lixiviacion

1. ALUMNO:
Monroy Mendoza Enrique Eliseo
PROFESORA:
Rosa María Galicia Cabrera
8 de abril de 2013
INGENIERIA DELOS
ALIMENTOS
INGENIERIA DE ALIMENTOS 2
LIXIVIACIÓN:ACEITE DE LINAZA

2. LIXIVIACIONINTRODUCCIÓN:
LIXIVIACION:Consisteenlaremociónoextracciónde uncomponente soluble (soluto) contenido
enun sólidomedianteunsolventeapropiado.Donde se debencontrolar3 factores:
* Solvente autilizar
* Temperaturadel proceso
* Tamañode partículadel sólido.
EXTRACCIÒN SÓLIDO – LÍQUIDO
La lixiviaciónesunaoperaciónde transferenciade masaporlo que esindispensableque existaun
contacto íntimoentre el solvente yel solutocontenidoenel sólido
Al haberuna transferenciade masapodemoscalcularlavelocidadde extracciónde lasiguiente
manera:
Velocidadde Extracciónporlixiviación:
𝑑𝐸
𝑑𝑡
=kL A(Cs-C)
Donde:
dE/dt--- es la Velocidadde extraccion(m3
/s)
kL---- esel coeficientede transferenciade masa(m/s)
A--- esal área interfacial
Cs—eslaconcentracióndel componentesolubleenlainterface (frac.masa)
C--- esla concentracióndel componente solubleenlamasadel solvente (frac.masa)

3. EN UNA LIXIVIACIONHAYQUE CONSIDERAR:
FLUJOS (CORRIENTES) COMPONENTES
F= Alimentación C= Soluto
S= Solvente A= Solvente
E= Extracto B= Materiainerte
W= Residuo
SISTEMAS DE EXTRACCION PORLIXIVIACIÓN:
Por susaspectos:
1. Por su operación: Batch o lotes
2. Por númerode etapas:De una solaetapao contacto sencilloo Múltiplesetapasode
contactos múltiples.
3. Por forma de desplazamientode sólidos:Lechofijoolechomóvil
4. Por desplazamientodel solvente: Co-corriente,Contra-corriente
5. Por forma de aplicacióndel solvente:Aspersióno roseado,oInmersióntotal
Los sistemasde extracciónde componentescomprendentantolastécnicastradicionalesde
percolacióne inmersión,comolasnuevastecnologíasde extracciónmediante fluidos
supercríticos.
EQUIPO UTILIZADOPARA LA EXTRACCIÓN DE COMPONENTESPORLIXIVIACIÓN:
LIXIVIADOR POR PERCOLACIÓN

4. BATERÍA DE LIXIVIADORES POR PERCOLACIÓN
SISTEMA CONTINUODE EXTRACTORES SÓLIDO-LÍQUIDO POR PERCOLACIÓN

5. LIXIVIADOR POR INMERSIÓN
EXTRACCIÓN MEDIANTE FLUIDOS SUPERCRÍTICOS
La tecnologíade fluidossupercríticosempleageneralmenteCO2,que encondicionesde presióny
temperaturasuperioresasupunto crítico,se mantiene enunestadoconpropiedadesintermedias
entre líquidoygas loque lo convierte enunpotente disolvente.
Esta tecnologíase estáutilizandoanivel industrial paralaobtenciónde extractosherbalesapartir
de plantasaromáticas,extractosde especiasparacolorantesyaceitesesenciales,
desalcoholizaciónde bebidascomolacerveza,extracciónde colesterol de aceites, extracciónde la
cafeínadel café,entre otros.
Algunasventajassonque se empleantemperaturasmenoresque consolventesorgánicosporlo
que el productono se daña, ademásde serno inflamable,notóxico,nocancerígeno,nocorrosivo
y no generaresiduos.

