 123kg

4 Bilancio totale: E 177kg E Condizione di equilibrio: 18 x eq m kg n kg

5 Bilancio soluto: o o 3.38kg Bilancio solvente: p p 37.62kg

6 14.62 resa%

7 Estrazione a stadi multipli in discontinuo ESEMPIO Un estrattore singolo è utilizzato per estrarre olio da semi di girasole, costituiti dall 80% di solidi insolubili e 20% di olio. 150 kg di semi vengono addizionati di una quantità doppia di un solvente organico. Dopo un certo periodo in cui si raggiungono condizioni di equilibrio l estratto viene rimosso e viene introdotto solvente fresco sempre in quantità doppia rispetto ai semi. Facendo l ipotesi che il peso dei semi rimane costante durante tutta l operazione, calcolare la resa di estrazione.

8 Olio Solidi Inerti Esano F / S / / 300 E m / n W o 120 p

9 Bilancio totale: E 300kg E Condizione di equilibrio: 30 x eq m kg n kg

10 Bilancio soluto: o o 2.7kg Bilancio solvente: p p 27.3kg

11 Olio Solidi Inerti Esano F S / / 300 E m / n W o 120 p

12 Bilancio totale: E 300kg E Condizione di equilibrio: 2.7 x eq m kg n kg

13 Bilancio soluto: o o 0.25kg Bilancio solvente: p p 29.76kg

14 resa%

15 Estrazione a stadi multipli in continuo (A+C) h+1 E C 1 C 2 C 3 C h+1 S C n h n F C 1 C 2 C 3 C h+1 W C n+1 (A +C ) h+1

16 1 ' ' 1 ' ' 1 ' 1 ' n h n n h n h h h C A C A C A C C C C A C x

17 Estrazione a stadi multipli in continuo ESEMPIO Si vuole estrarre zucchero da 1000 kg di barbabietole adoperando un impianto a stadi multipli. Le barbabietole contengono inizialmente il 25% di zucchero. Si adoperano per il processo 1000 kg di acqua a 50 C. Il rapporto di imbibizione nei vari stadi del processo è di 1:2. Calcolare quanti stadi di equilibrio sono necessari per estrarre il 99% dello zucchero dalle barbabietole. Ricalcolare il numero di stadi teorici nell ipotesi di utilizzare 2000kg di acqua.

18 (A+C) h+1 E C 1 C 2 C 3 C h+1 S C n h n F C 1 C 2 C 3 C h+1 W C n+1 (A +C ) h+1

19 Zucchero Matrice Acqua F / S / / 1000 E / y W x

20 R=0.5=(2.5+x)/750x=372.5 kg; y=627.5 kg x1=247.5/( )=0.28 Cn+1=0 C n+1=2.5 (A+C)n+1=1000 (A +C )n+1=375

21 0.28=C 2 /(0.5*750)C 2 =105 kg x 2 =0.11 C 3 =41.25 kg x 3 =0.039 C 4 =14.62kg x 4 =0.012 C 5 =4.55 kg x 5 =0.002 C 6 =0.77 kg N=5

22 ESEMPIO Un impianto di estrazione è costituito da tre stadi di equilibrio e si vuole verificare se è idoneo per realizzare l estrazione dello zucchero da barbabietole. Le barbabietole contengono il 20% di zucchero ed il 60 % di acqua. Per essere economicamente valido l operazione deve trattare 200 kg/h di barbabietole ed assicurare l estrazione del 95% dello zucchero inizialmente presente nelle barbabietole e produrre un estratto contenente non meno del 35% di zucchero. Come solvente viene adoperata una corrente di acqua calda a 60 C. In uscita da ogni stadio di equilibrio le fettucce di barbabietole riducono il proprio peso del 5 %. Verificare se l impianto così configurato è idoneo oppure no ad effettuare l operazione desiderato

23 Zucchero Matrice Acqua F S / / z E 38 / W 2 40 x

24 W 1 =190kg/h;W 2 =180.5 kg/h W=171.47kg x=171,47-42=129,47 kg Bilancio di materia parziale solvente: 120+z=129,47+70,57 z=80,04 kg

25 x 3 ' ' Estrazione Solido-Liquido C C kg x kg h h x C ' C ' L impianto non è idoneo.

26 ESEMPIO Da svolgere a casa Si vuole estrarre zucchero da 500 kg di barbabietole adoperando un impianto a stadi multipli. Le barbabietole contengono inizialmente il 20% di zuccheri solubili, il 15 % di acqua e la restante parte è formata da sostanze insolubili in acqua. Si adoperano per il processo 1000 kg di acqua a 50 C. Il rapporto di imbibizione nei vari stadi del processo è di 1:1. Calcolare quanti stadi di equilibrio sono necessari per estrarre il 99,9 % dello zucchero dalle barbabietole.

27 ESEMPIO (da svolgere a casa) Ortaggi conservati in salamoia devono essere dissalati prima di utilizzarli per la preparazione di una conserva alimentare. 100 kg/h di ortaggi, contenenti il 12% di sale e il 60%di acqua, sono inviati in un sistema di estrazione a stadi multipli. Come solvente si invia in controcorrente acqua ad una portata pari a 200 kg/h. Il peso degli ortaggi resta costante durante tutta l operazione. Al termine dell operazione gli ortaggi devono contenere non più del 3% di sale, calcolare il numero di stadi di equilibrio necessari.

28 ESEMPIO (da svolgere a casa) In un estrattore continuo in controcorrente avente un efficienza pari a 5 stadi teorici vengono trattate 4 t/ora di un seme oleaginoso contenente il 25 % di olio. Il rapporto di imbibizione, costante ed indipendente dalla concentrazione di olio in soluzione, è 30 parti in peso di fase liquida in 70 parti in peso di solidi. Se si alimentano 2 t/ora di solvente qual è la percentuale di olio effettivamente estratta?