Exercice : Bilans matière sur une colonne d'extraction en régime permanent
On désire extraire d'une solution aqueuse (eau = diluant) l'acide acétique (= soluté) par de l'acétate de butyle (=solvant) dans un extracteur liquide/liquide fonctionnant à contre-courant en régime permanent. Le débit massique de l'alimentation en solution aqueuse (titrant à 20% massique en acide acétique) est de 100 kg h-1, tandis que celui du solvant (acétate de butyle pur) est de 150 kg h-1. En sortie, le titre en acide dans le raffinat est de 5% ; tandis que le titre en acide dans l'extrait est de 9,5%.
On ne fait pas d'hypothèse d'immissibilité entre diluant et solvant.
Question
Déterminer les débits massiques de l'extrait et du raffinat sortant de l'extracteur et le rendement d'extraction.
Indice
Faire un schéma de la colonne et y reporter les différentes données chiffrées de l'énoncé.
Indice
En extraction liquide/liquide, on appelle raffinat la phase initialement riche en soluté et qui s'en est appauvri au travers de l'extracteur. L'extrait est la phase qui s'est enrichie en soluté.
Indice
Le rendement d'extraction est défini comme le rapport entre la masse de soluté extraite et la masse de soluté à extraire.
Solution
Résultats
Le débit massique de l'extrait est 167 kg h-1 ; celui du raffinat est 83 kg h-1.
Le rendement d’extraction est de 79%.