6. FACTORES A CONTROLAR EN UNA LIXIVIACIÓN:
1)Tipode solvente autilizar
2)Temperaturadel proceso
3)Tamaño de partícula del sólido1)Seleccióndel Solvente autilizar:
-
- El solvente ideal esel agua(bajocosto,notóxica,noinflamable,nocorrosiva),sinembargono
siempre tieneunacapacidadde extracciónadecuada
- El solvente empleadodebetenerel mayorcoeficiente de transferenciade masaposible2) La
Temperaturadel Proceso
Al aumentarla temperaturadel proceso:aumentalasolubilidaddel solutoenel solvente aumenta
el coeficientede difusióndelsolventeen……laspartículasde sólido.
Lo que provoca una mayorvelocidadde extracción
Sinembargo,temperaturasmuyelevadaspuedendeteriorarel productooprovocarla
evaporacióndel solvente.
Se debe encontrarla temperaturamasadecuadapara cada caso enparticular3) Tamaño de
partícula del sólido.

7. Cualquieraque seael métodode extracciónempleado,generalmente la materiaprima(sólido)
que contiene al solutodebe acondicionarse(corte,trituración,molienda) parapropiciarel
contacto con el solvente yfacilitarsuextracción.
Tamaño de partícula del sólido:
-Las partículaspequeñascreanunamayor área interfacial entreel sólidoyel líquidoyuna
distanciamáscorta para que el solutose difundaatravésde la partícula y alcance la superficie
-Perosi el tamañode partícula esdemasiadopequeño,se formanconglomeradosque impidenla
circulaciónde solvente entrelaspartículasydificultansuseparacióndel solventeprovocandoque
laspartículas de sólidopuedanserarrastradascon el solvente.
APLICACIONESDE LA LIXIVIACIÓN:
Actualmente existeunacreciente demandaporalimentosde altovaloragregado,endonde yasea
que se:incorporenprincipiosactivos,talescomovitaminas,aceitesesenciales,agentes
antioxidantes,aromasobienque se eliminensustanciasdel producto,talescomocafeína,lactosa,
colesterol,grasa,etc.
1) Extracciónde componentesdeseados:
-Extracciónde azúcar de la caña o remolacha
-Fabricaciónde café y té solubles(instantáneos)
-Extracciónde aceitesde semillasoleaginosas-Extracciónde componentes,talescomo:

8. PigmentosAceitesesenciales
PectinaGomas(carragenina,gomaguar, gomaxantano)
VitaminasColágeno( obtención de gelatina)2) Extracciónde componentesnodeseados
CafeínaLactosa Colesterol Grasa
Lavado de alimentos

9. LIXIVIACIÓN: ACEITE DE LINAZA
La linaza es la semilla de la planta Linum usitatissimum (lino). Es usada para consumo humano, por ejemplo
en infusiones.Dela semilla seextraeel aceite de linaza,el cual es rico en ácidos grasosdelas series Omega
3, Omega 6, y Omega 9. Este aceite es usado además en la industria cosmética,en la fabricación del linóleo y
en la dilución para pintura detelas.La calidad deeste varía tanto con la calidad dela materia prima
empleada como con los procesos de prensado empleados para su extracción.Se pueden diferenciar
básicamenteel aceite obtenido en frío, de mayor calidad,del obtenido con ayuda de temperatura. La
calidad varíadediversos factores,entre ellos el contenido de mucílagos.
La composición química dela linaza se recogeen la tabla 1.No obstante, hay que señalar queesta
composición depende de factores como la variedad,la zona deproducción,la época en que se cultiva,etc.
Tabla 1. Composición química delas semillasdelinaza,referida a 100 gde producto (AGS: ácidos grasos
saturados;AGM: ácidos grasosmonoinsaturados;AGP: ácidos grasospoliinsaturados)2 ,3
Energía (kcal/kJ)
Grasas
(g)
AGS
(g)
AGM
(g)
AGP
(g)
Proteínas
(g)
Carbohidratos
(g)
Fibra
(g)
Magnesio
(mg)
Calcio
(mg)
492-699 / 2.059
34,0-
47,8
3,2 6,9 22,4 19,5-23,7 34,3
25,8-
27,9
362 199
El aceitede linaza está formado predominantemente por ácidos grasos insaturados(más del 80%, ver tabla
2). Entre estos ácidos grasosinsaturados setienen los ácidos grasos oléico (omega 9), linoléico (omega 6) y
el α-linolénico (omega 3).
Tabla 2. Composición del aceitede linaza,expresada como g sobre100 g de producto.4 ,3
ácidos grasos
saturados
ácidos grasos
monoinsaturados
ácidos grasos
poliinsaturados
Mirístico Palmítico esteárico palmitoleico oleico linoleico α-linolenico
0 1,8-5,3 1,4-4,1 0 20,1-27,7 12,7-22,4 53,3-57,3
Mediante tratamientos tecnológicos pueden modificarseestos contenidos en ácidos grasos poliinsaturados,
de tal manera que el contenido de ácido α-linolénico seincrementa hasta más del 85%.5

