Propuesta de Práctica de Extracción Líquida

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
 
 
 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA 
E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
 
 
PROPUESTA DE UNA PRÁCTICA DE EXTRACCIÓN 
LÍQUIDA EN UNA ETAPA PARA EL LABORATORIO DE 
INTRODUCCIÓN A LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN 
 
 
T E S I S 
 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
INGENIERO QUÍMICO INDUSTRIAL 
 
 
P R E S E N T A 
 
 
IRENE CASILLAS NAVARRETE 
 
 
DIRECTORA DE TESIS: 
 
 
M. EN C. NORA ARGELIA TAFOYA MEDINA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 MÉXICO, D.F. JUNIO DE 2014 
…el amor se prueba con hechos, no con palabras.- Carlos Fuentes, Las 
buenas conciencias. 
Testimonio de ello es este trabajo concluido con el apoyo incondicional y ternura 
de mi madre, mi amado padre, mis indispensables hermanos, mis necesarios 
familiares y de mi cariñosa Lucy. 
…¿Qué no conseguirá el hombre cuando desea una cosa?.- Herman 
Melville, Moby-Dick. 
Al Instituto Politécnico Nacional. 
A la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas. 
A la Academia de Operaciones Unitarias. 
A todos los profesores que me dieron apoyo y oposición desde el inicio de mis 
estudios hasta el final de este trabajo. 
A mi asesora y amiga, M. C. Nora Argelia Tafoya Medina. 
…que es grandísimo el riesgo a que se pone el que imprime un libro, 
siendo de toda imposibilidad imposible componerlo tal, que satisfaga y 
contente a todos los que lo leyeren.- Cervantes, Don Quijote. 
Gracias Raúl. 
 
 
 
 
http://es.wikipedia.org/wiki/Herman_Melville
http://es.wikipedia.org/wiki/Herman_Melville
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
Í N D I C E 
 PÁGINA 
OBJETIVOS 
RESUMEN 
INTRODUCCIÓN 
CAPÍTULO I: GENERALIDADES 1 
1.1.- Conceptos teóricos sobre Extracción Líquido-Líquido 1 
1.1.1.- Uso de la Extracción Líquido-Líquido, ejemplo industrial 2 
1.1.2.- Definiciones 6 
1.1.3.- Campos de utilidad 8 
1.2.- Equilibrio de Fases 9 
1.2.1.- Coeficientes de distribución 9 
1.3.- Representación del Diagrama Ternario 11 
1.3.1.- Sistemas ternarios de interés en la Extracción Líquido-
Líquido 
12 
1.3.2.- Correlación de las líneas de operación para sistemas 
ternarios 
15 
1.3.2.1.- Interpolación y extrapolación de los datos de líneas de 
operación 
15 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
1.3.2.2.- Interpolación gráfica en el diagrama triangular 15 
1.4.- Construcción del diagrama triangular o de fases 17 
1.5.- Elección del disolvente 21 
1.6.- Recuperación del disolvente 25 
1.7.- Equipos de Extracción Líquido-Líquido 26 
CAPÍTULO II: EXPERIMENTACIÓN 50 
2.1.- Desarrollo experimental a escala laboratorio 50 
2.1.1.- Material, equipo y sustancias 50 
2.1.2.- Desarrollo experimental 51 
2.2.- Datos obtenidos de la experimentación 54 
CAPÍTULO III: CÁLCULOS 55 
3.1.- Secuencia de cálculos de la Extracción Líquido-Líquido 55 
3.1.1.- Puntos de los productos y sus composiciones 66 
3.1.2.- Resultados finales 78 
3.2.- Gráficas de operaciones 84 
3.2.1.- Lectura de las Gráficas de operaciones 91 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
CAPÍTULO IV: ANÁLISIS DE RESULTADOS 96 
4.1.- Índice de Refracción 96 
4.2.- Desarrollo experimental de sustancias puras 97 
4.2.1.- Materia, equipo y sustancias 97 
4.2.2.- Desarrollo experimental 99 
4.3.- Secuencia de cálculos de sustancias puras 101 
4.4.- Gráficas de operaciones 106 
4.5.- Método analítico de las muestras de Extracción Líquido-
Líquido 
108 
CAPÍTULO V: PROPUESTA DE PRÁCTICA DE EXTRACCIÓN 
LÍQUIDO-LÍQUIDO 
118 
CONCLUSIONES 157 
FUENTES CONSULTADAS 
ANEXOS 
 
 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 PÁGINA 
Figura 1.- Extracción con disolvente del Ácido Acético en Agua. 
Figura 2.- Extracción con flujos cruzados. 7 
Figura 3.- Extracción con flujos en contracorriente. 7 
Figura 4.- Extracción fraccionaria. 7 
Figura 5a.- Diagrama de equilibrio líquido-líquido del sistema 
Etilenglicol, Furfural y Agua. 
11 
Figura 6.- Tipos comunes de sistemas ternarios: (a) Tipo I, un par 
inmiscible; (b) Tipo II, dos pares inmiscibles. 
12 
Figura 7.- Efecto de la temperatura en los equilibrios ternarios. 14 
Figura 8.- Uso de las curvas conjugadas para interpolar las líneas de 
ataduras: (a) Método de International Critical Tables. (b) Método de 
T.K. Sherwood. 
16 
Figura 9.- Curvas de distribución. 17 
Figura 10.- Parte externa de un diagrama ternario. 18 
Figura 11.- Cuadrícula del diagrama ternario. 19 
Figura 12.- Ejemplo de la lectura del diagrama de fases, para nuestro 
sistema será de Etanol. 
19 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
Figura 13.- Ejemplo de la lectura del diagrama de fases, para nuestro 
sistema será del Agua. 
20 
Figura 14.- Ejemplo de la lectura del diagrama de fases, para nuestro 
sistema será del Ciclohexano. 
20 
Figura 15.- Extracción selectiva de B, de C, por medio del disolvente 
A. 
21 
Figura 16.- Efecto de la solubilidad del disolvente sobre la extracción. 23 
Figura 17.- Tanques de mezcla y tabiques. 30 
Figura 18.- Agitador en compartimientos para operación continua. 30 
Figura 19.- Impulsores para la mezcla. 
Figura 20.- Columna de chorro acodado con orificios. 33 
Figura 21.- Mezclador de crudos Duo-Sol. 33 
Figura 22.- Mezclador con inyector. 34 
Figura 23.- Mezclador con inyector. 35 
Figura 24.- Boquillas de mezcla. 36 
Figura 25.- Mezcladores con orificios. 36 
Figura 26.- Mezclador agitado. 37 
Figuras 27.- Sedimentador por gravedad. 38 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
Figura 28.- Ciclón. 39 
Figura 29.- Torre de riego. 41 
Figura 30.- Torres con tabique: (a) flujo de lado a lado; (b) flujo de 
centro a centro; (c) flujo de centro a lado. 
42 
Figura 31.- Extractor de placas perforadas dispuesto para dispersión 
del líquido ligero. 
43 
Figura 32.- Extractor anular rotatorio. 44 
Figura 33.- Extractor de contacto de discos rotatorios (RDC). 45 
Figura 34.- Extractor Mixco Lightnin CMContactor. 46 
Figura 35.- Aparatos para pulsación. 47 
Figura 36.- Extractor centrífugo de Podbielniak. 49 
Figura 37.- Refracción. 96 
Figura 38.- Refracción, rayo de luz que incide en un cuerpo de agua. 97 
Figura 39.- Refracción, rayo de luz que sale del agua y entra en el 
aire. 
97 
Figura 40.- Sistema de embudos en serie. Conclusiones 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
 PÁGINA 
Tabla 1.- Procesos representativos de la Industria de Extracción Líquido-
Líquido. 
4 
Tabla 2.- Características de los mezcladores sedimentadores. 2 
Tabla 3.- Volúmenes de las muestras a experimentar. 53 
Tabla 4.- Resultados de los Índices de Refracción de las muestras a 
experimentar. 
54 
Tabla 5.- Valores finales de las mezclas ternarias. Concentración masa. 78 
Tabla 6.- Valores finales de las mezclas ternarias. Concentración moles. 
Tabla 7.- Composiciones de RN y E1 de cada muestra leídos de los 
Diagrama Ternarios y resultados de los balances de masa. 
91 
Tabla 8.- Volúmenes de las muestras a experimentar. 99 
Tabla 9.- Resultados de los Índice de refracción. 100 
Tabla 10.- Valores experimentales de los sistemas ternarios. 108 
Tabla 11.- Resultados de lecturas en % Masa de Gráfica 9 y Gráfica 10. 111 
Tabla 12.- Comparación de % Masa, teórico vs % Masa, experimental 116 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
ÍNDICE DE ECUACIONES 
 PÁGINA 
Ecuación (1) 9 
Ecuación (2) 10 
Ecuación (3) 10 
Ecuación (4) 10 
Ecuación (5) 22 
Ecuación (6) 55 
Ecuación (7) 57 
Ecuación (8) 60 
Ecuación (9) 60 
Ecuación (10) 63 
Ecuación (11) 66 
Ecuación (12) 66 
Ecuación (13) 78 
Ecuación (14) 93 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
Ecuación (15) 93 
Ecuación (16) 101 
 
