Pregunta: Una droga (D) se produce en una extracción en tres etapas de las hojas de una planta tropical. Se requieren alrededor de 1000 kg de hoja para producir 1 kg de la droga. El disolvente de extracción (S) es una mezcla que contiene 16,5% en peso de etanol (E) y el resto agua (W). Se lleva a cabo el siguiente proceso para extraer el fármaco y recuperar el

Una droga (D) se produce en una extracción en tres etapas de las hojas de una planta tropical. Se requieren alrededor de 1000 kg de hoja para producir 1 kg de la droga. El disolvente de extracción (S) es una mezcla que contiene 16,5% en peso de etanol (E) y el resto agua (W). Se lleva a cabo el siguiente proceso para extraer el fármaco y recuperar el disolvente.

1. Un tanque de mezcla se carga con 3300 kg de S y 620 kg de hoja. El contenido del mezclador se agita durante varias horas, durante las cuales una parte del medicamento contenido en la hoja se disuelve. A continuación, el contenido de la mezcladora se descarga a través de un filtro. El filtrado líquido, que transporta aproximadamente el 1 % de la hoja alimentada al mezclador, se bombea a un tanque de retención y la torta sólida (hoja gastada y líquido arrastrado) se envía a un segundo mezclador. El líquido arrastrado tiene la misma composición que el filtrado y una masa igual al 15% de la masa de líquido cargado en el mezclador. El fármaco extraído tiene un efecto insignificante sobre la masa total y el volumen de la hoja gastada y el filtrado.

2. El segundo mezclador se carga con la hoja usada del primer mezclador y con el filtrado del lote anterior en el tercer mezclador. La hoja se extrae durante varias horas más y luego el contenido de la mezcladora se descarga a un segundo filtro. El filtrado, que contiene el 1 % de la hoja alimentada al segundo mezclador, se bombea al mismo tanque de retención que recibió el filtrado del primer mezclador, y la torta sólida (hoja usada y líquido arrastrado) se envía al tercer tanque. mezclador. La masa de líquido arrastrado es el 15% de la masa de líquido cargada en el segundo mezclador.

3. El tercer mezclador se carga con la hoja usada del segundo mezclador y con 2720 kg de disolvente S. El contenido del mezclador se filtra; el filtrado, que contiene 1% de la hoja alimentada al tercer mezclador, se recicla al segundo mezclador; y se desecha la torta sólida. Como antes, la masa del líquido arrastrado en la torta sólida es el 15 % de la masa del líquido cargado en la mezcladora.

4. El contenido del tanque de almacenamiento de filtrado se filtra para eliminar las hojas usadas arrastradas y la torta húmeda se prensa para recuperar el líquido arrastrado, que se combina con el filtrado. Queda una cantidad insignificante de líquido en la torta húmeda. El filtrado, que contiene D, E y W, se bombea a una unidad de extracción (otro mezclador).

5. En la unidad de extracción, la solución de alcohol-agua-fármaco se pone en contacto con otro disolvente F, que es casi, pero no completamente, inmiscible con etanol y agua. Esencialmente, todo el fármaco D se extrae en el segundo disolvente, del que finalmente se separa mediante un proceso que no tiene importancia en este problema. Algo de etanol pero nada de agua también está contenido en el extracto. La solución de la que se ha extraído el fármaco (el refinado) contiene 13 % en peso de E, 1,5 % de F y 85,5 % de peso. Se alimenta a una columna de extracción para recuperar el etanol.

6. Las alimentaciones a la columna de extracción son la solución que se acaba de describir y vapor. Las dos corrientes se alimentan en una proporción tal que la corriente de producto superior de la columna contiene 20,0 % en peso de E y 2,6 % de F, y la corriente de producto inferior contiene 1,3 % en peso de E y el resto W.

Dibuje y etiquete un diagrama de flujo del proceso y calcule las masas de los componentes del tanque de retención de filtrado, las masas de los componentes D y E en la corriente de extracción que sale de la unidad de extracción, la masa de vapor alimentada a la columna de extracción y la masas de los productos de cabeza y cola de la columna.