Unidad mezcladora-sedimentadora
Un mezclador-sedimentador es un aparato industrial estándar para la extracción líquido-líquido. Consta de una cámara de mezcla, donde un impulsor dispersa las dos fases inmiscibles para facilitar la transferencia de masa, seguida de una cámara de sedimentación, donde las fases se separan por gravedad. Estas unidades suelen estar dispuestas en serie para formar una cascada multietapa a contracorriente que permite separaciones de alta eficiencia.
El mezclador-sedimentador es fundamental en la extracción industrial líquido-líquido gracias a su diseño sencillo, fiabilidad y escalabilidad. Cada unidad funciona como una etapa de equilibrio discreta. En el mezclador, un impulsor motorizado proporciona la energía necesaria para fragmentar la fase dispersa en finas gotas, creando una amplia área interfacial esencial para la rápida transferencia de masa del soluto. El diseño del impulsor y la intensidad de la mezcla son fundamentales; una mezcla insuficiente ralentiza la extracción, mientras que una mezcla excesiva puede crear una emulsión estable difícil de separar en el sedimentador.
Tras la mezcla, la dispersión fluye hacia un sedimentador de reposo, mucho más grande. Aquí, por efecto de la gravedad, las gotas de la fase dispersa se fusionan y se separan en una capa diferenciada de la fase continua. El rendimiento del sedimentador depende de la diferencia de densidad entre las fases, su tensión interfacial y la viscosidad de la fase continua. Normalmente, se utilizan vertederos a la salida del sedimentador para controlar el nivel de la interfase y descargar por separado las fases ligera (extracto) y pesada (refinado). Para separaciones complejas que requieren muchas etapas teóricas, se conectan varias unidades mezcladoras-sedimentadoras en contracorriente. En esta configuración, la solución de alimentación y el disolvente de extracción fluyen en direcciones opuestas a través de la cascada, maximizando la fuerza impulsora de la concentración y la eficiencia general de la separación. A pesar de su gran tamaño y su importante inventario de líquido, las mezcladoras-sedimentadoras siguen siendo populares para procesos con cinética lenta y altos requisitos de rendimiento.
UNESCO Nomenclature: 3305
- Ingeniería química
Precursores
- embudo de separación de laboratorio básico
- Tanques de mezcla industriales y estanques de sedimentación
- Comprensión de la dinámica de fluidos y la coalescencia de gotas.
- Desarrollo de conceptos de procesamiento multietapa a partir de la destilación
Aplicaciones
- Extracción de cobre a gran escala en la industria minera
- reprocesamiento de combustible nuclear (por ejemplo, en el proceso PUREX)
- producción de ácido fosfórico
- Industria petroquímica para la separación de hidrocarburos aromáticos y alifáticos
- fabricación farmacéutica a gran escala
Ideas para posibles innovaciones
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