ÍNDICE DE GRÁFICAS 
 PÁGINA 
Gráfica 1.- Gráfica Ternaria para la Muestra 1. 85 
Gráfica 2.- Gráfica Ternaria para la Muestra 2. 86 
Gráfica 3.- Gráfica Ternaria para la Muestra 3. 87 
Gráfica 4.- Gráfica Ternaria para la Muestra 4. 88 
CAPÍTULO 5 Gráfica 5.- Gráfica Ternaria para la Muestra 5. 89Gráfica 6.- Gráfica Ternaria para la Muestra 6. 90 
Gráfica 7.- Valores Índice de Refracción vs %masa de sustancias puras fase 
acuosa. 
106 
Gráfica 8.- Valores Índice de Refracción vs %masa de sustancias puras fase 
orgánica. 
107 
Gráfica 9.- Valores Índice de Refracción de la Mezcla Ternaria, Fase Acuosa. 110 
Gráfica 10.- Valores Índice de Refracción de la Mezcla Ternaria, Fase Orgánica. 110 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
O B J E T I V O S 
1.- Establecer el procedimiento para el desarrollo de una práctica del Laboratorio 
de Operaciones de Separación, constituido por la Extracción Líquido-Líquido en 
una etapa, las lecturas de Índice de Refracción de las fases extraídas y la 
comparación de los valores de extracción teóricos con los experimentales, para 
observar la modificación de las composición de las soluciones y mezclas 
mediante métodos de transferencia de masa. 
2.- Demostrar la Extracción Líquido-Líquido, mediante el método analítico y la 
elaboración de gráficas del Índice de Refracción con las soluciones Etanol-Agua 
y Etanol-Ciclohexano, para realizar operaciones de transferencias de masa, 
rápidas y fáciles. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
R E S U M E N 
En este trabajo se presenta una propuesta de práctica experimental para la 
Unidad de Aprendizaje (UA), Introducción a los Procesos de Separación, que se 
imparte en la Academia de Operaciones Unitarias de la Escuela Superior de 
Ingeniería Química e Industrias Extractivas del Instituto Politécnico Nacional. 
En dicha práctica se estudia la extracción líquida en una etapa de una mezcla 
etanol-agua, utilizando como solvente de extracción al ciclohexano. Para 
estudiar el comportamiento que tendrá dicho sistema ternario, se proponen seis 
mezclas a diferentes concentraciones de etanol (16-76% masa). A partir de ello 
se determinó con la ayuda de los diagramas ternarios de equilibrio, las 
concentraciones y cantidades de cada una de las especies en los puntos de 
mezcla, extracto y refinado. 
La cuantificación de las especies, tanto en la alimentación como en los 
productos, se llevó a cabo a través del índice de refracción, que guarda una 
relación directa con la composición química de los compuestos. Los resultados 
obtenidos en la experimentación fueron contrastados con los obtenidos a través 
del diagrama ternario de equilibrio. 
De las seis muestras que se trabajaron, se determinó que las muestras tres y 
seis, no se puede llevar acabo su lectura de % masa en la gráficas de I.R, 
debido a que los valores de I.R. de extracción en dichas muestras se salen de 
las gráficas de I.R., lo que impide su lectura y por lo tanto, no se puede realizar 
la comparación con los valores obtenidos teóricamente. Sin embargo, no se 
deben descartar dichas extracciones de la práctica, ya que esta dificultad 
permite analizar y deducir el comportamiento de dichas muestras; con ello 
orientar a los estudiantes para que elaboren conclusiones y recomendaciones 
sobre la práctica realizada. 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
I N T R O D U C C I Ó N 
Recientemente se ha llevado a cabo el rediseño curricular en todas las carreras 
que ofrece el Instituto Politécnico Nacional (IPN). Las unidades de aprendizaje 
de Operaciones Unitarias no han sido la excepción y se han introducido nuevos 
temas, tal es el caso de la unidad de aprendizaje (UA) de Introducción a los 
Procesos de Separación, donde se contempla el tema de Extracción Líquida en 
una etapa; dado que dicha UA es del tipo teórico-práctica, el laboratorio 
correspondiente debe incluir una práctica experimental de dicha operación 
unitaria. De acuerdo al Modelo Educativo Institucional, se requiere mejorar la 
calidad de la educación centrándose en el aprendizaje del alumno. De aquí la 
necesidad de llevar a cabo la reestructuración de planes y programas de 
estudio, lo cual incluye la generación de nuevas prácticas de laboratorio para 
complementar lo que se aprende en la parte teórica de las unidades de 
aprendizaje. 
Actualmente, en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Escuela Superior 
de Ingeniería Química e Industrias Extractivas no se llevan a cabo prácticas de 
extracción líquida, pero ante la inclusión de este tema en la parte teórica de los 
cursos de operaciones de separación se tiene la necesidad de generar prácticas 
de laboratorio donde se estudie dicho fenómeno desde el punto de vista de la 
termodinámica y el balance de materia a nivel macroscópico. 
Derivado de esta situación, se desprende el presente trabajo, donde se propone 
una práctica experimental de extracción líquida en una etapa, parcial y 
completamente inmiscibles. 
Para ello se inicia con la revisión de la teoría que comprende identificar la 
nomenclatura del proceso de extracción y de los puntos a ubicar en el diagrama 
triangular, así como entender el trazo de interpolación gráfica de dicho diagrama. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
Después se aborda la experimentación, detallando la especificación de evitar, a 
toda costa, la contaminación de muestras por uso inapropiado de los materiales 
y sustancias a experimentar. 
Complemento de la experimentación se especifican los cálculos, los cuales se 
realizaron cuidando no cometer errores en las conversiones de concentraciones 
de las muestras a experimentar; es decir, utilizar correctamente las unidades 
necesarias para cada compuesto, tanto para concentración masa como para 
concentración mol. 
Con todo lo anterior se realiza el análisis de resultados, haciendo referencia a 
las aplicaciones del método analítico, Índice de Refracción. Construcción de las 
gráficas correspondientes e interpretación de los valores obtenidos. 
Por último, en las conclusiones se expresa lo logrado, la extracción óptima de 
las muestras propuestas para poderse utilizar con fines académicos. Lo 
pendiente, para facilitar y mejorar la extracción líquido-líquido adquirir materiales 
más adecuados y modificar la experimentación a escala laboratorio a escala 
piloto. 
Se espera que el presente trabajo contribuya para llevar a cabo más prácticas 
de extracción líquida en una etapa, múltiple etapa y de contacto continuo, con el 
diseño correspondiente de los equipos a nivel piloto que se utilizarán para dichos 
fines; por tal razón se agrega la lista de las fuentes consultadas; en los anexos, 
datos estequiométricos de las sustancias a experimentar y diferentes tablas 
(imágenes, fórmulas, gráficas y ecuaciones). 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 1 
C A P Í T U L O I 
GENERALIDADES 
1.1.- CONCEPTOS TEÓRICOS SOBRE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO. 
La extracción líquido-líquido es un proceso para separar componentes en 
solución por su distribución entre dos fases líquidas inmiscibles. En la extracción 
líquido-líquido, una alimentación líquida de dos o más componentes se pone en 
contacto con una segunda fase líquida, llamada disolvente, que tiene mayor 
afinidad por uno de ellos, siendo la característica que permite la separación. Por 
lo tanto, el disolvente incorpora parcialmente ciertas especies de la alimentación 
líquida, efectuando al menos una separación parcial de los componentes de la 
alimentación. 
El disolvente puede ser un compuesto puro o una mezcla. Si la alimentación es 
una solución acuosa, se utiliza un disolvente orgánico, y si la alimentación es 
orgánico, el disolvente es a menudo el agua. 
La extracción se ha practicado desde la época de los Romanos, utilizaban plomo 
fundido para separar el oro y la plata del cobre fundido por extracción. Esto fue 
seguido por el descubrimiento de que el azufre podría disolver selectivamente la 
plata de una aleación con oro. Sin embargo, no fue hasta la década de 1930 que 
L. Edeleanu inventó el primer proceso de extracción a gran escala, se trato de la 
eliminación de compuestos aromáticos y azufre del queroseno líquido utilizandodióxido de azufre líquido de 10 a 20 º F. Esto dio lugar a un queroseno de 
combustión más limpia. 
La extracción líquido-líquido ha crecido en importancia desde entonces, debido a 
la demanda de los productos sensibles a la temperatura, los requisitos de mayor 
pureza, mejor equipo, y es un método usado con frecuencia en bioseparaciones. 
Este trabajo cubre la extracción líquido-líquido más simple, que implica sólo un 
sistema ternario, consiste en: alimentación de miscibles (C) y el soluto (A), más 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 2 
el disolvente (S), un compuesto puro. Los componentes C y S no son solubles, 
pero el soluto A es completa o parcialmente soluble en S. Durante la extracción, 
la transferencia de masa de A desde la alimentación a la del disolvente se 
produce: con menos transferencia de C al disolvente, o S para la alimentación. 
La transferencia completa de A al disolvente rara vez se logra en sólo una etapa. 
1.1.1.- USO DE LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO, EJEMPLO INDUSTRIAL. 
Aquí manejaremos un ejemplo de extracción líquido-líquido eficaz, desde el 
punto de vista de costos, ya que incluye la recuperación del ácido acético en 
agua utilizando éter etílico o acetato de etilo, Figura 1. El disolvente se recupera 
por destilación y el refinado se desolvata mediante separación con vapor. Para 
lograr un consumo reducido de energía, el disolvente de extracción podría tener 
una temperatura o punto de ebullición mas elevado que el soluto; sin embargo, 
una acumulación de componentes pesados en el disolvente recirculado puede 
crear otros problemas. 
Cuando una solución de ácido acético en agua se agita con acetato de etilo, 
parte del ácido, pero relativamente poca agua, entrará en la fase éster. Puesto 
que las densidades de la capa acuosa y la del éster son diferentes en el 
equilibrio, se separarán al cesar la agitación o por decantación. Puesto que 
ahora la relación de ácido a agua en la capa de éster es diferente de la relación 
de la solución original y distinta también de la relación de la solución acuosa 
residual, se ha logrado cierto grado de separación. La utilización del reflujo, 
como en la destilación (llama rectificación), puede mejorar más aún la 
separación final. 
 