10. LIXIVIACIÓN:ACEITE DE LINAZA
Para la extracciónde aceitesvegetales se utilizadiferentessolventescomoesel casode hexano,
acetonay éter, para la extracciónporlixiviación existendossistemasde lixiviaciónde unaetapas
y de múltiplesetapas.El primerose utilizaparalosextractosvegetales,como los pigmentosde
hortalizas deshidratadas(véase el %de humedady% del pigmento) conalcohol iso-propílico.El
segundoloutilizaremosparalaextracciónde aceitesde semillas.
La linazaeslasemillade laplantade linola cual tienen una estructura celular, los productos
naturales que se van a lixiviar a partir de estos materiales se encuentran generalmente dentro de las
células. Si las paredes celulares permanecen intactas después de la exposición a un disolvente
adecuado, entonces en la acción de lixiviación interviene la ósmosis del soluto a través de las paredes
celulares. Éste puede ser un proceso lento. Sin embargo, moler el material lo suficientemente pequeño
como para liberar el contenido de las células es poco práctico y algunas veces indeseable.
Preparación del sólido (semilla delino):
Para la obtención del aceite de linaza primeramente debe dejarse secar la semilla de lino, para así
poder comenzar el proceso triturando la semilla ya que la trituración y molienda de estos sólidos
acelerará bastante la acción de lixiviación, porque las porciones solubles son entonces más accesibles al
disolvente y tienen una mayor área superficial para la transferencia de masa además del prensado
(proceso de secado, triturado y prensado son operaciones preliminares para la extracción de aceites
vegetales de semillas.)
Velocidad deextracción
La velocidad de extracción es afectada por los siguientes factores:
 Temperatura
 Concentración del solvente
 Tamaño de las partículas
 Porosidad
 Agitación
Para la obtención de aceite de linaza se utiliza como solvente hexano/ciclohexano puro o recuperado
no menor al 90- 97% (de 10 a 3% de aceite)
Para la lixiviación de múltiples etapas se hará un balance con el fin de obtener la velocidad (kg/h),
composiciones de las corrientes de entrada y salida del sistema, el número de etapas requeridas en el
sistema y la concentración de aceite en cada una de las etapas del sistema.

11. EJEMPLO:
Se utiliza un sistema de Lixiviación de múltiples etapas a contra corriente para la extracción de aceite
de semillas de lino, para la obtención de aceitede linaza.
La materia prima es semilla de lino (previamente seca, triturada y prensada) para la extracción de
aceite de linaza que entra en el sistema a una Velocidad de 1500 kg/h y posee 18% de aceitey 4% de
humedad.
Como solvente se usa ciclohexano al 97% de pureza (3% de aceite)
El extracto obtenido deberá contener 40% de aceite, la semilla de salida no debe contener más del 2%
de aceite y el residuo que sale en cada etapa contiene 30% de la solución solvente-soluto.
DETERMINAR:
a) El número de etapas requeridas
b) La composición y la velocidad de corrientes de entrada y salida del sistema}
c) La concentración de aceiteen cada una de las etapas.
SOLUCIÓN:
FLUJOS (CORRIENTES) COMPONENTES
F= Alimentación=1500 kg/h
(XFC)1=0.18
(XFA)1=0
(XFB)1=0.82
C= Soluto Aceite
1500kg/h, 18% aceite,4% humedad
S= Solvente
(XSC)n+1=0.03
(XSA)n+1=0.97
A= Solvente Ciclohexano
97% pureza 3% aceite
E= Extracto
(XEC)n+1=0.40
(XEA)n+1=0.60
B= Materiainerte
Todo excepto:C=AceiteyA=Ciclohexano
W= Residuo
(XWC)n+1=0.01
(XWA)n+1=0.29
(XWB)n+1=0.70