 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.- Extracción con disolvente del Ácido Acético en Agua.1 
La industria del petróleo representa la aplicación de mayor volumen para la 
extracción líquido-líquido. A finales de 1960, más de 100 000 m3/día de materias 
primas líquidas se estaban procesando. Los procedimientos de extracción son 
muy adecuadas para la industria del petróleo debido a la necesidad de separar 
líquidos sensibles al calor según el tipo de producto químico (alifático, aromático, 
nafténico) en lugar del peso molecular o la presión de vapor. La Tabla 1 
enumera algunos procesos representativos de la industria de extracción. Existen 
otras aplicaciones en la industria de la bioquímica, incluyendo la separación de 
los antibióticos y la recuperación de proteínas a partir de sustratos naturales, en 
la industria química inorgánica, donde se necesita recuperar a partir de 
soluciones acuosas los constituyentes de alto punto de ebullición tales como 
ácido fosfórico, ácido bórico e hidróxido de sodio. 
 
 
1 Robert H. Perry & Don W. Green. (2001) Operaciones de Extracción Líquido-Líquido. En Manual del Ingeniero 
Químico. (pp. 5-15). Madrid: McGraw.Hill. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 4 
En general, se prefiere la extracción más que destilación para: 
1-. Disolventes o sustancias inorgánicas complejas en soluciones orgánicas o 
acuosas. 
2.- Cuando exista alguna impureza en un agua residual, puede ser más 
económica que la destilación o que la separación con arrastre de vapor. 
3-. Recuperación de materiales sensibles al calor, donde la extracción puede ser 
menos costosa que la destilación al vacío. 
4-. Separación de mezclas según el tipo de producto químico en lugar de su 
volatilidad relativa. 
5.- Cuando la destilación es impracticable o demasiado costosa. 
La clave para un proceso de extracción efectiva es un disolvente adecuado. 
Además de ser estable, no tóxico, barato y fácilmente recuperable, un disolvente 
debe ser relativamente inmiscible con otros componentes de la alimentación que 
el soluto, y tienen una densidad diferente de la alimentación para facilitar la 
separación de fases por gravedad. 
Tabla 1.- Procesos representativos de la Industria de Extracción Líquido-Líquido. 
Soluto 
(A) 
Acarreador 
(C) 
Solvente 
 (S) 
Ácido Acético Agua Acetato de etilo 
Ácido Acético Agua Acetato de isopropilo 
Amoníaco Butenos Agua 
Aromáticos Parafinas Dietilenglicol 
Aromáticos Parafinas Furfural 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 5 
Aromáticos Queroseno Dióxido de azufre 
Aromáticos Parafinas Dióxido de azufre 
Asfáltenos Aceite de hidrocarburo Furfural 
Ácido Benzoico Agua Benceno 
Ácidos grasos Aceite Propano 
Formaldehído Agua Éter isopropílico 
Ácido fórmico Agua Tetrahidrofurano 
Glicerol Agua Alcoholes 
Naftenos Aceite destilado Nitrobenceno 
Naftenos aromáticos Aceite destilado Fenol 
Fenol Agua Benceno 
Fenol Agua Cloro benceno 
Vainilla Licores oxidados Tolueno 
Vitamina A Aceite de hígado de pescado Propano 
Vitamina E Aceite vegetable Propano 
Agua Metil etil cetona Cloruro de calcio 
Etanol Agua Ciclohexano 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 6 
1.1.2.- DEFINICIONES. La alimentación a un proceso de extracción líquido-
líquido es la disolución que contiene los componentes a ser separados. El 
componente líquido principal en la corriente de alimentación se conoce como el 
disolvente de la alimentación. Los componentes menores presentes en la 
solución se denominan como solutos. El disolvente de extracción o 
simplemente el disolvente, es el líquido inmiscible que se agrega al proceso 
con el propósito de extraer uno o varios solutos de la corriente de alimentación. 
La fase disolvente de extracción que abandona o sale de un contactor líquido-
líquido se llama el extracto. El refinado es la fase líquida que queda de la 
corriente de alimentación después de haber establecido contacto con la segunda 
fase. El disolvente lavador es el líquido agregado a un proceso de 
fraccionamiento líquido-líquido para lavar o enriquecer la pureza del soluto en la 
fase del extracto. Una etapa teórica o de equilibrio es un dispositivo o una 
combinación de dispositivos que realizan el efecto de mezclar íntimamente dos 
líquidos inmiscibles hasta alcanzar las concentraciones de equilibrio y, después, 
se separan físicamente las dos fases en dos capas inmiscibles. 
La extracción con flujo cruzado (Figura 2) es una cascada o una serie de 
etapas en las que el refinado R procedente de una etapa de extracción hace 
contacto con disolvente fresco adicional S en la etapa subsiguiente. 
La extracción con flujo a contracorriente (Figura 3) es un esquema de una 
posible serie de extracciones simples, en el que el disolvente S entra en la etapa 
de extracción mas extrema y alejada al de la corriente de alimentación F, y las 
dos fases circulan a contracorriente entre si. El objetivo es la transferencia de 
uno o más componentes de la solución de alimentación F al extracto E. Cuando 
se utiliza una serie de etapas de contacto, en cada una de ellas las dos fases 
se mezclan, con las gotículas de una fase suspendidas en la otra, pero dichas 
fases son separadas antes de salir de cada una de las etapas. Cuando se utiliza 
un aparato, o contactor diferencial, una de las fases puede permanecer 
dispersa en forma de gotículas o nieblas en todo el contactor, a medida que las 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 7 
fases pasan a contracorriente. Luego se permite la coalescencia de la fase 
dispersa, al final del dispositivo, antes de descargarla. 
La extracciónfraccionaria (Figura 4), es un sofisticado sistema para la casi 
completa separación de un soluto desde un segundo soluto, por extracción 
líquido-líquido. Los dos líquidos inmiscibles se desplazan en contracorriente a 
través del equipo, con la alimentación de los solutos cerca del centro del mismo. 
La relación de las velocidades de flujo de ambos líquidos inmiscibles se lleva de 
tal manera que una de las fases descarga el primer soluto en uno de los 
extremos del contactor, en tanto que la otra fase descarga al segundo soluto en 
el extremo opuesto del mismo. Otro modo de describir la operación es que un 
disolvente primario S extrae o separa preferencialmente al primer soluto de la 
alimentación F, y un disolvente lavador W depura el extracto libre desde el 
segundo soluto indeseable. El segundo soluto sale del contactor en la corriente 
de refinado. 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.- Figura 3.- Figura 4.-2 
Extracción con flujos 
cruzados. 
Extracción con flujos en 
contracorriente. 
Extracción fraccionaria. 
 
2 Idem. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 8 
1.1.3.- CAMPOS DE UTILIDAD. Las aplicaciones de la extracción liquida se 
pueden clasificar en: 
1.- En competencia con otras operaciones de transferencia de masa. La 
destilación y la evaporación son métodos directos de separación; los productos 
obtenidos están formados básicamente de sustancias puras. Por otra parte, la 
extracción líquida produce nuevas soluciones, que a su vez deben separase. Sin 
embargo, por ejemplo, es difícil separar por destilación, al ácido acético de una 
solución diluida con agua; en cambio, puede separarse con relativa facilidad 
mediante la extracción con un disolvente adecuado y la destilación posterior de 
extracto. En particular, para las soluciones más diluidas en las cuales el agua 
debe evaporarse por destilación, la extracción es más económica; 
especialmente, porque el calor de evaporación de la mayoría de los disolventes 
orgánicos es sustancialmente menor que el del agua. La extracción también 
puede resultar aconsejable como alternativa frente a la destilación al alto vacío, 
a temperaturas muy bajas, para evitar la descomposición térmica. Por ejemplo, 
los ácidos grasos de cadena larga pueden separarse de los aceites vegetales 
mediante destilación al alto vacío, pero se separan en forma mas económica por 
extracción con propano líquido. 
2.- Como un sustituto de métodos químicos. Los métodos químicos consumen 
reactivos y con frecuencia conducen a una costosa eliminación de los 
subproductos químicos. La extracción líquida, que no provoca gastos químicos o 
eliminación de subproductos, puede ser menos costosa. Aún los metales menos 
costosos como cobre y sustancias químicas inorgánicas como ácido fosfórico, 
ácido bórico y similares, se pueden purificar de manera económica mediante 
extracción líquida, a pesar de que el costo de recuperación del disolvente debe 
incluirse en las cuentas finales. 
3.- Para separaciones que por ahora no se pueden realizar por otros métodos. 
En la destilación, en donde la fase vapor se crea a partir del líquido por adición 
de calor, el vapor y el líquido están compuestos necesariamente de las mismas 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 9 
sustancias; por lo tanto, son muy similares químicamente. Entonces, las 
separaciones producidas dependen de las presiones de vapor de las sustancias. 
En contraste, en el caso de la extracción líquida, los componentes principales de 
las dos fases son muy distintos químicamente; por esto, son posibles las 
separaciones de acuerdo con el tipo de químico. Por ejemplo, los hidrocarburos 
aromáticos y parafínicos de aproximado peso molecular no se pueden separar 
por destilación, ya que sus presiones de vapor son casi iguales; sin embargo, 
pueden separarse fácilmente por extracción con distintos disolventes, como 
dióxido de azufre líquido, dietilenglicol o sulfolano. Muchos productos 
farmacéuticos-penicilina, por ejemplo, se producen en mezclas tan complejas 
que sólo la extracción líquida es un método adecuado de separación. 
1.2.- EQUILIBRIO DE FASES. 
La separación de los componentes por medio de la extracción líquido-líquido 
depende básicamente de la distribución del equilibrio termodinámico de los 
componentes en las dos fases líquidas. El conocimiento de estas relaciones de 
distribución es esencial para seleccionar el disolvente de extracción respecto a 
la alimentación, y para la evaluación de las velocidades de transferencia de 
masa o las eficiencias de las etapas teóricas logradas en el equipo de proceso. 
1.2.1.- COEFICIENTES DE DISTRIBUCIÓN. En el equilibrio se conoce como 
coeficiente de distribución o de reparto K, Ecuación (1), al cociente de la 
fracción en peso del soluto en la fase del extracto y, dividida por la fracción en 
peso del soluto en la fase de refinado x: 
𝐾 =
𝑦
𝑥
 (1)3 
Desde el punto de vista termodinámico, el coeficiente de distribución Kº se 
obtiene en función de las fracciones molares de yº y xº, Ecuación (2): 
 
3 idem 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 10 
𝐾𝑜 =
𝑦𝑜
𝑥𝑜 (2)
4 
Para cálculos abreviados, se prefiere el coeficiente de distribución K´ utilizando 
la razón del peso del soluto respecto al disolvente de extracción en la fase del 
extracto Y, y la razón de peso del soluto respecto al disolvente de alimentación 
en la fase del refinado X, Ecuación (3): 
𝐾´ =
𝑌
𝑋
 (3)5 
En los cálculos abreviados, también se utiliza la pendiente m de la línea de 
equilibrio, Ecuación (4): 
𝑚 =
𝑑𝑌
𝑑𝑋
 (4)6 
Para bajas concentraciones, en las que la curva de equilibrio es una recta, el 
valor de K´ es igual a m. 
El valor de K´ es uno de los principales parámetros que se pueden utilizar en un 
proceso de extracción para establecer la relación mínima de disolvente de 
extracción respecto al de la alimentación. Por ejemplo, si el coeficiente de 
distribución K´ es igual a 4, un extractor a contracorriente requiere 0.25 kg o más 
del flujo del disolvente de extracción, para eliminar todo el soluto de 1 kg de flujo 
de disolvente de alimentación. 
 
 
 
 
 
4 idem 
5 idem 
6 idem 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 11 
1.3.- REPRESENTACIÓN DEL DIAGRAMA TERNARIO. 
Para representar las composiciones, puede usarse un triángulo equilátero y 
hacer uso del hecho de que la suma de las perpendiculares desde cualquier 
punto dentro del triángulo a los tres lados es igual a la altura. Entonces se hace 
que la altura represente la composición del 100% y la longitud de las 
perpendiculares, desde cualquier punto, los porcentajes de los tres 
componentes. Véase la Figura 5a, los vértices del triángulo representan los 
componentes puros, A, B y C, respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5a.- Diagrama de equilibrio líquido-líquido del sistema Etilenglicol, 
Furfural y Agua. 7 
 
7 J. D. Seader & Ernest J. Henley. (2006). Ternary Liquid Systems, En Separation Process Principles (p. 133). USA: 
John Wiley & Sons, Icn. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 12 
1.3.1.- SISTEMAS TERNARIOS DE INTERÉS EN LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-
LÍQUIDO. Para sistemas ternarios, el diagrama más común es del Tipo I 
(Formación de un par de líquidos parcialmente miscibles), que se muestra en la 
Figura 6a y los menos comunes son sistemas de Tipo II (Formación de dos 
pares de líquidos parcialmente miscibles), Figura 6b. 
 
 
 
 
 
 
Figura 6.- Tipos comunes de sistemas ternarios: (a) Tipo I, un par inmiscible; (b) 
Tipo II, dos pares inmiscibles. 8 
Para el Tipo I, es la combinación mas frecuente, se ilustra en la Figura 5a, un 
diagrama para el sistema Agua (A), Etilenglicol (B) y Furfural (C), sistema a 25ºC 
y una presión de 101kPa, que estápor encima de la presión del punto de 
burbuja, por lo que no existe una fase de vapor. Los pares de líquidos Agua-
Etilenglicol y Furfural-Etilenglicol son miscibles en todas proporciones a la 
temperatura que prevalece. Sólo el par líquido Furfural-Agua es parcialmente 
miscible. El Furfural se puede usar como un disolvente para eliminar el soluto, 
Etilenglicol, del Agua; la fase rica de Furfural será el extracto, y la fase rica en 
Agua será el refinado. Todo punto dentro o sobre un lado del triángulo 
representa una composición de mezcla. Todas las mezclas de los componentes 
representadas por puntos en el área por fuera de la curva DEPRG son 
soluciones homogéneas, de una sola fase líquida, mientras las mezclas en el 
 
8 Ibid, p. 308 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 13 
interior del área limitada por la curva y la línea DG forman dos capas líquidas 
insolubles. La curva DEPRG representa las soluciones saturadas y se llama 
curva de solubilidad o binodal. Una mezcla de composición total M formará las 
dos soluciones líquidas inmiscibles de composiciones E y R, respectivamente, y 
por ello el punto M esta en la línea recta ER, la cual es una línea de operación 
o interconexión. 
El área de heterogeneidad ha de imaginarse como llena de un número infinito de 
líneas de operaciones, de las cuales se muestran unas cuantas solamente en la 
Figura 5a. Estas líneas no son paralelas y de ordinario cambian de pendiente 
lentamente en una dirección al cambiar la concentración. En el caso del sistema 
de la Figura 5a, es evidente que, cuando se añade el componente C a una 
mezcla líquida heterogénea de A y B, se distribuye desigualmente entre las dos 
capas conjugadas, con mayor concentración en las soluciones ricas en B. A 
medida que se agrega más C a una de estas mezclas, aumenta la solubilidad 
mutua de A y B. En el punto P, punto de pliegue, se juntan las dos ramas de la 
curva de solubilidad, colocando el extracto a la izquierda y el refinado a la 
derecha, de ordinario no en el valor máximo de C en la curva. Las líneas de 
operación disminuyen de longitud a concentraciones más altas de C, hasta que 
se desvanecen en el punto de pliegue. Como en este punto se forman dos capas 
líquidas de composición y densidad idénticas, el punto es una verdadera 
condición crítica. 
EFECTO DE LA TEMPERATURA. Para mostrar dicho efecto, se requiere una 
figura tridimensional, como se ve en la Figura 7a. En este diagrama la 
temperatura esta graficada verticalmente; se ve que los triángulos isotérmicos 
son secciones a través del prisma. Para muchos sistemas de este tipo, la 
solubilidad mutua de A y B aumenta al aumentar la temperatura; arriba de cierta 
temperatura t4, a temperatura crítica de solución, A y B se disuelven 
completamente. El aumento de solubilidad a temperaturas más altas influye 
considerablemente sobre el equilibrio ternario; esto se muestra mejor 
proyectando las isotermas hasta la base del triángulo, como se muestra en la 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 14 
Figura 7b. No solo decrece el área de heterogeneidad a temperaturas más 
altas, sino que también cambian las pendientes de las líneas de operación. 
 
 
 
 
 
 
 
 (b) 
Figura 7.- Efecto de la temperatura en los equilibrios ternarios. 9 
EFECTO DE LA PRESIÓN. Excepto a presiones muy elevadas, el efecto de la 
presión sobre el equilibrio es tan pequeño que generalmente puede ignorarse. 
Sin embargo, si la presión se redujese lo suficiente para que fuera menor que la 
presión de vapor de las soluciones, aparecería una fase vapor, y el equilibrio 
líquido se interrumpiría. Para el Tipo II, es la combinación menos frecuente, se 
ilustra en la Figura 6b. En este caso, a la temperatura del trazado de la gráfica, 
ambos pares de líquidos, C-S y S-A, son parcialmente miscibles y A se 
disuelven en C en todas proporciones. El área en el interior de la banda que 
atraviesa el triángulo representa mezclas que forman dos capas líquidas y cuyas 
composiciones están en los extremos de las líneas de interconexión que pasan 
por los puntos que representan las mezclas como conjunto. En este tipo de 
diagrama no puede haber punto de pliegue. 
 
9 Robert E. Treybal. (2003). Equilibrio líquido. En Operaciones de Transferencia de Masa. (p. 536) México: 
McGraw Hill. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 15 
1.3.2.- CORRELACIÓN DE LAS LÍNEAS DE OPERACIÓN PARA SISTEMAS 
TERNARIOS. 
1.3.2.1.- INTERPOLACIÓN Y EXTRAPOLACIÓN DE LOS DATOS DE LÍNEAS 
DE OPERACIÓN. Solo fueron determinadas experimentalmente unas cuantas 
líneas de operación. La interpolación y extrapolación directa de estos datos en el 
diagrama triangular, conducen a resultados muy inexactos y por ello no deberán 
intentarse. Sin embargo, se han ideado varios métodos para manejar este 
problema. Y estos métodos tienen extraordinaria utilidad en el trabajo de 
extracción en fase líquida. 
1.3.2.2.- INTERPOLACIÓN GRÁFICA EN EL DIAGRAMA TRIANGULAR. En la 
Figura 8a, si DE es una línea de operación, se puede trazar la línea DG paralela 
a CB y la línea EF paralela a AC; las dos líneas se cortan en H. Entonces se 
traza una curva de correlación de la líneas de operación, o curva de 
conjugación, PHJ, que pasa por las intersecciones obtenidas a partir de las 
líneas de operación conocidas. Desde todo punto en la curva de correlación de 
líneas de operación, dos líneas paralelas, respectivamente, a AC y BC cortarán 
la curva de solubilidad en concentraciones correspondientes a las soluciones 
conjugadas. La línea PHJ no es recta, aunque de ordinario la curvatura es 
pequeña y pasa necesariamente por el punto de pliegue. El método es excelente 
para interpolación en los casos en que se conocen por lo menos tres o cuatro 
líneas de operación, pero no es muy preciso para extrapolación. Se puede hallar 
por extrapolación la posición del punto de pliegue solo cuando se conocen líneas 
de operación muy próximas al punto de pliegue. La modificación mostrada en la 
Figura 8b, es cómoda por la circunstancia de que la curva de correlación de las 
líneas de operación no cae fuera de la hoja en que ordinariamente se dispone de 
gráficas triangulares. 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8.- Uso de las curvas conjugadas para interpolar las líneas de ataduras: 
(a) Método de International Critical Tables. (b) Método de T.K. Sherwood. 10 
CURVAS DE DISTRIBUCIÓN. Se han ideado muchos métodos para trazar 
gráficamente las concentraciones de soluciones conjugadas, una frente a otra, 
con objeto de correlacionar datos y facilitar la interpolación. Es preferible que 
estas gráficas sean rectilíneas para todos los sistemas, pues entonces no sólo 
se facilita la extrapolación, sino que, además, se pueden usar dos líneas de 
operación determinadas para predecir con seguridad las posiciones de todas las 
demás líneas. La curva de distribución mas sencilla es una gráfica de la 
concentración de C en la fase rica en A (XCA) en función de la concentración de 
equilibrio de C en la fase rica en B (XCB), en coordenadas aritméticas. Véase la 
Figura 9, en (a), para un sistema representativo del Tipo I, el punto D en el 
diagrama de distribución corresponde a la línea de operación RE y la curva en 
que está incluido D representa entonces todas estas líneas de operación. La 
curva asciende, pasa por un máximo y necesariamente vuelve a la diagonal a 
 