12. METODO TRIANGULORECTANGULO
1) Se traza un triangulo rectángulo dando valores a los ejes de A y C
2) Con XEC y/o XCA se localiza el punto E sobre la hipotenusa
3) Se traza una línea de E-B y se le da valores de (XEB-0)
4) Con XWB se traza la línea W paralela a la hipotenusa
5) Se leen los valores de XWC2 y XWA2 correspondientes si el valor de XWC2 > XWC deseados
continuar con 6)
6) Se localiza el punto Δ con la intersección de las líneas 1 y 2:
Línea 1 XFC1 ---- XEC1 ,
Línea 2 XSan+1----- XWCn+1
7) Se localiza el punto E (E2) XEC2 y XEA2 con la intersección de A con XWC2
8) Se traza una nueva línea E2-B y se lee el valor de XWC3
9) Si el valor de XWC3 > XWC deseado, repetir los pasos 7 y 8 hasta obtener el valor buscado.

13. Se requieren 4 etapas:
1° Etapa (XEC)1 =0.40 (XEC)1 =0.12
2° Etapa (XEC)2 =0.22 (XEC)2 =0.07
3° Etapa (XEC)3 =0.09 (XEC)3 =0.03
4° Etapa (XEC)4 =0.25 (XEC)4 =0.001
BALANCE GLOBAL DE MASA:
F + S = E + W (1)
F + S = (1500 kg/h) + W
BALANCES POR COMPONENTES:
Componente C= Soluto= aceite
F( XFC)1 + S (XSC)n+1= E (XEC)1 + W(XWC) + 1 (2)
1500(.18) + S(.03)= E (.40) + W(.01)
Componente A= Solvente= Ciclohexano
F( XFA)1 + S (XSA)n+1= E (XEA)1 + W(XWA)n+1 + 1 (3)
1500(0) + S(.97)= E (.60) + W(.29)
Componente B= Materia Inerte= Todo – A y C
F( XFB)1 = W(XWB)n+1 + 1 (3)
1500(.82) = W(.70)
W=
1500 𝑘𝑔/ℎ(.82)
.70
= 1757.143 kg/h
En (3)
S(.97)= E (.60) + W(.29)
S(.97)= E (.60) + (1757.143)(.29)
S(.97)= E (.60) + 509.57 kg/h
De (1)
S = E + W – F
S = E + (1757.14 – 1500)kh/h *
S = E + 257.14kh/h

14. Sustituimos (1) en (3)
S(.97)= E (.60) + 509.57 kg/h
(E + 257.14kh/h )(.97)= E (.60) + 509.57 kg/h
E (.97)+ (249.42kh/h )= E (.60) + 509.57 kg/h
E (.97)- E (.60) = 509.57 kg/h - 249.42kh/h
(.37)E = 260.14kh/h
E=
260.14kh/h
.37
E= 703.08 kg/h
De *
S = E + 1757.14 – 1500)kh/h *
S = 703.08 + 1757.14 – 1500)kh/h
S= 960.22 kg/h
COPROBACIÓN
S=E+W-F
S+F=E+W
(960+ 1500)kg/h = (703 +1757) kg/h
2450 kg/h = 2450 kg/h
FLUJOS (CORRIENTES) COMPONENTES
F= Alimentación=1500 kg/h
(XFC)1=0.18
(XFA)1=0
(XFB)1=0.82
C= Soluto Aceite
1500kg/h, 18% aceite,4% humedad
S= Solvente=960.24 kg/h
(XSC)n+1=0.03
(XSA)n+1=0.97
A= Solvente Ciclohexano
97% pureza 3% aceite
E= Extracto =703.1 kg/h
(XEC)n+1=0.40
(XEA)n+1=0.60
B= Materiainerte
Todo excepto:C=AceiteyA=Ciclohexano
W= Residuo=1757.14 kg/h
(XWC)n+1=0.01
(XWA)n+1=0.29
(XWB)n+1=0.70

15. BALANCE DE SOLUTO (ACEITE) POR ETAPA:
ETAPA XFC XSC XEC XWC
1 (1) .18 (2) .22 (1) .40 (2) .12
2 (2) .12 (3) .09 (2) .22 (3) .07
3 (3) .07 (4) .025 (3) .09 (4) .03
4 (4) .03 (5) .03 (4) .025 (5) .01