10 J. D. Seader & Ernest J. Henley, Op. cit., p. 312 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 17 
45º en G, correspondiente al punto de pliegue P. La razón XCB/XCA, en cualquier 
punto de la curva es el coeficiente de distribución, o razón de distribución, m, 
que en este caso baja constantementeal aumentar la concentración de C, y 
finalmente es igual a la unidad en el punto de pliegue. En (b), se ve la curva de 
distribución para un sistema del Tipo II, la cual se detiene en la línea de 
operación correspondiente a la mutua solubilidad en el binario BC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9.- Curvas de distribución. 11 
1.4.- CONSTRUCCIÓN DEL DIAGRAMA TRIANGULAR O DE FASES. 
Representa gráficamente los valores de tres variables como las posiciones en un 
triángulo equilátero, y se utiliza en química para mostrar la composición de 
sistemas o soluciones compuestas de tres especies. En un diagrama ternario, la 
suma de las proporciones de las variables a, b y c es igual a una constante K, 
que se suele representar como 1.0 o 100%. Aunque hay tres variables, hay una 
que depende de las otras (por ejemplo, se puede representar c como K-a-b), 
 
11 Robert E. Treybal. (1968). Correlación de las líneas de interconexión para sistemas ternarios. En Extracción 
en Fase Líquida. (p. 35) México:UTEHA. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 18 
sólo se requiere de dos coordenadas para encontrar el punto correspondiente a 
una muestra. Ya teniendo los datos obtenidos experimentalmente, se procede a 
ubicarlos en un diagrama ternario, para esto se requieren varios pasos: 
1. Construcción del marco exterior. 
2. Construcción de la cuadrícula interna. 
3. Construcción de las líneas de atadura. 
4. Construcción de la envolvente. 
El marco es la parte exterior del diagrama ternario, véase la Figura 10: 
 
 
 
 
 
 
Figura 10.- Parte externa de un diagrama ternario. 12 
 
 
 
 
 
12 Soler Camargo, David Esteban. Construcción del diagrama de fases. Recuperado el 20 de mayo de 2014, en 
http://es.scribd.com/doc/190167719/Construccion-del-diagrama-de-fases 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 19 
La cuadrícula es la parte del diagrama que nos ayudará a ubicar con mayor 
facilidad cada uno de los puntos de composición. Ver Figura 11. 
 
 
 
 
 
 
Figura 11.- Cuadrícula del diagrama ternario. 13 
En la Figura 12, se explica cómo se lee el diagrama ternario, para el 
componente que se encuentra en composición igual a 0 o 0% en la base y a 
composición igual 1 o 100% en fracción molar o másica o volumétrica en la 
punta. 
 
 
 
 
 
 
Figura 12.- Ejemplo de la lectura del diagrama de fases, para nuestro sistema 
será de Etanol. 14 
 
13 Idem. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 20 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13.- Ejemplo de la lectura del diagrama de fases, para nuestro sistema 
será del Agua. 15 
Por último, para leer por completo el diagrama, se necesita la composición de la 
sustancia que se encuentra sobre la diagonal izquierda y derecha, ver Figura 13 
y Figura 14: 
 
 
 
 
 
 
Figura 14.- Ejemplo de la lectura del diagrama de fases, para nuestro sistema 
será del Ciclohexano. 16 
 
14 Idem. 
15 Idem. 
16 Idem. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 21 
1.5.- ELECCIÓN DEL DISOLVENTE. 
Varios principios pueden ser utilizados como guía en la elección de un disolvente 
para un proceso de extracción en fase líquida. Estos principios están a menudo 
en conflicto y puede decirse con certeza que no hay una sola substancia que 
posea todas las propiedades deseables para este objeto. Ello obliga, en lo que 
sigue, examinar la importancia relativa de los diversos factores del problema. 
1.- Selectividad (β). Es la capacidad de un disolvente para extraer un 
componente de una solución con preferencia a otro. El disolvente mejor será el 
que disuelve un máximo de un componente y un mínimo del otro. Considere el 
sistema ternario de la Figura 15, en el cual el punto F representa una solución 
de C y B, que se planea separar por medio del disolvente A. Por adición de A la 
solución F, el punto M representa la composición de la mezcla total de dos fases 
resultante. Después de enérgica agitación, para tener la seguridad de haber 
alcanzado el equilibrio y sedimentación, resultan las dos capas insolubles, en 
equilibrio, R y E. 
 
 
 
 
 
Figura 15.- Extracción selectiva de B, de C, por medio del disolvente A. 17 
La línea RE es, lógicamente, una línea de operación que une las 
concentraciones conjugadas. Si se separa A completamente de R, resulta la 
solución binaria en D, mientras J representa la solución, exenta de disolvente, 
correspondiente a E. Por este procedimiento, la solución original en F ha sido 
 
17 Robert E. Treybal. (1968). Op. cit., p. 138 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 22 
separa en dos soluciones, representadas en D y J, de las cuales la primera es 
más rica en C y la segunda más rica en B. Evidentemente es de desear que D y 
J estén separados a la máxima distancia posible para que la operación tenga 
máxima eficacia. Se determina como se muestra en la Ecuación (5): 
𝛽𝐶,𝐴 =
𝑋𝐶𝐵𝑋𝐴𝐴
𝑋𝐶𝐴𝑋𝐴𝐵
 (5)18 
Donde: 
βC,A=selectividad de un disolvente para extraer la substancia C de una solución 
A-C. 
X=concentración, fracción en peso. 
x=concentración, fracción molar. 
AB=A en una solución o fase rica en B. 
Para todas las operaciones de extracción útiles la selectividad, β, debe ser 
mayor de uno, cuanto más sea, mejor. Si la selectividad es uno, la separación no 
es posible. 
2.- Coeficiente de distribución (m). Este es un factor importante, pues influye en 
la selectividad, debe ser un coeficiente m>1, conducirán a una selectividad más 
favorable. 
3.- Solubilidad del disolvente. En sistemas del Tipo I, se necesita alto grado de 
mutua insolubilidad del disolvente B con el no cosoluto A. En los dos sistemas 
mostrados en la Figura 16, es posible usar B para separar los componentes de 
soluciones de A y C sólo dentro de los límites de A puro para M, pues sólo en 
este intervalo de concentraciones resultarán dos fases líquidas por adición de B. 
Es evidente que las posibilidades en el sistema representado en (a) son mucho 
mayores que en el sistema representado en (b). 
 
18 Ibid., p. 143 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 23 
 
 
 
 
 
Figura 16.- Efecto de la solubilidad del disolvente sobre la extracción. 19 
4.- Densidad. Es esencial que exista diferencia en las densidades de las fases 
en contacto, y esta diferencia ha de ser lo mayor posible. No sólo aumenta la 
velocidad a que se separan mutuamente las capas inmiscibles a causa de esta 
mayor diferencia, sino que también aumenta la capacidad del equipo de 
contacto. 
5.- Tensión interfacial. La tensión interfacial entre fases inmiscibles que han de 
sedimentar o separarse mutuamente, tiene que ser alta para producir rápida 
coalescencia. Una tensión interfacial muy alta exige considerable energía para la 
dispersión de un líquido en otro, pero esta necesidad suele estar dentro de 
nuestros medios. En cambio, una tensión interfacial demasiado baja puede 
conducir a la formación de emulsiones estables, con las que en general puede 
hacerse muy poco. 
6.- Reactividad química y estabilidad. Son indeseables reacciones químicas 
entre el disolvente y los componentes de la solución tratada, aumentan los 
problemas de recuperación y pueden resultar perdidas del disolvente. Pocas 
veces se busca una reacción química tal que aumente el coeficiente de 
distribución del soluto que reacciona. 
7.- Corrosión. A fin de reducir el costo del equipo, el disolvente no habrá de 
causar graves problemas de corrosión de los materiales de construcción 
 
19 Ibid., p. 146 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO24 
comunes o de los que se usan de ordinario para manejar las soluciones en el 
proceso de extracción o para introducir la solución de alimentación en el 
extractor. 
8.- Viscosidad. Baja demanda de energía para bombeo y agitación, rápida 
extracción, rápida sedimentación de dispersiones y altas velocidades de 
transferencia de calor y de masa. 
9.- Presión de vapor. De ordinario es de desear un disolvente de presión de 
vapor baja a fin de que sean posibles las operaciones de almacenamiento y 
extracción a la presión atmosférica o, a lo sumo, a presiones moderadamente 
altas y para que la perdida de disolvente sea mínima. 
10.- Punto de congelación. El disolvente ha de tener un punto de congelación 
suficiente bajo para poder almacenarlo cómodamente y manejarlo a la 
temperatura del aire libre en tiempo frío. 
11.- Inflamabilidad. La baja inflamabilidad es naturalmente de desear por 
razones de seguridad, y es frecuentemente el uso del punto de inflamación 
como indicación numérica de esta propiedad. 
12.- Toxicidad. Las substancias de alta toxicidad son difíciles de manejar en la 
industria. A menos que se planeen artificios complicados de seguridad en la 
planta, con inspección medica frecuente del personal, habrán de evitarse las 
substancias toxicas. 
13.- Costos. En general, el bajo costo y la fácil disponibilidad en cantidades 
suficientes guardan mutuo paralelismo y son, como es lógico, atributos 
deseables en un disolvente. Aunque sea cierto que los disolventes se recuperan 
de las soluciones del producto, habrá, no obstante, que reponer disolventes para 
reemplazar pérdidas inevitables del mismo. 
De todas las propiedades deseables descritas, la selectividad favorable, la 
recuperabilidad, la tensión interfacial, la densidad y la reactividad química 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 25 
convenientes son esenciales para el proceso, incluso para poder efectuarlo. Las 
demás propiedades, aunque no necesarias desde el punto de vista técnico, 
merecen ser examinadas como parte del buen trabajo de ingeniería y del cálculo 
del costo. 
1.6.- RECUPERACIÓN DEL DISOLVENTE. 
Casi siempre es necesaria la separación del disolvente de los productos de un 
proceso de extracción, no sólo para que el disolvente quede disponible para 
volver a usarlo, sino también para obtener productos exentos de disolvente. En 
muchos casos, la operación de recuperación del disolvente es la operación más 
costosa de todo el plan de separación y por ello ha de concedérsele atención 
especial. 
1.- Métodos de destilación. La recuperación del disolvente por destilación se 
emplea cuando los componentes de las soluciones son todos volátiles. Los 
disolventes pueden tener una temperatura de ebullición más alta o más baja que 
los demás componentes del sistema, y a cuál de estos tipos pertenezca un 
disolvente tiene importante influencia en el proceso de recuperación. Como es 
probable que el disolvente constituya la mayor parte del extracto, la demanda de 
calor y el tamaño del equipo de destilación serán probablemente menores si el 
disolvente es de punto de ebullición alto y no ha de ser evaporado por completo. 
2.- Evaporación. Si el soluto extraído es no volátil, puede evaporarse el 
disolvente del extracto por los métodos normales, sin rectificación, y destilarse 
del refinado. En tales casos, el disolvente ha de tener punto de ebullición 
relativamente bajo y pequeño calor latente de vaporización. En algunos casos, 
cuando la volatilidad relativa del soluto extraído es muy baja, pero no 
despreciable, puede dejarse evaporar la mayor parte del disolvente sin uso de 
reflujo y entonces sólo es necesario eliminar del producto los últimos residuos 
del disolvente por métodos de rectificación ordinarios o por otros medio. Esto se 
hace, por ejemplo, cuando se usan disolventes de punto de ebullición bajo, 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 26 
como propano o dióxido de azufre, para separar los componentes de aceites 
petrólicos de alto punto de ebullición. 
3.- Cristalización. Por enfriamiento del extracto tal vez sea posible cristalizar el 
soluto en forma sólida. En estos casos, la recuperación del disolvente se haría 
probablemente por destilación. 
4.- Reacción química. En especial, si el compuesto resultante de una reacción 
química es útil, el soluto extraído se puede separar del disolvente por reacción 
química. Se usa especialmente una reacción química porque proporciona un 
disolvente recuperado exento de soluto. 
1.7.- EQUIPOS DE EXTRACCIÓN LíQUIDO-LíQUIDO. 
Para efectuar la separación del soluto de una mezcla de alimentación, se hace 
necesario el contacto de los líquidos insolubles (alimentación y solvente) para 
llevar a cabo la transferencia de materia. Para lograr dicho contacto se debe 
utilizar equipos de extracción líquido-líquido, estos equipos los podemos 
clasificar como sigue: 
I.- Equipos de contacto por etapas (mezcladores-sedimentadores) 
I.I.- Mezcladores 
A.- Recipiente con agitación 
B.- Mezcladores de flujo o tubería 
I.II.- Sedimentadores 
A.- No mecánicos 
B.- Mecánicos 
C.- Auxiliares del sedimentador 
II.- Equipos de contacto continuo (diferencial) 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 27 
II.I.- Extractores que funcionan por gravedad 
A.- Sin piezas móviles que funcionen mecánicamente 
B.- Extractores agitados mecánicamente 
II.II.- Extractores centrífugos 
A continuación se describirá cada uno de los equipos enlistados. 
I.- Equipos de contacto por etapas (mezcladores-sedimentadores). Una etapa es 
todo aparato o grupo de aparatos en que se ponen en contacto (se mezclan) los 
líquidos inmiscibles, en donde ocurre transferencia de masa entre los líquidos 
con tendencia al equilibrio entre ellos y en donde los líquidos resultantes se 
separan uno del otro mecánicamente (sedimentación) y son extraídos. Esta 
operación puede efectuarse por lotes o con los líquidos en corriente continua. Si 
la operación es por lotes, es probable que el mismo recipiente sirva para las dos 
cosas: mezcla y sedimentación; si es continua, es costumbre, aunque no de 
modo necesario, que la mezcla y la sedimentación se hagan en distintos 
recipientes. Los aparatos mixtos llevan el nombre de “mezcladores 
sedimentadores”. De ordinario, la mezcla supone la dispersión de uno de los 
líquidos, en forma de finas gotitas (la fase dispersa) que quedan inmersas en el 
otro líquido (la fase continua). La primera de las fases mencionadas puede ser el 
líquido más denso o el más ligero, el disolvente (extracto) o la solución de 
alimentación (refinado). En la Tabla 2 se muestran las ventajas y desventajas de 
los mezcladores sedimentadores. 
 
 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 28 
Tabla 2.- Características de los mezcladores sedimentadores. 
VENTAJAS DESVENTAJAS 
Se puede establecer el grado de 
dispersión o la intensidad de la 
turbulencia a cualquier nivel por 
agitación mecánica, sin riesgo de 
“inundación” ni reducción de la 
capacidad del equipo. 
La instalación horizontal común ocupa 
mucho espacio del piso. 
 
Puede manejarse fácilmente cualquier 
proporción de los dos líquidos, con 
uno u otro como fase dispersa, y la 
razón de los dos líquidos en el 
mezclador puede gobernarse a 
voluntad. 
La necesidad de agitación requiere 
energía y equipo de agitación para 
cada etapa, lo cual puede ser costoso 
en inversión, operación y 
mantenimiento. 
Los sólidos en suspensión se 
manejan mejor. 
El volumen de los sedimentadores 
suele ser grande y esto eleva el 
primer costo del equipo. 
La instalación horizontal de cascadas 
multietapas es útil cuando el techo de 
la sala es bajo y permite agregar más 
etapas, si fuera necesario. 
 
Casi siempre es posible un alto grado 
de acercamiento al equilibrio 
(eficiencia por etapa), y por eso el 
proyecto merece mas confianza y se 
establecen garantías mas fácilmente. 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO29 
I.I.- Mezcladores. Para la extracción en fase líquida, por lo general se usa alguna 
forma de impulsor rotatorio, y unos cuantos aparatos usan agitación por gas. El 
balanceo y la agitación solo se aplican en los aparatos de laboratorio más 
pequeños. Lo que interesa es establecer los mejores tamaños y forma del 
recipiente, método de agitación, construcción interna y aplicación de energía 
para conseguir la mejor velocidad de extracción con el costo mínimo. 
A.- Recipientes con agitación. 
Tanques de mezcla. El tanque es un cilindro vertical con la superficie interna 
lisa, salvo posibles tabiques, preferiblemente con el fondo cóncavo por dentro. 
Los tanques rectangulares de fondo plano suelen producir regiones de 
estancamiento y son mucho menos eficaces. Para obtener los mejores 
resultados, la profundidad del líquido ha de ser por lo menos igual o algo mayor 
que el diámetro del tanque. En procesos por lotes, el volumen del recipiente ha 
de ser el del lote más el correspondiente al espacio muerto por encima de la 
superficie del líquido (de ordinario 30 cm como mínimo para recipientes 
descubiertos, pero podría ser menor para lotes pequeños). Para proceso 
continuo: 𝜐 = 𝑄𝜃[=]𝑝𝑖𝑒𝑠3, donde υ es el volumen del líquido, Q es la velocidad 
volumétrica de flujo [pies3/hora] y θ es el tiempo de residencia, se establece por 
la velocidad de extracción y la eficiencia de etapa prevista [horas]. En Figura 17 
y en Figura 18 se muestran tanques representativos. De ordinario, su contenido 
se agita por un impulsor (Figura 19), dispuesto en un eje vertical que entra por 
la parte superior del tanque. 
 
 
 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 30 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17.- Tanques de mezcla y tabiques. 20 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18.- Agitador en compartimientos para operación continua. 21 
 
 
20 Ibid., p. 471 
21 Ibid., p. 472 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19.- Impulsores para la mezcla. 22 
Impulsores. En general, hélices, turbinas, palas y sus variantes se disponen de 
modo que entren por la parte superior del recipiente. Las hélices de entrada 
lateral, usadas para mezclar líquidos miscibles en grandes tanques, no son útiles 
para el contacto con los líquidos. Las hélices, que producen flujo axial, se usan 
para líquidos de baja viscosidad haciéndolas girar de manera que empujen el 
líquido hacia abajo. Las turbinas y palas producen flujo radial si se usan tabiques 
verticales, como en la Figura 17a, o flujo rotacional en torno del eje del impulsor 
si no se disponen tabiques. Probablemente las turbinas son el tipo de impulsor 
que se presta más a la mayoría de las situaciones en los procesos de 
extracción, y entre los tipos de turbinas figuran las que están provistas de aletas 
planas radiales, de aletas curvas inclinadas y turbinas espirales. 
 
22 Ibid., p. 473 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 32 
Agitación por aire. El aire se introduce por el fondo del mezclador, por una 
boquilla sobre la cual se coloca un tubo vertical provisto de medios para la 
admisión de los líquidos en el fondo del tubo. El tubo se alza aproximadamente 
hasta dos tercios de la profundidad del líquido. La agitación por aire es útil por el 
hecho de que ninguna pieza móvil está en contacto con líquidos posiblemente 
corrosivos o radiactivos. Los inconvenientes obvios son la volatilización del 
disolvente, necesidad de descontaminar el aire efluente. 
B.- Mezcladores de flujo o tubería. 
Los mezcladores de flujo o mezcladores “de línea” son aparatos en que se 
efectúa dispersión de un líquido en otro mientras las fases, ya en las 
proporciones debidas, fluyen por el aparato. Se usan sólo para operación 
continua o en semicontinua (en donde un líquido fluye continuamente y el otro 
vuelve al ciclo continuamente). Se usan mucho en el refinado de destilados de 
petróleo ligeros, en que la razón entre la cantidad de disolvente o de líquido para 
el tratamiento y la del líquido que ha de tratarse es pequeña. Hay cuatro tipos 
principales de estos mezcladores: 
1.- Mezcladores de chorro o aparatos que se basan en el choque de un 
líquido sobre el otro para lograr mezcla íntima de ambos. De ordinario son 
los menos satisfactorios para mezclar líquidos inmiscibles, aunque tienen éxito 
en la mezcla de gases. Su uso está restringido a líquidos cuya densidad difiere 
muy poco y de baja tensión interfacial, y en este caso los mezcladores más 
eficaces producen emulsión. En su forma más simple, el mezclador de chorro 
consiste en tubos conectados en forma de Y, en los cuales se bombean por 
separado los dos líquidos a las ramas para que fluyan juntos por el vástago. Sin 
embargo, parece casi esencial causar rompimiento más positivo de uno de los 
líquidos. La acción de un mezclador de chorro, como el mostrado en la Figura 
20, se mejora al suplementarlo con boquillas de mezcla u orificios del tipo que se 
describe más adelante. Un mezclador (Figura 21) que puede considerarse 
dentro de esta categoría ha resultado particularmente satisfactorio para la 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 33 
mezcla inicial de aceite y disolvente en el proceso Duo-Sol para el refinado de 
aceites lubricantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20.- Columna de chorro acodado con orificios. 23 
 
 
 
 
 
Figura 21.- Mezclador de crudos Duo-Sol. 24 
 
23 Ibid., p. 505 
24 Ibid., p. 506 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 34 
2.- Inyectores, en que se induce el movimiento de uno de los líquidos por la 
corriente del otro, de lo que al mismo tiempo resulta la mezcla de ambos. 
Estos aparatos funcionan en principio de manera análoga al bien conocido 
inyector de vapor, esto es: el flujo de uno de los líquidos, que se bombea por el 
aparato, induce el flujo del otro líquido y la mezcla de ambos. En la Figura 22a, 
el inyector va incorporado a la cámara de sedimentación de la etapa. La cámara 
está llena de una mezcla sedimentada de los dos líquidos insolubles, con la 
interfase aproximadamente en el centro. El líquido denso de una etapa anterior 
es bombeado al inyector, como se muestra, y con ello induce el flujo del líquido 
ligero desde la mezcla sedimentada a la cámara. La Figura 22b muestra una 
disposición similar, pero con el mezclador montado por fuera. Otra versión, 
representada en la Figura 23, se usa en forma de operación semicontinua para 
lavar un aceite con otro líquido. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 22.- Mezclador con inyector. 25 
 
 
 
 
25 Ibid., p. 507 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 23.- Mezclador con inyector. 26 
3.- Orificios y boquillas, que producen mezcla y dispersión por causar un 
alto grado de turbulencia en la corriente de los líquidos que fluyen. Los 
mezcladores de boquilla son aparatos relativamente sencillos, que pueden 
instalarse en tuberías, como se muestra en la Figura 24. Los dos líquidos son 
bombeados simultáneamente por la boquilla, o por varias boquillas en serie, y la 
mezcla se basa en el desarrollo de alto grado de turbulencia a expensas de la 
presión de los líquidos que entran en la boquilla. Los mezcladores de orificios 
funcionan a base del mismo principio (Figura 25), y se usan mucho en el 
refinado de destilados ligeros de petróleo. 
4.- Aparatos que se basan en agitación mecánica al igual que en el flujo. 
Las bombas han sido usadas extensamente como mezcladores. En la 
disposición ordinaria, los dos líquidos que han de mezclarse se introducen por el 
 
26 Idem. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 36 
lado de aspiración de la bomba y la acción del impulsor producela dispersión; al 
mismo tiempo, los líquidos son bombeados al sedimentador que se encuentra a 
continuación. Otro tipo de mezclador de flujo agitado es el que se muestra en la 
Figura 26. Este mezclador ha prestado gran servicio en procesos de refinado 
del petróleo y procesos farmacéuticos, entre otros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 24.- 27 Figura 25.- 28 
Boquillas de mezcla. Mezcladores con orificios. 
 
 
27 Ibid., p. 508 
28 Idem 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 37 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 26.- Mezclador agitado. 29 
I.II.- Sedimentadores. El corte primario de una dispersión es ordinariamente tan 
rápido que sólo un breve período sin agitación suele ser suficiente para separar 
las fases. En procesos efectuados por lotes, la mezcla suele sedimentarse en el 
mismo recipiente en que se agitó. En procesos continuos, de ordinario se deja 
fluir la mezcla en un recipiente aparte u otro para la separación de las fases. 
A.- No mecánicos. 
Sedimentadores por gravedad. El sedimentador por gravedad más sencillo, o 
decantador, suele ser un recipiente horizontal dispuesto como en la Figura 27. 
El tabique para choque, ya sea ranurado o perforado, puede usarse para 
proteger el contenido del recipiente de la perturbación que produciría la entrada 
de un chorro de la dispersión. La espita en el extremo final de la corriente de 
líquido sirve para extraer periódicamente la nata de partículas de polvo y otros 
sólidos que se reúnen en la interfase, aunque los líquidos que entran parezcan 
estar limpios. En algunos casos se usan cilindros verticales en vez de 
 
29 Ibid., p. 510 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 38 
horizontales, y se ha asegurado que se obtienen ventajas al colocarlos en 
ángulo con el plano horizontal. 
 
 
 
 
 
Figuras 27.- Sedimentador por gravedad. 30 
Ciclones. Estos aparatos ofrecen la ventaja de bajos tiempos de residencia, del 
orden de unos segundos, siempre que pueden hacerse funcionar de manera 
satisfactoria. En la Figura 28 se muestra un ciclón representativo, en que la 
separación de las fases se produce por la fuerza centrífuga producida por la 
acción del vórtice. El líquido ligero tiende a fluir por la parte superior (rebosa) y el 
líquido denso por el fondo (desagüe). 
B.- Mecánicos. 
Centrífugas. Son máquinas que giran mecánicamente y que, al substituir la 
fuerza gravitatoria por la fuerza centrífuga, permiten sedimentación continua 
rápida de dispersiones, aunque la diferencia de densidad entre las dos fases sea 
pequeña. 
C.- Auxiliares del sedimentador. 
Entre ellos figuran el uso de coalescedores, membranas de separación, aparatos 
eléctricos y la adición de reactivos para cortar emulsiones permanentes. Estas 
presentan tantos problemas que las operaciones de extracción en fase líquida 
 
30 Ibid., p. 515 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 39 
en que intervienen emulsiones permanentes no pueden ser consideradas de 
ordinario en el trabajo industrial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28.- Ciclón. 31 
II.- Equipos de contacto continuo (diferencial). El equipo en el cual los líquidos 
insolubles fluyen a contracorriente en continuo contacto, sin sedimentación 
periódica ni separación física entre ellos, puede construirse de manera que 
contenga el equivalente de tantas etapas como se desee. Como casi siempre lo 
que se desea son efectos de multietapas, la regla general es, por ende, el flujo a 
contracorriente. 
 
31 Ibid., p. 520 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 40 
II.I.- Extractores que funcionan por gravedad. 
A.- Sin piezas móviles que funcionen mecánicamente. 
Torres de paredes mojadas y tipos similares. Se deja fluir por el interior de un 
estrecho tubo circular vertical una fina película de un líquido (de ordinario el más 
denso) y se mantiene en un núcleo central un flujo a contracorriente del otro 
líquido. 
Torres de riego. Son los extractores más simples de todos los que suponen 
dispersión de uno de los líquidos, y, como se muestra esquemáticamente en la 
Figura 29, son simplemente cascos vacíos provistos de medios para la 
introducción de los líquidos y para la salida de mismos. Al no haber estructura 
interior en toda la parte activa de la torre (entre los distribuidores de líquidos), la 
fase continua tiene relativa libertad para circular de arriba abajo (mezcla axial) y 
ello conduce a velocidades de extracción reducidas, por destrucción de las 
diferencias de concentración en la verdadera contracorriente entre los líquidos. 
Torres con tabiques. Estas torres son cascos cilíndricos que contienen 
tabiques o pantallas horizontales para dirigir el flujo de los líquidos. Las 
mostradas en la Figura 30 son representativas de los diseños más simples. En 
otra disposición se usan tabiques de “disco y rosco”, que son anillos (roscos) 
alternantes, unidos al casco de la torre, y discos circulares centrados apoyados 
en barras verticales o en brazos que se prolongan hasta el casco. La finalidad de 
los tabiques es principalmente reducir la circulación vertical a la cual está 
expuesta la torre vacía y procurar tiempo de residencia algo más largo para la 
fase dispersa. 
Torres con relleno. El casco de la torre de extracción provisto de material de 
relleno reduce la mezcla axial y tuerce el curso de las gotitas del líquido 
disperso, lo cual promueve altas velocidades de transferencia de masa. La 
mayoría de las instalaciones usan los rellenos ordinarios como anillos de 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 41 
Raschig, Lessing y Pall y albardillas de Berl y de Intalox, echados al azar en la 
torre. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 29.- Torre de riego. 32 
Torres con placas perforadas (placas cribosas). En estas torres se dispersa 
repetidamente uno de los líquidos y se hace coalescer, lo que causará su flujo 
por una serie de bandejas en las cuales se han hecho, por taladro o por punzón, 
pequeños agujeros en gran número. La velocidad de extracción aumenta por la 
dispersión repetida, básicamente una multiplicación de los efectos terminales. 
En la Figura 31 se muestra un Extractor de placas perforadas dispuesto para 
dispersión del líquido ligero. 
 
 
 
32 Ibid., p.553 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 30.- Torres con tabique: (a) flujo de lado a lado; (b) flujo de centro a 
centro; (c) flujo de centro a lado. 33 
 
 
 
 
 
 
33 Ibid., p. 567 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 43 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 31.- Extractor de placas perforadas dispuesto para dispersión del líquido 
ligero. 34 
B.- Extractores agitados mecánicamente. En esta clase se incluyen extractores 
en los cuales piezas movidas mecánicamente, dentro del extractor, agitan los 
líquidos a medida que pasan por el extractor, y también los extractores en que la 
agitación es transmitida hidráulicamente al contenido del extractor. En la 
extracción en fase líquida, en que son más probables las diferencias de 
 
34 Ibid., p. 584 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 44 
densidad, no se puede lograr dispersión suficiente en sistemas de alta tensión 
interfacial sin aplicación de energía externa. 
Extractores anulares rotatorios. Estos extractores, de los que se muestra uno 
esquemáticamente en la Figura 32, constan de un cilindro exterior estacionario, 
dentro del cual gira un cilindro concéntrico. El contacto líquido-líquido ocurre en 
el espacio anular entre los dos. Este es probablemente el tipo más simple de los 
extractores agitadosmecánicamente y ha despertado interés en el campo de los 
procesos con energía atómica por su sencillez y porque promete corto tiempo de 
residencia por etapa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 32.- Extractor anular rotatorio. 35 
 
35 Ibid., p. 596 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 45 
Extractores de disco rotatorio (RDC). Este extractor, se muestra en la Figura 
33. Fijados al casco de la torre hay varios “anillos estatores” horizontales, 
tabiques en forma de anillo que dividen el extractor en varios pequeños 
compartimientos, cada uno da altura. Una serie de discos planos, dispuestos en 
un eje central en cada compartimiento, giran para proporcionar la agitación 
mecánica. Como se muestra en la Figura 33, el líquido ligero es el que se 
dispersa y la principal interfase líquido-líquido está en la parte superior, pero 
también puede dispersarse el líquido denso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 33.- Extractor de contacto de discos rotatorios (RDC). 36 
 
36 Ibid., p. 598 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 46 
Extractores Mixco (Lightnin CMcontactor) y similares. Este extractor se 
muestra esquemáticamente en la Figura 34. Consta de varios compartimientos 
formados por tabiques de anillo de estator, cada uno provisto de cuatro tabiques 
verticales y un impulsor de turbina de paletas planas colocado en el eje. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 34.- Extractor Mixco Lightnin CMContactor. 37 
 
37 Ibid., p. 604 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 47 
Extractores de pulsación. En los extractores de pulsación se aplica al 
contenido líquido un movimiento alternativo de amplitud relativamente corta. Su 
método trata el uso de placas perforadas horizontales que se mueven hacia 
arriba y hacia abajo mecánicamente mientras los líquidos pasan por el extractor. 
Otro método trata el mantenimiento de la estructura inferior del extractor en 
reposo mientras los líquidos son “pulsados” por un mecanismo externo, cuyo 
movimiento es transmitido a los líquidos hidráulicamente. 
Hay dos categorías principales de extractores pulsados hidráulicamente: los 
corrientes (esto es, de riego, con relleno, de placas perforadas, etc.), en los 
cuales la pulsación es impuesta, y un diseño especial de placas cribosas que es 
único para columnas pulsadas. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 35.- Aparatos para pulsación. 38 
Medios de impulsión. Véase la Figura 35. El mecanismo de impulsión más 
obvio se muestra en la Figura 35a y podría consistir en una bomba recíproca 
ordinaria de la cual han sido eliminadas las válvulas de retención, o un aparato 
similar fabricado especialmente para este objeto. Esta simple disposición 
permite fácil ajuste de la amplitud de la pulsación, por el ajuste de la carrera del 
 
38 Ibid., p. 611 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 48 
émbolo de la bomba y de la frecuencia mediante una caja de transmisión. En la 
Figura 35b, un fuelle de metal o de plástico (que puede ser también un 
diafragma flexible) se mueve con movimiento recíproco mecánicamente, 
hidráulicamente o incluso por un transductor electrónico. Este aparato puede 
unirse directamente al extractor, como se muestra, o por un tubo de conexión 
directamente al extractor o por un tubo de conexión, como en a. Estos dos 
artificios tienen el inconveniente de que el mecanismo de pulsación está en 
contacto directo con lo que pudiera ser un líquido muy corrosivo y están sujetos 
a cavitación. 
II.II.- Extractores centrífugos. Las pequeñas diferencias de densidad, se 
traducen en pequeñas cantidades de energía disponible para dispersión, y, 
como se ha demostrado, se usa como complemento la agitación mecánica. En 
los extractores ordinarios se mantiene el flujo a contracorriente por la fuerza de 
gravedad que actúa en virtud de la diferencia de densidad y, por consiguiente, 
son imposibles grandes velocidades de los líquidos. La substitución de la fuerza 
de gravedad por una fuerza centrifuga grande, varios miles de tantos mayor que 
la primera, creada por máquinas que giran rápidamente, hace posibles, de modo 
lógico, altas velocidades y volúmenes pequeños del extractor en 
correspondencia. Los pequeños volúmenes del extractor con altas capacidades 
de flujo que ofrecen los extractores centrífugos, se traducen en otras ventajas 
como el ahorro de espacio. 
Extractores de Podbielniak. Indiscutiblemente son los más importantes de esta 
categoría. Véase Figura 36. La rotación es en torno de un eje horizontal. El 
cuerpo del extractor es un tambor cilíndrico, cuya construcción interior puede 
variar considerablemente. 
 
 
 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 36.- Extractor centrífugo de Podbielniak. 39 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 Ibid., p. 620 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 50 
C A P Í T U L O I I 
EXPERIMENTACIÓN 
2.1.- DESARROLLO EXPERIMENTAL A ESCALA LABORATORIO. 
2.1.1.- MATERIAL, EQUIPO Y SUSTANCIAS. 
En seguida, se enlista el material, el equipo y las sustancias a utilizar para la 
experimentación. 
Material: 
- Libreta 
- Lapicero 
Equipo: 
- 6 Embudos de separación 
- 3 Vasos de precipitado 
- 3 Pipetas graduadas 
- 1 Perilla de tres vías 
- 6 Soportes universal 
- 6 Pinzas de nuez 
- 2 Probetas 
- Refractómetro 
Sustancias: 
- Ciclohexano 50mL 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 51 
- Alcohol Etílico Absoluto 50mL 
- Agua destilada 50mL 
2.1.2.- DESARROLLO EXPERIMENTAL. 
A continuación, se detalla el procedimiento que se sigue para la realización del 
experimento: 
1.- Etiquetar los 3 vasos de precipitados y las 3 pipetas a emplear con el nombre 
de las sustancias a utilizar, esto se hace con la finalidad de evitar la 
contaminación de las sustancias puras. 
2.- Enumerar los embudos de separación, del 1 al 6, para identificar la muestra a 
experimentar. 
3.- Respectivamente, de cada sustancia a experimentar (Ciclohexano, Etanol y 
Agua destilada) vaciar 50mL en cada vaso etiquetado. 
4.- Como se indica en la Tabla 3, con las 3 pipetas etiquetadas, auxiliándonos 
con la perilla de tres vías, se procede a depositar los volúmenes 
correspondientes en los 6 embudos respectivos. 
5.- Al término de la colocación de los volúmenes en el primer embudo, agitar 
vigorosamente, por lo menos 10 segundos. Al concluir, con la ayuda de una 
pinza de nuez colocarlo en un soporte universal. Dejar reposar el embudo para 
poder apreciar la separación de fases. 
6.- Individualmente, conforme se vayan colocando los volúmenes 
correspondientes en cada embudo y su debida agitación, colocarlos en cada 
soporte universal con la ayuda de las pinzas de nuez. Mientras se van 
preparando los otros embudos, eso dará tiempo para que se separen las fases 
de manera óptima. 
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 
 
 52 
7.- Cuando se tenga los seis embudos sostenidos en cada soporte universal, 
apreciar la apariencia de cada fase, notar si es turbia o no. Apreciar si se ven 
partículas suspendidas en las fases, si la línea que separa las fases es definida 
o no. 
8.- Terminado la apreciación de las fases, colocar en una probeta la fase acuosa 
y en la otra probeta la fase orgánica. 
9.- Con las fases ya separadas, en cada embudo de separación, tomar su índice 
de refracción y anotar los valores obtenidos. Recordando que se coloca un 
pequeño volumen que llene el prisma de refracción, no inundarlo ni que se 
derrame, el liquido a analizar, por las orillas al momento de sobreponer el prisma 
de incidencia. 
10.- Realizar la lectura de índice de refracción para las muestras restantes. Al 
término de la lectura de la muestra, lavar y secar